4.1. Πρώτες ύλες για την παραγωγή κεραμικών
Οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή κεραμικών είναι:
- πηλός,
- μη πλαστικές προσμείξεις,
- νερό και
- καύσιμη ύλη, όπως ξύλο.
1. Ο πηλός είναι το “δομικό υλικό” για την παραγωγή κεραμικών. Ο πηλός υπάρχει άφθονος στη φύση είτε σαν λεπτόκοκκο ίζημα είτε σαν προϊόν διάβρωσης ορισμένων πετρωμάτων. Όταν αναμειγνύεται με νερό, αποκτά πλαστικότητα και μπορεί να πάρει εύκολα οποιοδήποτε σχήμα, όταν είναι υγρός. Αποτελείται, κυρίως, από ένα ή από περισσότερα αργιλικά ορυκτά, που του δίνουν αυτές τις ιδιότητες, αλλά και από μη αργιλικά.
Τα αργιλούχα ορυκτά:
- Έχουν συγκεκριμένη σύνθεση και κρυσταλλική δομή.
- Όταν θερμαίνονται, αλλάζουν κρυσταλλική δομή και γίνονται σκληρά.
- Επηρεάζουν την εργασιμότητα/πλαστικότητα του πηλού.
Οι κύριες ομάδες αργιλούχων ορυκτών που περιέχονται στους πηλούς είναι οι ακόλουθες:
- Καολινίτες: είναι ανθεκτικοί (αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες χωρίς να τήκονται) και λευκού χρώματος, όταν είναι σε καθαρή μορφή (χωρίς προσμείξεις).
- Ιλλίτες: είναι πλούσιοι σε κάλιο και σε σίδηρο, και ο πηλός υαλοποιείται (σκληραίνει) σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω από 1000°C).
- Μοντμοριλλονίτες: μπορεί να είναι πολύ πλαστικοί (κολλώδεις) πηλοί και ποτέ δε χρησιμοποιούνται μεμονωμένα για την κατασκευή κεραμικών. Με το ψήσιμο παίρνουν καφέ, κόκκινο ή γκρι χρώμα και συχνά χρησιμοποιούνται για τη διακόσμηση των κεραμικών.
- Χλωρίτες: με το ψήσιμο παίρνουν σκούρα χρώματα, αλλά ως πηλοί έχουν μικρή εργασιμότητα, όταν χρησιμοποιούνται μεμονωμένα.
2. Μη πλαστικές προσμείξεις είναι μια άλλη σημαντική κατηγορία πρώτων υλών που βρίσκονται στους πηλούς. Προστίθενται, αφ’ ενός όταν οι πηλοί είναι πολύ πλαστικοί και επομένως είναι δύσκολο να μορφοποιηθούν σε κεραμικά σκεύη ή αγγεία, και αφ’ ετέρου για να μη ραγίζουν εύκολα κατά το στέγνωμα. Η προσθήκη μη πλαστικών προσμείξεων ουσιαστικά βελτιώνει την εργασιμότητα του πηλού και μειώνει την πιθανότητα δημιουργίας ρωγμών μετά το ψήσιμο.
Οι μη πλαστικές προσμείξεις που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή κεραμικών είναι οι ακόλουθες :
- Ορυκτά, όπως ασβεστίτης, χαλαζίας.
- Οργανικά, όπως σπόροι, φυτά
- Βιοϋλικά, όπως όστρακα, καμένο ξύλο.
- Ανθρωπογενή υλικά, όπως θραύσματα κεραμικών.
3. Το νερό είναι μια ακόμα πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται στην παραγωγή κεραμικών. Επειδή συνήθως ο πηλός δεν περιέχει αρκετή ποσότητα νερού, ώστε να μπορεί να δουλευτεί, για να μορφοποιηθεί σε αγγείο ή σκεύος, πρέπει να προσθέτουμε νερό. Επίσης, η σύσταση του νερού που χρησιμοποιείται για να υγράνουμε τον πηλό μπορεί να επηρεάσει τον τύπο του κεραμικού που θα παραχθεί. Για παράδειγμα, η ύπαρξη αλατιού στο νερό εμποδίζει την αποσύνθεση του προστιθέμενου ασβεστίτη στον πηλό και επιτρέπει στο κεραμικό να μπορεί να ψηθεί σε υψηλότερη θερμοκρασία χωρίς να ραγίζει, σε μεγαλύτερο βαθμό απ’ ό,τι όταν το νερό έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι.
4. Η καύσιμη ύλη επιλέγεται έτσι, ώστε να επιτυγχάνονται υψηλές θερμοκρασίες ψησίματος. Πολλοί και διαφορετικοί τύποι καυσίμων, όπως άχυρο, πυρήνας ελιάς ή ξύλο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή κεραμικής. Ο τύπος καυσίμου που χρησιμοποιείται εξαρτάται από τη διαθεσιμότητά του και από τις συνθήκες ψησίματος που απαιτούνται. Το ξύλο είναι η καλύτερη καύσιμη ύλη για φούρνους υψηλών θερμοκρασιών.