ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΤΕΧΝΩΝ

5.2. Μορφοποίηση του γυαλιού

Υπάρχουν διάφορες τεχνικές μορφοποίησης του γυαλιού:

1. Η τεχνική του πυρήνα (κατασκευή πυρήνα, εμβάπτιση σε λιωμένη μάζα γυαλιού και τύλιγμα γύρω από έναν πυρήνα)
2. Η τεχνική του μωσαϊκού
3. Η τεχνική της χύτευσης σε ανοιχτό καλούπι
4. Η τεχνική του φυσήματος (ελεύθερα ή σε καλούπι).

1. Υπάρχουν δύο βασικές μέθοδοι για την παραγωγή γυαλιού με την τεχνική του πυρήνα, η εμβάπτιση πυρήνα σε λιωμένη μάζα γυαλιού και το τύλιγμα γυαλιού γύρω από αυτόν.

Κατά την εμβάπτιση ένας πυρήνας από πηλό (γεμισμένος με άμμο), με το σχήμα του προς κατασκευή αντικειμένου, εμβαπ­τίζεται σε λιωμένο γυαλί με τη βοήθεια ενός μεταλλικού καλαμιού. Ο πήλινος πυρήνας επικαλύπτεται με το γυαλί και αφαιρείται, ενώ ψύχεται.

Το τύλιγμα γυαλιού γύρω από έναν πυρήνα αποτελεί διαδικασία κατά την οποία το λιωμένο γυαλί τραβιέται σε ράβδους σαν καλάμια. Αυτές οι ράβδοι, αφού ψυχθούν, ξαναθερμαίνονται και τυλίγονται γύρω από έναν πυρήνα πηλού με τη χρήση μιας μεταλλικής ράβδου.

2. Η τεχνική του μωσαϊκού είναι μια τεχνική σύντηξης γυάλινων ράβδων διαφορετικών χρωμάτων. Οι γυάλινες ράβδοι τραβιούνται εν θερμώ σε μικρές διαμέτρους, στη συνέχεια ψύχονται, κόβονται σε μικρά μήκη και τοποθετούνται σε ένα καλούπι που έχει το επιθυμητό σχήμα του αντικειμένου. Τοποθετείται ένα εξωτερικό καλούπι πάνω στο πρώτο, για να παραμείνουν οι ράβδοι στη θέση τους, και το σύστημα αυτό μπαίνει σε κλίβανο, για να συντηχθούν οι ράβδοι. 

3. Η χύτευση σε ανοιχτό καλούπι γίνεται απλά με τη χύτευση λιωμένου γυαλιού από ένα χωνευτήριο πάνω σε κεραμική ή μεταλλική επιφάνεια μέχρι αυτό να απλωθεί. Το καλούπι με το μοτίβο πιέζεται πάνω στο απλωμένο γυαλί. Το καλούπι αφαιρείται, ενόσω το γυαλί είναι ακόμα μαλακό, και αφήνεται να κρυώσει. Το γυάλινο σκεύος μπορεί να φινιριστεί με διάφορους τρόπους, όπως με τρίψιμο. Για τη χύτευση μπορούν να χρησιμοποιηθούν καλούπια ενός ή δύο κομματιών ή η μέθοδος του χαμένου κεριού (όπως περιγράφηκε για τη χύτευση μετάλλων).

4. Υπάρχουν δύο μέθοδοι φυσήματος του γυαλιού, το φύσημα του γυαλιού σε καλούπι και το ελεύθερο φύσημα.

Κατά το φύσημα σε καλούπι απομακρύνεται ποσότητα λιωμένου γυαλιού από το χωνευτήριο με ένα σιδερένιο σωλήνα φυσήματος, που μπορεί να έχει μήκος 1-1,5m και διάμετρο 2cm, και το άκρο του να έχει σχήμα αχλαδιού. Ποσότητα λιωμένου γυαλιού τραβιέται στο σιδερένιο σωλήνα φυσήματος και το μαλακό γυαλί κυλίεται/ρολάρεται πάνω σε μια λεία επίπεδη επιφάνεια (π.χ. πέτρα) κατά τα διάφορα στάδια της παραγωγής. Το μαλακό γυαλί που έχει ρολαριστεί φυσιέται σε σχήμα μιας επιμήκους μπάλας, που τοποθετείται σε ένα καλούπι δύο κομματιών, το οποίο στη συνέχεια κλείνει σφιχτά. Διοχετεύεται/φυσιέται αέρας μέσω του σωλήνα, ώστε το γυαλί να πάρει το σχήμα του καλουπιού. Όταν το γυαλί ψυχθεί, ανοίγεται το καλούπι και το γυαλί έχει πάρει το σχήμα του.

Φύσημα σε καλούπι. Πηγή: ΥΑΛΟΣ - Ημερίδα Συντήρησης ΑΜΘ 2009

Κατά το ελεύθερο φύσημα δε χρειάζεται καλούπι. Μια μπάλα λιωμένου γυαλιού αποσπάται με το άκρο του σιδερένιου σωλήνα. Περιστρέφοντας αργά το σωλήνα μέσα στο φούρνο αποσπάται κι άλλη ποσότητα σαν ομοιογενής επικάλυψη. Απο­μακρύνεται ο σωλήνας από το φούρνο και το λιωμένο γυαλί ρολάρεται προς τα μπρος και προς τα πίσω πάνω στην επίπεδη λεία επιφάνεια, για να γίνει κυλινδρικό και ομόκεντρο με το σωλήνα φυσήματος. Όσο το γυαλί είναι ακόμα μαλακό, φυσιέται αέρας μέσα στο σωλήνα και δημιουργείται μια φυσαλίδα στο επιθυμητό μέγεθος. Η διαδικασία του φυσήματος απαιτεί γερούς πνεύμονες. Ο τεχνίτης βάζει στο στόμα του και νερό, που το φυσά μέσα στο σωλήνα, και στη συνέχεια κλείνει το άκρο με τον αντίχειρά του. Ο ατμός που δημιουργείται βοηθά το φύσημα.

Ελεύθερο φύσημα. Πηγή: ΥΑΛΟΣ - Ημερίδα Συντήρησης ΑΜΘ 2009

5.3. Το γυαλί στην αρχαιότητα

Απόψεις που επικρατούν για τη γενέτειρα του γυαλιού:

Η γενέτειρα του γυαλιού δεν είναι γνωστή.

• Μερικοί ισχυρίζο­νται ότι κατασκευάστηκε στη Μεσοποταμία πριν από το 3000 π.Χ.,
• άλλοι ότι ανακαλύφθηκε κατά τύχη κατά τη διάρκεια παραγωγής φαγεντιανής ή των υαλωμάτων των κεραμικών.
• Ο Ρωμαίος ιστορικός Πλίνιος (23-79 μ.Χ.) συσχέτισε την παραγωγή γυαλιού με τον ποταμό Belus στη Φοινίκη (σημερινό Ισραήλ).
• Επίσης, παραγωγή γυαλιού γινόταν στη Μεσοποταμία και στην Αρχαία Αίγυπτο.

Πριν από την επινόηση της τεχνικής του φυσήματος, τα πρώιμα γυάλινα αγγεία παράγονταν με τη χρήση τεχνικών όπως, του πυρήνα, του μωσαϊκού και της χύτευσης σε καλούπι, που περιγράφηκαν πιο πάνω. Τα πρώτα γυάλινα σκεύη, όπως κανάτια και φιάλες για αρώματα, παράγονταν με την τεχνική του πυρήνα και χρονολογούνται στα τέλη του 16ου ή στις αρχές του 15ου αιώνα π.Χ. στη Μεσοποταμία και στην Αίγυπτο. Η τεχνική του μωσαϊκού χρησιμοποιήθηκε κατά τη διάρκεια του 15ου και 14ου αιώνα π.Χ. στη Μεσοποταμία και στη Δυτική Ασία για την κατασκευή γυάλινων κυπέλλων.

Λίγα γυάλινα αντικείμενα, όπως μικρά αγαλματίδια ζώων, έχουν βρεθεί από την Ύστερη Εποχή του Χαλκού στην Ελλάδα (Μυκήνες). Γραπτές πηγές σε μυκηναϊκή διάλεκτο μας πληροφορούν ότι το γυαλί ονομαζόταν “κυανός”. Γενικά πιστεύεται ότι οι Μυκηναίοι παρήγαν δικό τους γυαλί, αλλά πιθανόν εισήγαν την πρώτη ύλη.

Κατά το 12ο αιώνα π.Χ. σημειώνεται μείωση στην παραγωγή γυαλιού πιθανόν εξαιτίας της εισβολής των Παλαιστινίων στην Αίγυπτο και στη Συρία. Μόνο μετά τον 9ο αιώνα π.Χ. επανέρχεται η παραγωγή γυαλιού σε περιοχές όπως η Ελλάδα.

Στην Ελλάδα από τον 8ο αιώνα π.Χ. και μετά χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της χύτευσης σε ανοιχτό καλούπι για την παραγωγή ημισφαιρικών κυπέλλων ανοιχτού πράσινου χρώματος. Η παραγωγή χυτών σκευών συνεχίστηκε έως τον 5ο και 4ο αιώνα μ.Χ., όπου παραγόταν καθαρό, σχεδόν άχρωμο γυαλί. Η τεχνική του πυρήνα για την παραγωγή γυαλιού γνώρισε μεγάλη διάδοση εκείνη την εποχή.

Από την αρχαϊκή περίοδο και μετά (525 π.Χ-10 μ.Χ.) η τεχνική του πυρήνα για την παραγωγή γυάλινων σκευών γίνεται πολύ δημοφιλής στην Ελλάδα. Αντικείμενα που δημιουργήθηκαν με αυτή την τεχνική, όπως στρογγυλά αλάβαστρα, ήταν τυπικά αντιπροσωπευτικά της πρώιμης ελληνικής παραγωγής γύρω στα 525-500 π.Χ. Αυτά τα αγγεία είχαν βάσεις κατασκευασμέ­νες από γυαλί ή από χρυσό. Κατά τη διάρκεια των ελληνιστικών χρόνων, τα κυριότερα κέντρα παραγωγής γυαλιού με την τεχνική του πυρήνα βρίσκονταν στη Ρόδο, στην Κύπρο και πιθανόν στην Ιταλία. Όμως, μετά τις αρχές του 1ου αιώνα μ.Χ. τα αγγεία της τεχνικής του πυρήνα εξαφανίζονται λόγω της προτίμησης στις τεχνικές φυσητού γυαλιού.

Η τεχνική του φυσήματος του γυαλιού επινοήθηκε κατά τον 1ο αιώνα π.Χ. πιθανόν στη Συρία. Κατά τη διάρκεια του 1ου αιώνα μ.Χ. οι τεχνικές παραγωγής φυσητού γυαλιού ήταν πολύ διαδεδομένες. Διευκόλυναν τη μαζική παραγωγή γυαλιού, το οποίο εξελίχθηκε σε φθηνό εμπόρευμα. Εκείνη την εποχή τα κυριότερα υαλοπαραγωγικά κέντρα βρίσκονταν κάτω από την κυριαρχία της Ρώμης. Το γυαλί δεν ήταν πλέον είδος πολυτελείας αλλά υλικό καθημερινής οικιακής χρήσης. Κατά τη διάρκεια αυτής της εποχής το γυαλί χρησιμοποιείται για την κατασκευή κοσμημάτων, τζαμιών παραθύρων, λαμπών και καθρεφτών.

Έως το 70 μ.Χ. παράγονταν εξαιρετικής ποιότητας γυάλινα αντικείμενα από σκόπιμα αποχρωματισμένο γυαλί. Το αποχρωματισμένο γυαλί αντικατέστησε τις συνηθισμένες φυσικές πρασινωπές ή μπλε αποχρώσεις. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, προκειμένου να παραχθεί άχρωμο γυαλί, οι τεχνίτες έπρεπε να χρησιμοποιήσουν λεπτή άμμο χωρίς σίδηρο και να προσθέσουν μαγγάνιο και αντιμόνιο ως αποχρωματιστές.

Κατά τον 1ο αιώνα μ.Χ. στη Ρωμαϊκή αυτοκρατορία δημιουργούνται διάφορα υαλοπαραγωγικά κέντρα και η παραγωγή του ρωμαϊκού γυαλιού εξαπλώνεται.

Η χρονική περίοδος έως το 2ο και 3ο αιώνα μ.Χ. υπήρξε περίοδος πειραματισμού στην κατασκευή χυτών σκευών. Αυτά που ήταν πολύ δύσκολο να κατασκευαστούν ήταν τα γυάλινα σκεύη που περιέκλειαν φύλλο χρυσού μεταξύ δύο γυάλινων άχρωμων κυπέλλων, που προσαρμόζονταν τέλεια το ένα μέσα στο άλλο. Επίσης, υπήρξε πολύ διαδεδομένη η χρήση μεγάλων πλακών μωσαϊκού γυαλιού από πολύχρωμες ράβδους.

Μετά τη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία (400 μ.Χ.) παρατηρούνται αλλαγές στις περιοχές της Μεσογείου. Η Κωνσταντινούπολη γίνεται μια από τις σημαντικότερες πρωτεύουσες. Το γυαλί προέρχεται από τα κοντινά υαλοπαραγωγικά κέντρα της Συρίας ή παράγεται στην Κωνσταντινούπολη ακολουθώντας τα συριακά πρότυπα.

Τα γυάλινα σκεύη της Βυζαντινής περιόδου (4ος-7ος αι. μ.Χ.) ήταν εκπληκτικά και απαιτούσαν μεγάλη δεξιοτεχνία, όπως για παράδειγμα τα γυάλινα σκεύη με θρησκευτικά σύμβολα που κατασκευάζονταν με την τεχνική του ένθετου φύλλου χρυσού (ο χρυσός ήταν εγκλεισμένος μεταξύ δύο στρωμάτων γυαλιού).

Επίσης, τα κωνικά κύπελλα που χρησιμοποιούνταν ως λάμπες και ανηρτώντο με αλυσίδες (καντήλια) ήταν πολύ συνηθισμένα εκείνη την περίοδο. Το γυαλί χρησιμοποιήθηκε επίσης ως σημαντικό στοιχείο διακόσμησης στα βιτρό των βυζαντινών εκκλησιών.

Άλλες σημαντικές περίοδοι για την παραγωγή γυαλιού είναι η περίοδος από τον 8ο έως το 15ο αι. μ.Χ., κατά την οποία το “ισλαμικό γυαλί” γνωρίζει μεγάλη διάδοση, η περίοδος από 15ο έως το 17ο αι. μ.Χ. κατά την οποία ξεχωρίζει το “βενετσιάνικο γυαλί”, και τέλος η περίοδος από το 17ο αι. έως σήμερα με τα μεγάλα ευρωπαϊκά κέντρα παραγωγής γυαλιού, όπως τη Βοημία (17ος-18ος αι.) και τη Βρετανία (19ος αι. έως σήμερα).

4.2. Επεξεργασία των πρώτων υλών και παραγωγή πηλού

Τόσο ο πηλός όσο και οι μη πλαστικές προσμείξεις δουλεύονται πριν ανακατευθούν, για να παραγάγουν πηλό για την παραγωγή κεραμικής.

Ο πηλός συνήθως αφήνεται να ξηρανθεί (π.χ. στον ήλιο) σε εξωτερικό χώρο ή σε λάκκο. Μετά την ξήρανσή του ο πηλός μπορεί να καθαριστεί με την αφαίρεση χονδρόκοκκων κομματιών/πετρών (π.χ. διαλογή με το χέρι). Κατά την επεξεργασία του πηλού μπορούν να παραχθούν λεπτότερα κλάσματα πηλού (που χρησιμοποιούνται ως επιχρίσματα σε κεραμικά).

Λεπτόκοκκος πηλός μπορεί να παραχθεί με διαδικασίες καθαρισμού και διαχωρισμού με τη μέθοδο της επίπλευσης, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως επίχρισμα ή για την κατασκευή λεπτότερων κεραμικών.

Η επίπλευση μπορεί να γίνει με δύο διαδικασίες:

• Η πρώτη διαδικασία περιλαμβάνει την προσθήκη νερού σε ένα λάκκο ή σε μια δεξαμενή που περιέχει κομμάτια ξηρού πηλού. Το νερό διεισδύει στον πηλό και τα κομμάτια γίνονται μαλακά σαν λάσπη. Η διαδικασία αυτή διαρκεί μερικές ώρες, ακόμα και μέρες. Στη συνέχεια προστίθεται περισσότερο νερό και μετά ο πηλός ανακατεύεται με ένα εργαλείο ή ακόμα ο κεραμέας μπορεί να χρησιμοποιήσει τα πόδια ή τα χέρια του. Έτσι δημιουργείται μια ομοιόμορφη διασπορά των σωματιδίων του πηλού και τα χονδρά σωματίδια κατακάθονται στον πάτο του λάκκου ή της δεξαμενής και μπορούν να αφαιρεθούν.
• Με τη δεύτερη διαδικασία παράγονται ακόμα λεπτότερα κλάσματα πηλού, τα οποία προορίζονται για φίνα κεραμικά ή επιχρίσματα. Ο πηλός ρέει αργά μέσα από ένα μακρύ και ρηχό αυλάκι, πριν περάσει στο λάκκο ή στη δεξαμενή. Τα χονδρότερα σωματίδια παραμένουν στον πάτο, ενώ τα λεπτότερα παραμένουν διεσπαρμένα επάνω, σαν αιωρήματα.

Οι μη πλαστικές προσμείξεις που προστίθενται στον πηλό, για να βελτιώσουν την εργασιμότητά του, μπορούν να παραχθούν με απλό σπάσιμο. Για παράδειγμα, όστρακα ή κεραμικά μπορούν να σπάσουν με γουδί ή με βαριά, πριν προστεθούν στον εργάσιμο πηλό.

Ο πηλός στη συνέχεια αναμειγνύεται με τις μη πλαστικές προσμείξεις σε αναλογίες που εξαρτώνται από την επιθυμητή εργασιμότητα του πηλού για την παραγωγή κεραμικής. Ο κεραμέας ζυμώνει τον πηλό όπως ο μάγειρας ζυμώνει το αλεύρι, για να φτιάξει ψωμί, αναμειγνύοντας τις σωστές αναλογίες πηλού, μη πλαστικών και νερού, και πλάθοντάς το μείγμα έως ότου τα συστατικά του να αναμιχθούν ομοιόμορφα. Κατά το ζύμωμα του πηλού, είναι επίσης πολύ σημαντικό να απομακρυνθούν οι φυσαλίδες αέρα. Αν ο πηλός δε ζυμωθεί πολύ καλά, κατά το ψήσιμο οι παγιδευμένες φυσαλίδες αέρα δημιουργούν κενά που μπορεί να καταστρέψουν το κεραμικό σκεύος. Κενά που δημιουργούνται από παγιδευμένες φυσαλίδες αέρα μπορεί να είναι ορατά σε κεραμικά σκεύη που δεν έχουν ζυμωθεί πολύ καλά.

Στο 1ο λεπτό του παρακάτω βίντεο παρουσιάζεται η διαδικασία παραγωγής του πηλού, από την επίπλευση για την παραγωγή λεπτόκοκκου πηλού μέχρι το ζύμωμα.

4.3. Μορφοποίηση του πηλού

Οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη μορφοποίηση ενός σκεύους είναι:

1. η προσθήκη σε σπείρες,
2. η πίεση,
3. ο τροχός και
4. το καλούπι.

1. Η προσθήκη σε σπείρες γίνεται με ρολάρισμα του πηλού σε μια επίπεδη επιφάνεια για το σχηματισμό “μακαρονιών” ομοιόμορφου πάχους. Η διάμετρός τους εξαρτάται από το επιθυμητό πάχος των τοιχωμάτων του σκεύους. Τα τοιχώματα του σκεύους σχηματίζονται τυλίγοντας περιφερειακά το “μακαρόνι”. Στη συνέχεια, η ανάγλυφη επιφάνεια των τοιχωμάτων που δημιουργείται από το “μακαρόνι” μπορεί να λειανθεί.

2. Η πίεση γίνεται με “δούλεμα” του πηλού ανάμεσα στον αντίχειρα και στα δάχτυλα. Τα τοιχώματα του σκεύους λεπτύνονται και δίνεται σ’ αυτό σχήμα. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιεί­ται για να μορφοποιούνται εύκολα μικρά σκεύη.

3. Η μορφοποίηση του πηλού σε τροχό γίνεται με τη χρήση τροχού που περιστρέφεται γρήγορα ώστε να μπορεί να δουλευτεί μια μάζα πηλού με τα χέρια και με τα δάχτυλα. Ο τροχός έφερε επανάσταση στην αγγειοπλαστική. Με τον τροχό, ο οποίος μπορεί να είναι ποδοκίνητος, χειροκίνητος ή ηλεκτρικός, η μορφοποίηση ενός σκεύους είναι περισσότερο ελεγχόμενη και πιο γρήγορη σε σύγκριση με άλλες μεθόδους.

Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, μια μάζα πηλού τοποθετείται πάνω στον τροχό, προστίθεται λίγο νερό και κεντράρεται, καθώς ο τροχός περιστρέφεται. Το σωστό κεντράρισμα του πηλού είναι πολύ σημαντικό, ώστε τα τοιχώματα του σκεύους να έχουν το ίδιο πάχος. Όταν κεντραριστεί ο πηλός, με τους αντίχειρες γίνεται μια τρύπα στο κέντρο της μπάλας πηλού. Στη συνέχεια με τοποθέτηση του ενός χεριού στο εσωτερικό και του άλλου στο εξωτερικό του δημιουργούμενου αντικειμένου, και με πίεση προς τα μέσα και προς τα πάνω, αρχίζουν αργά να ανυψώνονται τα τοιχώματα. Τα τοιχώματα ανυψώνονται και λεπτύνονται συγχρόνως. Επίσης, στην κορυφή του σκεύους μπορεί να γίνει μια αναδίπλωση/χείλος. Όταν το σκεύος πάρει την τελική μορφή του, απομακρύνεται από τον τροχό, αφού περάσει ένα συρμάτινο νήμα από κάτω, για να ξεκολλήσει ο πηλός από την επιφάνεια του τροχού.

4. Κατά τη μορφοποίηση σε καλούπι ο πηλός πιέζεται μέσα ή πάνω σε ένα καλούπι (επίσης φτιαγμένο από ψημένο πηλό). Ένα διαχωριστικό στρώμα (π.χ. άμμος) τοποθετείται ανάμεσα στον πηλό και στο καλούπι, ώστε να μην κολλήσουν μεταξύ τους. Τα καλούπια χρησιμοποιούνται για την κατασκευή πολύπλοκων σκευών με ανάγλυφη διακόσμηση.

Μετά τη μορφοποίηση του κεραμικού σκεύους το σώμα μπορεί να δουλευτεί ακόμα με τη χρησιμοποίηση εργαλείων για:

• πάτημα,
• ξύσιμο,
• διακόσμηση

Το πάτημα γίνεται με τη χρήση ενός εργαλείου, όπως μιας σπάτουλας, με το οποίο πατιέται/πιέζεται ο πηλός πάνω σε ένα καλούπι μέχρι να το γεμίσει.

Το ξύσιμο γίνεται με χρήση ενός εργαλείου, όπως ενός οστράκου, με το οποίο αφαιρούνται επιπλέον κομμάτια πηλού.

Η διακόσμηση γίνεται με χρήση ενός εργαλείου, όπως ενός μαχαιριού, με το οποίο αφαιρούνται επιπλέον κομμάτια πηλού.

Το “γύρισμα” περιλαμβάνει το φινίρισμα ή/και τη διακόσμηση του αντικειμένου, ενώ αυτό περιστρέφεται πάνω στον τροχό.

4.4. Η ξήρανση και το ψήσιμο του πηλού

Ξήρανση του πηλού

Γιατί; Πριν από το ψήσιμο, το κεραμικό σκεύος πρέπει να αφεθεί να στεγνώσει, ώστε να απομακρυνθεί όλη η υγρασία του. Αν το νερό δεν αφαιρεθεί, το σκεύος θα σπάσει κατά το ψήσιμο, εξαιτίας των ατμών που θα δημιουργηθούν από τη βίαιη εξάτμιση του νερού. Έτσι, πάνω από τους 100°C το νερό εξατμίζεται, πράγμα που οδηγεί στην ανάπτυξη πιέσεων και τάσεων που μπορεί να ρηγματώσουν το σώμα του κεραμικού.

Πώς; Τα κεραμικά σκεύη μπορούν να ξηραθούν στον ήλιο, και ο όγκος του σκεύους μικραίνει, καθώς απομακρύνεται το νερό. Κατά τη διάρκεια αυτής της συρρίκνωσης μπορεί να γίνουν ρωγμές στο σκεύος, όπως, για παράδειγμα, στα σημεία ένωσης δύο κομματιών πηλού. Αν κατά τη διάρκεια της ξήρανσης δημιουργηθούν σοβαρές ρωγμές, τότε το αντικείμενο πρέπει να πεταχτεί.

Ψήσιμο του πηλού

Σκοπός του ψησίματος είναι να αλλοιωθούν τα αργιλούχα ο­ρυκτά μέσα στον πηλό, ώστε να δημιουργηθεί μια σκληρή και μη πορώδης δομή. Οι θερμοκρασίες που χρειάζονται για να καταστραφούν αυτά τα αργιλούχα ορυκτά εξαρτώνται από τον τύπο του πηλού που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του κεραμικού.

Έτσι, τα κεραμικά κατά τη διάρκεια του ψησίματος περνούν από τις εξής φάσεις:

• Αέρια φάση (πορώδης)
• Στερεά φάση (κρυσταλλική)
• Υαλώδη φάση (υαλώδης)

Η έκταση αυτών των φάσεων προσδιορίζει το είδος του κεραμικού και τις ιδιότητες του. Για παράδειγμα:

• Στις τερακότες κυριαρχεί η κρυσταλλική φάση, η υαλώδης φάση απουσιάζει ή είναι πολύ ελάχιστη, και το σκεύος είναι πολύ πορώδες.
• Στην πορσελάνη κυριαρχεί η υαλώδης φάση, η κρυσταλλική φάση είναι ελάχιστη ή σχεδόν απουσιάζει, και το σκεύος δεν είναι πορώδες.

Μαυσωλείο του πρώτου αυτοκράτορα των Τσιν (ο στρατός από τερακότα ή πήλινος στρατός) Μνημείο Παγκόσμιας Κληρονομιάς της UNESCO

Κατά τη διάρκεια του ψησίματος ο πηλός υφίσταται διάφορες μεταβολές.

Κατά το πρώτο στάδιο (μέχρι τους 350°C) αποσυ­ντίθενται τα οργανικά υλικά που περιέχονται σ’ αυτόν. Από τους 500°C ο άνθρακας των οργανικών υλικών αρχίζει να καίγεται και σε υψηλότερες θερμοκρασίες καίγεται πλήρως.

Στο δεύτερο στάδιο (μεταξύ 600°C-850°C) τα αργιλούχα ορυκτά αρχίζουν να αποσυντίθενται, ώσπου οι ακμές των κρυστάλλων των ορυκτών τήκονται και συνδέονται. Αυτή η διαδικασία καλείται συσσωμάτωση. Είναι σημαντικό ότι τα αργιλούχα ορυκτά του πηλού συσσωματώνονται χωρίς να τήκονται, διαφορετικά θα απορροφούσαν ξανά νερό και θα αποκτούσαν την αρχική δομή τους. Η θερμοκρασία που απαιτείται για τη συσσωμάτωση των αργιλούχων ορυκτών εξαρτάται από τον τύπο των αργιλούχων ορυκτών που περιέχονται στον πηλό.

Το τελικό στάδιο του ψησίματος είναι η υαλοποίηση. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας σχηματίζεται γυαλί από τον πηλό. Το γυαλί αυτό δεν είναι όπως το γυαλί της καθημερινής χρήσης (π.χ. δεν είναι διαφανές), αλλά ονομάζεται έτσι, επειδή έχει ορισμένες ιδιότητες παρόμοιες με αυτό. Η υαλοποίηση ξεκινά, όταν τα αργιλούχα ορυκτά (πυριτικά ή οξείδια) αρχίζουν να λιώνουν και να τήκονται. Η υαλοποίηση ξεκινά στους 850°C, αλλά δε γίνεται εμφανής στο κεραμικό παρά μεταξύ 900°C-950°C. Η υαλώδης δομή που σχηματίζεται ελαττώνει το πορώδες του κεραμικού υλικού.

Κεραμικά Υλικά: Καθ. ΕΜΠ Αντωνία Μοροπούλου - ΕΔΙΠ Κυριάκος Λαμπρόπουλος

Κεραμικά Υλικά: Καθ. ΕΜΠ Αντωνία Μοροπούλου - ΕΔΙΠ Κυριάκος Λαμπρόπουλος

Roman Terra Sigillata: ρωμαϊκά κεραμικά σκεύη

Η ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια του ψησίματος επηρεάζει τον τύπο του κεραμικού σκεύους που παράγεται.

Η ατμόσφαιρα μπορεί να είναι οξειδωτική, αναγωγική ή ουδέτερη. Η οξειδωτική ατμόσφαιρα χρειάζεται οξυγόνο, η αναγωγική χρειάζεται μονοξείδιο του άνθρακα και η ουδέτερη χρειάζεται διοξείδιο του άνθρακα.

• Οξειδωτική ατμόσφαιρα έχουμε όταν η ποσότητα οξυγόνου είναι μεγαλύτερη από αυτήν που απαιτείται για την καύση της καύσιμης ύλης, και εμφανίζεται, όταν υπάρχει πλεονασμός σε αέρα.
• Αναγωγική ατμόσφαιρα υφίσταται όταν δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για την καύση της καύσιμης ύλης και σχηματίζεται μονοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, και εμφανίζεται, όταν υπάρχει έλλειψη αέρα.
• Ουδέτερη ατμοσφαιρα έχουμε όταν η ποσότητα οξυγόνου είναι η απαιτούμενη για την καύση της καύσιμης ύλης και σχηματίζεται διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Επίσης, ο τύπος της ατμόσφαιρας κατά τη διάρκεια του ψησίματος και η σύνθεση του πηλού επηρεάζουν το χρώμα του ψημένου κεραμικού. Η παρουσία σιδήρου στον πηλό επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το χρώμα του κεραμικού σκεύους.

• Αν τα αργιλούχα ορυκτά περιέχουν σίδηρο και ψηθούν σε οξειδωτική ατμόσφαιρα, ο σίδηρος θα οξειδωθεί και θα αποκτήσει κοκκινωπό χρώμα (π.χ. όπως της σκουριάς).
• Αν τα ίδια σιδηρούχα ορυκτά ψηθούν κάτω από αναγωγική ατμόσφαιρα, ο σίδηρος θα αναχθεί και θα γίνει γκρι ή μαύρος.

Έτσι, οι κεραμείς μπορούν να ρυθμίζουν και να εκμεταλ­λεύονται την ατμόσφαιρα ψησίματος, για να μεταβάλλουν το χρώμα του κεραμικού σκεύους.

Ψύξη κεραμικού

Μετά το ψήσιμο είναι πολύ σημαντικό να ψυχθεί σωστά το σκεύος. Ο ρυθμός και η ατμόσφαιρα στην οποία ψύχεται ένα σκεύος καθορίζουν τη τελική μορφή του.

Τα κεραμικά σκεύη μπορεί να ψηθούν σε ανοιχτή φωτιά, σε λάκκους ή σε φούρνους.

• Το ψήσιμο σε ανοιχτή φωτιά είναι η πιο απλή μορφή ψησίματος. Δεν απαιτεί καμία υποδομή παρά μόνο καύσιμη ύλη, και ήταν πιθανώς η πρώτη μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για το ψήσιμο των κεραμικών.
• Τα κεραμικά σκεύη μπορούσαν επίσης να ψηθούν σε λάκκους που περι­κλείονταν με πέτρες. Τοποθετούνταν ξύλο κάτω και πάνω από τα σκεύη και το ξύλο καιγόταν. Και στις δύο περιπτώσεις (σε ανοιχτή φωτιά και σε λάκκους) είναι πολύ δύσκολο να ελεγχθεί η ατμόσφαιρα κάτω από τέτοιες συνθήκες ψησίματος.
• Υπάρχουν διάφοροι τύποι καμίνων, όπως οι κάμινοι ευθείας φλόγας ανοδικής κίνησης του αέρα και οι κάμινοι αναστρεφόμενης φλόγας καθοδικής κίνησης του αέρα, οι οποίες είναι κατασκευασμένες από διαφορετικούς τύπους υλικών, όπως πέτρα ή τούβλα και χρησιμοποιούνται για το ψήσιμο κεραμικών σκευών.

1. Η κάμινος ευθείας φλόγας είναι μια θολωτή κατασκευή που χρησιμοποιήθηκε για το ψήσιμο κεραμικών, όπου η φωτιά βρίσκεται κάτω από τα κεραμικά και υπάρχει άνοιγμα-αεραγωγός στην κορυφή που επιτρέπει τη διέξοδο του καπνού. Κατά τα αρχαία και ρωμαϊκά χρόνια χρησιμοποιούνταν περισσότερο κάμινοι ευθείας φλόγας για το ψήσιμο των κεραμικών σε θερμοκρασίες κάτω από 1100°C. Για να παραχθούν θερμο­κρασίες υψηλότερες από 1100°C, απαιτείται κάμινος αναστρεφόμενης φλόγας.
2. Στις καμίνους αναστρεφόμενης φλόγας η φωτιά βρίσκεται στο ίδιο σημείο, όπως και στην κάμινο ευθείας φλόγας, αλλά η θερμότητα εκτρέπεται από την οροφή του φούρνου προς τα κάτω, προς τα κεραμικά.

Κάμινος ευθείας φλόγας (πηγή: Δάνου, Μ. Η τέχνη της κεραμικής. ΕΟΜΜΕΧ. Αθήνα 1982).

Κάμινος αναστρεφόμενης φλόγας (πηγή: Δάνου, Μ. Η τέχνη της κεραμικής. ΕΟΜΜΕΧ. Αθήνα 1982).

4.5. Υαλώματα και διακόσμηση των κεραμικών

Α. Για τη διακόσμηση των κεραμικών μπορούν να χρησιμοποιη­θούν πολλοί διαφορετικοί τύποι επιφανειακών επικαλύψεων όπως:

1. τα υαλώματα
2. οι χρωστικές και οι βαφές
3. τα επιχρίσματα

1. Τα υαλώματα είναι ένας τύπος υαλώδους υλικού που εφαρμόζεται ως επικάλυψη σε κεραμικά. Το υλικό τήκεται και δίνει μια υαλώδη εμφάνιση στο κεραμικό. Ένα υάλωμα μπορεί να έχει αισθητικό (είναι χρωματιστό) ή λειτουργικό (κάνει το κεραμικό αδιαπέραστο από υγρά) ρόλο.

Η πιο σημαντική ιδιότητα των υαλωμάτων είναι το σημείο τήξης τους. Το υλικό του υαλώματος που προωθεί ή αυξάνει την υαλοποίηση είναι η ευτηκτική ύλη.

Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι κατάταξης των υαλωμάτων. Α­νάλογα με την κύρια ευτηκτική ύλη που περιέχουν μπορούν να ταξινομηθούν σε:

• υαλώματα μολύβδου: ήταν πολύ διαδεδομένα για πολλούς αιώνες, επειδή ο μόλυβδος στο υάλωμα αποτελεί μοναδικό ευτηκτικό παράγοντα (π.χ. βοηθά στη μείωση της θερμοκρα­σίας τήξης). Τα υαλώματα μολύβδου δίνουν πολύ καλό βάθος χρώματος στην επιφάνεια. Όμως, με την πάροδο του χρόνου ο μόλυβδος μπορεί να εκπλυθεί από την επιφάνεια του κεραμικού και είναι δηλητηριώδης, αν εισέλθει στο αίμα. Γi‘ αυτό το λόγο τα υαλώματα μολύβδου σπάνια χρησιμοποιούνται σήμερα.
• αλκαλικά υαλώμα­τα: περιέχουν ευτηκτικές ύλες νατρίου ή καλίου και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υαλώματα χαμηλών θερμοκρασιών. Τα αλκαλικά υαλώματα είναι λιγότερο γυαλιστερά απ’ ό,τι τα υαλώματα μολύβδου και μπορεί να προέρχονται από ένα μείγμα πυριτικής άμμου και στάχτης.
• υαλώματα ασβεστούχα-αστριούχα: είναι πιθανόν τα καλύτερα υαλώματα λόγω της διάρκειάς τους και των υψηλών θερ­μοκρασιών που χρειάζονται για να σχηματιστούν (1200- 1350°C). Ευτηκτικές ουσίες είναι το κάλιο, το ασβέστιο και το μαγνήσιο. Αυτοί οι τύποι υαλωμάτων χρησιμοποιούνται συχνά στις πορσελάνες.
• υαλώματα που περιέχουν άλατα: αποτελούν έναν τύπο αλκαλικού υαλώματος που χρειάζεται υψηλές θερμοκρασίες για να σχηματιστεί (1150-1300°C). Εφαρμόστηκαν για πρώτη φορά στη Γερμανία κατά το 12ο αι. με τη χρησιμοποίηση απλού αλατιού (NaCI), που το έριχναν στο φούρνο. Το αλάτι αποσυντίθεται και το νάτριο του αλατιού συνδέεται με το πυρίτιο και με το αργίλιο του κεραμικού και σχηματίζει υάλωμα στην επιφάνεια.

2. Οι χρωστικές είναι ουσίες οι οποίες όταν εφαρμόζονται σε ένα κεραμικό πριν ή μετά το ψήσιμο, αλλάζουν το χρώμα του. Οι χρωστικές από μόνες τους δεν έχουν ικανότητα πρόσφυσης στην επιφάνεια του κεραμικού, σε αντίθεση με τις βαφές, που είναι μείγματα χρωστικών και συνδετικού υλικού. Στην αρχαιότητα οι χρωστικές με φυσικά ή τεχνητά μείγματα συχνά χρησιμοποιούνταν για τη διακόσμηση κεραμικών σκευών. Για παράδειγμα, η ώχρα είναι φυσική χρωστική γήινης προέλευσης, και χρησιμοποιήθηκε συχνά για τη διακόσμηση κεραμικών. Επίσης, το αιγυπτιακό μπλε είναι τεχνητή χρωστική που φτιαχνόταν από την τήξη ασβεστίου, πυριτίου και χαλκού, και χρησιμοποιήθηκε και αυτό για τη διακόσμηση κεραμικών.

Οι βαφές είναι ένας τύπος χρωστικής που διαλύεται στο νερό και δε χρειάζονται συνδετικό υλικό, για να προσκολληθούν σε μια επιφάνεια όπως αυτή των κεραμικών. Μια σημαντική μοβ βαφή που χρη­σιμοποιήθηκε στην αρχαιότητα ήταν το Tyrrhian μοβ που εξαγόταν από ένα είδος ψαριού και ένα είδος σαλιγκαριού (Purpura shell-fish και Murex snail). Αυτοί οι δύο οργανισμοί έχουν μια κύστη που περιέχει ένα υγρό που γίνεται μοβ, όταν εκτεθεί στο φως.

Tyrrhian μοβ από το σαλιγκάρι Murex

3. Επίχρισμα είναι ένα λεπτόκοκκο κλάσμα πηλού, συνήθως είναι ένα ρευστό αιώρημα του πηλού, το οποίο χρησιμοποιείται για την κατασκευή κεραμικών σκευών και απλώνεται στην επιφάνειά τους πριν από το ψήσιμο. Τα επιχρίσματα μπορούν να απλωθούν στην επιφάνεια του κεραμικού, για να μεταβάλουν το χρώμα τους. Η εφαρμογή των επιχρισμάτων στην επιφάνει­α του κεραμικού γίνεται με εμβάπτιση, με έγχυση ή με σφουγ­γάρι.

Β. Διακοσμητικές τεχνικές μορφοποίησης είναι:

• Τεχνικές για το φινίρισμα της επιφάνειας: η λείανση και το γυάλισμα .
• Τεχνικές που περιλαμβάνουν κοπή και απομάκρυνση:  Τύποι κοπής είναι: ανάγλυφο, “χτένισμα”-δημιουργία παράλ­ληλων γραμμών, δημιουργία εγκοπών, διάτρηση και sgraffito. Τύποι απομάκρυνσης είναι η εμπίεστη διακόσμηση και το α­νάγλυφο.

Θα πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ λειασμένων και γυαλισμένων επιφανειών των κεραμικών. Η λείανση περιλαμβάνει τη χρήση ενός εργαλείου, όπως βότσαλου ή οστού, για τη δημιουργία ενός μοτίβου λειασμένων γραμμών, που δίνει ένα εφέ στιλβωμένης και ματ επιφάνειας. Με το γυάλισμα η επιφάνεια γίνεται λεία και ομοιόμορφη.

Η δημιουργία εγκοπών γίνεται με ένα εργαλείο με στενό άκρο με το οποίο δημιουργούνται γραμμές στην επιφάνεια του κεραμικού.

Η εμπίεση γίνεται με τη χρήση ενός εργαλείου που πιέζεται στο σώμα του πηλού και τον μετακινεί παράγοντας ένα μοτίβο.

4.6. Αρχαία Κεραμικά

Μερικά από τα πιο διάσημα παραδείγματα της αρχαίας ελληνικής κεραμικής είναι:

1. τα μυκηναϊκά και
2. τα αττικά αγγεία (αττικό μαύρο και λευκές λήκυθοι).

1. Η μυκηναϊκή κεραμική αποδείχθηκε πολύτιμη στην αρχαιολογία, επειδή βοήθησε στον εντοπισμό του χρονολογικού πλαισίου της ύστερης Εποχής του Χαλκού στο Αιγαίο. Η μυκηναϊκή κεραμική ξεκινά από την υστεροελλαδική Φάση, περίπου 1575 π.Χ., στην βορειοανατολική Πελοπόννησο, στις Μυκήνες. Χα­ρακτηρίζεται από συγκεκριμένη τυπολογία και τα σχήματά της επηρεάστηκαν από το μινωικό πολιτισμό. Έως το 1375 π.Χ. οι Μυκηναίοι κεραμείς είχαν διαμορφώσει το δικό τους μοναδικό στιλ και κατασκεύαζαν μεγάλες ποσότητες κεραμικών υψηλής ποιότητας, που διοχετεύονταν σε όλη την Ελλάδα και έξω από αυτήν. Τα σχήματα που παρήγαν ήταν ασκοί, ψευδόστομοι αμφορείς (για την μεταφορά υγρών), μικρές κανάτες, μεγάλα μπολ κτλ. Τα αγγεία έφεραν διακόσμηση με χοντρές μαύρες ή κόκκινες γραμμές, με στιλιζαρισμένες σκηνές ζώων ή αρμά­των.

Οι δύο κυριότεροι τύποι αγγείων ήταν:

• το Close Style. Στον τύπο Close Style (πυκνός ρυθμός) όλη η επιφάνεια καλυπτόταν με απεικονίσεις πουλιών, ζώων, ψαριών και περιβαλλόταν από αφηρημένα σχήματα.
• το Granary Style. Αντίθετα, το Granary Style ήταν πολύ απλό, με ελάχιστες ζωγραφικές διακοσμήσεις.

Close Style

Granary Style

H μυκηναϊκή τεχνολογία παραγωγής της ζωγραφιστής διακόσμησης βασιζόταν στη χρήση σιδηρούχων χρωστικών που απλώνονταν σε διάφορες πυκνότητες πριν από το ψήσιμο. Κατά τη διάρκεια του ψησίματος, η ατμόσφαιρα της καμίνου ρυθμιζόταν ανάλογα σε αναγωγική ή σε οξειδωτική και είχε ως αποτέλεσμα την δημιουργία μαύρου ή ερυθρού χρώματος αντίστοιχα.

2. Αττικά αγγεία

• Κατά τη διάρκεια των αρχαϊκών χρόνων στην Ελλάδα (700-500 π.Χ.), τόσο η διακόσμηση όσο και η τεχνολογία της αγγειογραφίας πέρασαν από διάφορες φάσεις. Οι αγγειογράφοι αρχίζουν να απεικονίζουν φιγούρες και αντικείμενα με μαύρο χρώμα και αποδίδουν τις λεπτομέρειες χαράσσοντας γραμμές πριν από το ψήσιμο. Η μελανόχρωμη τεχνική εισήχθη στην Αθήνα κατά το 630 π.Χ. και έως το 60 π.Χ. τα αθηναϊκά μελανόμορφα αγγεία ήταν ο τύπος αγγείων που κυριαρχούσε στην Ελλάδα. Η τεχνολογία της μαύρης γυαλιστερής επιφάνειας σε αυτά τα αγγεία οφειλόταν σε ένα επίχρισμα που αποτελούνταν από πολύ λεπτόκοκκο πηλό χαμηλής περιεκτικότητας σε ασβέστιο, που ψηνόταν κάτω από αναγωγικές συνθήκες.

Αττικός μελανόμορφος καλυκωτός κρατήρας

• Οι λευκές λήκυθοι ήταν ταφικά κεραμικά αγγεία που περιείχαν λάδι. Με­ταφέρονταν και χρησιμοποιούνταν μόνο κατά την ημέρα της ταφής. Αυτό που κάνει αυτά τα ταφικά αγγεία τόσο όμορφα είναι η πολύχρωμη διακόσμηση πάνω σε λευκό φόντο. Πριν από το ψήσιμο, ο λαιμός και η βάση του κεραμικού σκεύους καλυπτόταν με ένα επίχρισμα υψηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο, ενώ το σώμα του αγγείου καλύπτονταν με ένα λευκό επίχρισμα, που ήταν ένα αιώρημα καολίνη. Πάνω σ’ αυτό το λευκό επίχρισμα καολίνη, πριν από το ψήσιμο, γινόταν πολύχρωμη διακόσμηση με ανδρικές και γυναικείες φιγούρες, με τη χρησιμο­ποίηση χρωμάτων σε τόνους από καφέ έως κίτρινο τα οποία ήταν φυσικές χρωστικές, όπως ο αιματίτης. Αυτά τα αγγεία ψήνονταν σε έναν κύκλο οξειδωτικής-αναγωγικής-οξειδωτικής ατμόσφαιρας σε μεγίστη θερμοκρασία 800-950°C, ώστε να δημιουργηθεί το αδιαπέραστο μαύρο γυαλιστερό φινίρισμα στο λαιμό και στη βάση του κεραμικού αγγείου. Σε αυτές τις θερμοκρασίες ο καολίνης που είχε χρησιμοποιη­θεί στο κέντρο δεν έλιωνε (χρειάζεται θερμοκρασία μεγαλύτερη από 950°C), με αποτέλεσμα να δημιουργείται μια λευκή ματ επιφάνεια, που είναι μαλακή, πορώδης και αποκολλάται εύκολα από την επιφάνεια του αγγείου. Μόνο μετά το ψήσιμο απλώνονταν χρώματα, όπως πράσινο και μπλε (π.χ. αιγυπτιακό μπλε), επειδή δε θα μπορούσαν να αντέξουν τόσο υψηλές θερμοκρασίες.

Αττική λευκή λήκυθος

Οι τεχνικές των αρχαίων κεραμέων μελετώνται σήμερα και συχνά υπάρχει δυσκολία στον προσδιορισμό του είδους του πηλού, των επιχρισμάτων ή των χρωστικών που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή αυτών των κεραμικών. Ο επιστήμονας/ερευνητής θα πρέπει να έχει υπόψη του ότι όχι μόνο οι διαδικασίες κατασκευής αλλά και το περιβάλλον ταφής είναι πιθανόν να έχουν μεταβάλει τη χημική και ορυκτολογική σύσταση του πηλού, των επιχρισμάτων και των χρωστικών.

Οι τρεις φάσεις της όπτησης στον κύκλο οξειδωτικής-αναγωγικής-οξειδωτικής ατμόσφαιρας: https://cycladic.gr/page/i-fasis-tis-optisis

Βίντεο κατασκευής λευκής ληκύθου του 430 π.Χ.

Δείτε στο παρακάτω βίντεο τα στάδια παραγωγής αντιγράφου του "Αγγείου της Πενθεσίλειας", που απεικονίζει τη σκηνή όπου ο Αχιλλέας σκοτώνει την αμαζόνα Πενθεσίλεια.

Στα δύο επόμενα βίντεο, παρουσιάζεται όλη η διαδικασία από την παραγωγή του πηλού με την μέθοδο της επίπλευσης έως τη δημιουργία κεραμικού με ψήσιμο σε κύκλο οξειδωτικής-αναγωγικής-οξειδωτικής ατμόσφαιρας.

3.2. Οι ιδιότητες των μετάλλων

Κάθε μέταλλο έχει χαρακτηριστικές ιδιότητες οι οποίες μπο­ρεί να ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό σε σχέση με άλλα μέταλ­λα. Ταξινομούνται ως εξής:

ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

• Μηχανικές ιδιότητες (π.χ. σκληρότητα, αντοχή, ευθραστότητα)
• Θερμικές ιδιότητες (π.χ. θερμοκρασία τήξης, θερμική αγωγιμότητα)
• Ηλεκτρικές ιδιότητες (π.χ. αγωγιμότητα)
• Άλλες ιδιότητες (π.χ. χρώμα, δημιουργία μαγνητικού πεδίου), και

ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ (π.χ. αντίσταση στη διάβρωση)

Μηχανικές ιδιότητες των μετάλλων:

• η σκληρότητα,
• η αντοχή και
• η ευθραυστότητα.

Από αυτές τις ιδιότητες, οι οποί­ες μεταβάλλονται όλες μαζί, εξαρτάται η εργασιμότητα του μετάλλου, δηλ. η ελατότητά του (μορφοποίηση σε φύλλα με σφυρηλάτηση) και η ολκιμότητά του (δυνατότητα ενός μετάλ­λου να τραβιέται και να μορφοποιείται σε σύρμα). Ο βαθμός στον οποίο μπορούν να αντέξουν τη σφυρηλάτηση και το τρά­βηγμα (τέντωμα) προσδιορίζει το βαθμό σκληρότητας, αντο­χής και ευθραυστότητας, ο οποίος ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του μετάλλου.

Η σκληρότητα ορίζεται ως το μέτρο της αντίστασης της με­ταλλικής επιφάνειας σε χάραξη ή καταστροφή λόγω άσκησης κάποιας δύναμης ή πίεσης.

Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι καταπονήσεων που μπορούν να ασκηθούν στα μέταλλα και επομένως διάφοροι τύποι αντοχής των μετάλλων. Η ικανότητα ενός μετάλλου να αντιστέκεται στις καταπονήσεις προσδιορίζει την αντοχή του.

Η ευθραυστότητα είναι το αντίθετο της ολκιμότητας. Όσο περισσότερο μπορεί να τεντωθεί-τραβηχτεί ένα μέταλλο, πριν σπάσει τελικά, τόσο περισσότερο όλκιμο είναι. Αν δεν αντέχει σε τράβηγμα, είναι εύθραυστο.

Οι θερμικές ιδιότητες ενός μετάλλου περιλαμβάνουν:

• την ικα­νότητά του να άγει τη θερμότητα,
• να διαστέλλεται, όταν θερ­μαίνεται, και
• το σημείο τήξης του.

Θερμική αγωγιμότητα είναι η ικανότητα της θερμότητας να διαχέεται μέσα σε ένα υλικό.

Το αλουμίνιο και ο χαλκός έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα και χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μαγειρικών σκευών.

Ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η ικανότητα των μετάλλων να άγουν τον ηλεκτρισμό στη μάζα τους.

Οι καλοί αγωγοί ηλεκτρισμού είναι σώματα που είναι και καλοί αγωγοί θερμότητας.

Άλλες ιδιότητες των μετάλλων:

Μερικά μέταλλα έχουν την ιδιότητα να δημιουργούν μαγνητικό πεδίο γύρω τους όπως ο σίδηρος, το νικέλιο και το κοβάλ­τιο. Έτσι, μπορούμε να διαπιστώσουμε την παρουσία αυτών των μετάλλων χρησιμοποιώντας ένα μαγνήτη.

Το τυπικό χρώμα των καθαρών μετάλλων είναι το λευκό, όπως του σιδήρου, του αργύρου, του αλουμινίου και του ψευδαργύ­ρου. Ο λόγος είναι ότι τα μέταλλα ανακλούν καλά όλες τις συχνότητες του ορατού φάσματος του φωτός, και έτσι εμφα­νίζονται λευκά-ασημί κάτω από λευκό φως (εκτός από το χρυ­σό και από τα κράματα του χαλκού, που είναι κίτρινα).

Οι χημικές ιδιότητες ενός μετάλλου αφορούν στην αντίστασή του στη διάβρωση, σε οξέα, σε άλατα και κάτω από την επί­δραση άλλων χημικών ουσιών.

Μερικά μέταλλα είναι περισσότερο ανθεκτικά στη διάβρωση, σε οξέα, σε άλατα και κάτω από την επίδραση άλλων χημικών, απ' ότι κάποια άλλα. Για παράδειγμα, ο χρυσός και ο άργυρος είναι πιο ανθεκτικοί σε αντίθεση με τον σίδηρο. Όμως διάφορα μέταλλα μπορούν να προστεθούν στον σίδηρο για να τον κάνουν πιο ανθεκτικό στη διάβρωση, όπως στην περίπτωση του ανοξείδωτου χάλυβα.