Un'atmosfera riducente nella cottura della ceramica produce un nucleo di cottura scuro a causa delle reazioni chimiche che coinvolgono il ferro e altri ossidi metallici presenti nel corpo dell'argilla. Quando l'ambiente del forno manca di ossigeno sufficiente, si verifica una combustione incompleta, con conseguente aumento dei livelli di carbonio. Questo carbonio reagisce con gli ossidi metallici, in particolare con l'ossido di ferro, riducendoli a stati di ossidazione inferiori. L'ossido di ferro (Fe₂O₃), tipicamente rosso o arancione in un'atmosfera ossidante, si riduce a ossido ferroso (FeO) o addirittura a ferro metallico (Fe) in un'atmosfera riducente. Queste forme ridotte di ferro sono di colore più scuro e danno origine a un nucleo scuro all'interno del corpo argilloso. Questo fenomeno è particolarmente evidente nel gres, dove il contenuto di ferro è significativo.
Punti chiave spiegati:
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Definizione di atmosfera riducente:
- In un forno si crea un'atmosfera riducente limitando l'apporto di ossigeno, con conseguente combustione incompleta del combustibile. Ciò aumenta la presenza di monossido di carbonio (CO) e di altri gas riducenti.
- Nella produzione di ceramica, questo si ottiene spesso riducendo il tiraggio o chiudendo parzialmente le bocchette d'aria del forno.
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Ruolo del ferro nei corpi argillosi:
- Il ferro è un'impurità comune nell'argilla, presente come ossido di ferro (Fe₂O₃). In atmosfera ossidante, l'ossido di ferro rimane stabile e conferisce all'argilla un colore rosso o arancione.
- In un'atmosfera riducente, lo stato chimico del ferro cambia a causa della mancanza di ossigeno.
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Reazioni chimiche in atmosfera riducente:
- Ad alte temperature, il monossido di carbonio (CO) e altri gas riducenti reagiscono con l'ossido di ferro (Fe₂O₃) nel corpo dell'argilla.
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La reazione può essere semplificata come:
[ - \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{CO} \2testo{FeO} + ´testo{CO}_2
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] In condizioni riducenti più estreme, l'ossido di ferro può essere ulteriormente ridotto a ferro metallico (Fe):
- [
- \´testo{FeO} + ´testo{CO} \rightarrow \text{Fe} + ´testo{CO}_2
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] Cambiamenti di colore dovuti alla riduzione
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- L'ossido di ferro (Fe₂O₃) è rosso o arancione, mentre l'ossido ferroso (FeO) e il ferro metallico (Fe) sono più scuri, spesso grigi o neri.
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La riduzione dell'ossido di ferro a questi composti più scuri determina un nucleo scuro all'interno del corpo argilloso, soprattutto nelle sezioni più spesse dove la penetrazione dell'ossigeno è limitata. Impatto sul gres
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- L'argilla del gres contiene in genere una maggiore quantità di ferro, che la rende più suscettibile alle variazioni di colore in un'atmosfera riducente.
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Il nucleo di cottura scuro è più pronunciato nel gres a causa del maggiore contenuto di ferro e dello spessore del corpo argilloso, che limita la diffusione dell'ossigeno. Implicazioni pratiche per la produzione di ceramica
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- I vasai e gli artisti della ceramica utilizzano intenzionalmente le atmosfere riducenti per ottenere effetti estetici specifici, come colori più scuri e finiture di smalto uniche.
Tuttavia, una riduzione eccessiva può portare a effetti indesiderati, come gonfiore o debolezza delle strutture, a causa della formazione di gas intrappolati nel corpo dell'argilla.
Confronto con l'atmosfera ossidante
| : | In un'atmosfera ossidante, è presente una quantità sufficiente di ossigeno e il ferro rimane nel suo stato di ossidazione più elevato (Fe₂O₃), dando luogo a colori più chiari. |
|---|---|
| Il contrasto tra atmosfere ossidanti e riducenti evidenzia l'importanza di controllare le condizioni del forno per ottenere i risultati desiderati. | Comprendendo questi punti chiave, i produttori di ceramica possono controllare meglio il processo di cottura per ottenere specifici effetti visivi e strutturali nelle loro opere. Il nucleo scuro della cottura è il risultato diretto dei cambiamenti chimici indotti dall'atmosfera riducente, in particolare la riduzione degli ossidi di ferro all'interno dell'argilla. |
| Tabella riassuntiva: | Aspetto chiave |
| Descrizione | Riduzione dell'atmosfera |
| Si crea limitando l'ossigeno, con conseguente combustione incompleta e riduzione dei gas. | Trasformazione dell'ossido di ferro |
| Il Fe₂O₃ (rosso/arancio) si riduce a FeO o Fe (grigio/nero) in atmosfera riducente. | Cambio di colore |
Il nucleo scuro si forma a causa dei composti di ferro ridotti, soprattutto nei corpi argillosi spessi. Impatto sul gres L'elevato contenuto di ferro nel gres lo rende più soggetto a nuclei di cottura scuri.
