Трехфазное зажигание - Three-phase firing - Wikipedia

Печь с отверстием и смотровым окном, возможно изображение[нужна цитата ] второй или восстановительной фазы: избыток CO приводит к струям пламени из загрузочного отверстия и вентиляционного отверстия (Коринфский пинакс, ок. 575–550 гг. До н.э.)

Трехфазное зажигание (или же трехступенчатая стрельба) или же техника восстановления железа это техника стрельбы, используемая в древнегреческий гончарное производство специально для расписные вазы. Уже суда из Бронзовый век Цвета, характерные для данной техники, с желтой, оранжевой или красной глиной и коричневым или красным орнаментом. К 7 веку до нашей эры процесс был усовершенствован в материковой Греции (Коринф и Афины ), позволяющий производить чрезвычайно блестящие черныепоскользнулся поверхности, что привело к развитию чернокожий и краснофигурный техники, которые преобладали в греческой вазовой живописи примерно до 300 г. до н.э.

Традиционная точка зрения, разработанная в наше время ввиду отсутствия современных свидетельств, заключалась в том, что расписная греческая керамика подвергалась однократному обжигу после того, как формованный горшок был высушен. жесткий как кожа а потом покрасил. Но стрельба состояла из трех этапов, предназначенных для создания заданных цветов. Иногда после обжига добавлялась дополнительная роспись в другие цвета, особенно в бело-коричневых и эллинистических вазах. Однако новые исследования вместо этого предоставляют материальные доказательства того, что керамика была изготовлена ​​двумя или более отдельными обжигами. [1] в котором гончарные изделия подвергаются многократному обжигу. Стандартный вид описан более подробно ниже, но следует иметь в виду возможность различных запусков для описанных фаз.

Этапы окисления железа

Чернофигурный сосуд с осечкой, с удовлетворительным восстановлением только в левой части: площадь справа либо недостаточно уменьшилась, либо повторно окислена из-за недостаточной герметичности, возможно, в результате неравномерного распределения температуры или плохой циркуляции восстановительных газов в печи.

Все цвета греческой черно-красной вазовой живописи создаются разной концентрацией железа в глине и разной степенью окисления этого железа во время обжига. Особенностью железа является образование оксидов разного цвета, в том числе серого. Оксид железа (II) (FeO), красный Оксид железа (III) (Fe2О3) и глубокий черный магнетит (Fe3О4). Какой из этих типов окисления достигается, зависит от наличия кислород и температура реакционной смеси: высокое содержание кислорода способствует выработке Fe2О3, а его недостаток приводит к образованию FeO или Fe3О4Таким образом, на цвет глины, богатой железом, можно влиять, контролируя атмосферу во время обжига, стремясь сделать ее либо «восстанавливающей» (т.е. бедной кислородом и богатой углеродом), либо «окисляющей» (т.е. богатой кислородом). Этот контроль является сутью трехфазного зажигания.

Стеклование и спекание

Чтобы добиться более одного цвета в данной вазе, необходим еще один прием: черный магнетит Fe3О4 не допускать возврата к матовому красному гематиту Fe2О3. Другими словами, участки, которые должны оставаться черными, должны быть лишены доступа к кислороду, их окисленные частицы должны быть «запечатаны». Это достигается за счет использования еще одного свойства глины: стеклование точка, то есть температура, при которой отдельные частицы глины необратимо сливаются, зависит от состава глины и от содержащихся в ней частиц.[2]

Неисправный сосуд с красными цифрами: недостаточное восстановление или слишком низкая температура обжига вызвали недостаточное уплотнение скольжения и, таким образом, повторное окисление (возврат к красному цвету) в 3-й фазе; сравните (внизу слева) вазу с «правильным» черным.

Более мелкие частицы глины и высокий кальций содержание ниже спекание точка.[3] Изготовление разнообразной живописи промахи Достигалось растиранием и последующим зачерпыванием различных слоев.[4]Добавление «пептизирующих» веществ (т.е. веществ, которые разрушают и отделяют частицы глины и предотвращают их повторную коагуляцию) может дополнительно уменьшить размер частиц. К таким веществам относятся каустическая сода (NaOH), аммиак (NH3), поташ (K2CO3) и полифосфаты Такие как Калгон (NaPO3)6: они прикрепляются к частицам глины прочным водородные связи и таким образом предотвратить их, аналогично поверхностно-активные вещества, от повторного соединения и коагуляции снова. Другими словами, частицы глины сейчас находятся в состоянии коллоид приостановка.[5]

Стрельба

Перед обжигом глиняные сосуды плотно укладывались в печь. С Чердак керамика не содержит глазури надлежащие (т.е. полностью плавящиеся и остеклованные) сосуды могут соприкасаться в печи. Однако очень важно было добиться хорошей циркуляции воздуха / газа, чтобы предотвратить пропуски зажигания.[6]

Фаза 1: разжигание (окисление)

Типичный обжиг, вероятно, происходил при температуре от 850 до 975 градусов. Цельсия.[7] При постоянном обжиге печи такие температуры достигаются примерно через 8–9 часов. Во время этого процесса сосуды в духовке сначала теряли оставшуюся в них влагу. При температуре 500 ° C через 6 или 7 часов началась настоящая стрельба раскаленных сосудов. При постоянной подаче кислорода и постоянно повышающейся температуре богатый железом блестящий шликер окислился и стал красным вместе с остальной частью сосуда. Во время этого процесса содержание железа превращается в темно-красный цвет. гематит (Fe2О3Это не обязательно, но весьма вероятно, что эта фаза розжига произошла в окислительной атмосфере: в любом случае вероятен пожар, богатый кислородом, поскольку он гораздо эффективнее выделяет тепло. Кроме того, тот факт, что редуцирующие пожары очень дымные, вероятно, считался бы нежелательным, и поэтому они были ограничены относительно короткой второй фазой.

Фаза 2: Редукция (остекловывание блестящей пленки)

Соединение осколков, окисленных в разной степени, от ареопаг; вероятно, использовались в качестве образцов для проверки, было ли достигнуто полное восстановление (слева полностью окислено; справа недостаточно)

При температуре около 900 ° C подача кислорода прекращается, создавая восстановительные условия, так что красный гематит Fe2О3 превращается в матово-черный оксид железа FeO, а черный шликер превращается в темно-черный магнетит Fe3О4. В древности этого можно было достичь, закрыв отверстия для подачи воздуха и добавив невысушенный хворост и зелень, которые горели только не полностью, производя монооксид углерода (CO, а не CO2).[8] Температуру поддерживали в течение некоторого времени, вероятно, около 945 ° C, чтобы обеспечить полное плавление и спекание тонкодисперсной краски.[9]Впоследствии температура снова опустилась ниже точки спекания (стеклования) окрашенного шликера, все еще в восстановительной атмосфере.[10] Теперь шликер «запечатан» и больше не позволяет кислороду вступать в реакцию с его содержимым, так что магнетит Fe3О4-оксиды в нем сохраняют свой черный цвет.

Фаза 3: повторное окисление и охлаждение

На заключительном этапе обжига вентиляционные отверстия печи снова открываются: восстанавливаются окислительные условия. Те участки сосудов, которые не были запечатаны на этапе 2, теперь повторно окисляются: черный оксид железа FeO снова превращается в красный гематит Fe.2О3.[11] После полного окисления красных участков печь можно было открыть, затем дать ее содержимому медленно остыть и, в конце концов, удалить.

Управление печью

Фрагмент краснофигурной вазы на чердаке, вероятно, сломанный во время покраски, а затем использованный в качестве образца для проверки полного восстановления

Предварительным условием для трехфазного розжига было контролируемое печь. Судя по всему, нужная технология была разработана в Коринф в 7 веке до нашей эры. Только изобретенные тогда куполообразные печи с вентиляционными отверстиями позволили производить черную, а затем и красную керамику.[12] Контроль температуры можно обеспечить визуально, используя смотровое отверстие или помещая образцы для испытаний в печь.[13]

Рекомендации

  1. ^ Уолтон, М., Трентельман, К., Каммингс, М., Поретти, Г., Мэйш, Дж., Сондерс, Д., Форан, Б., Броди, М., Мехта, А. (2013), Материальные доказательства для многократных обжигов древнеафинской краснофигурной керамики. Журнал Американского керамического общества, 96: 2031–2035. DOI: 10.1111 / jace.12395
  2. ^ Осознание того, что основная глина и «краска» (соскальзывать ) не имеют или лишь незначительно различаются по химическим терминам, была впервые опубликована Шуманом (1942). Позже он был поддержан спектрографический анализы Нобла (1969).
  3. ^ Это, а также тот факт, что для достижения нескольких цветов в одной вазе необходимы разные точки спекания, такие как блестящий черный, красный и темно-красный (или кораллово-красный, как видно, например, на Exekias ' известный Мюнхен чашка с Дионис на лодке), был впервые признан Хофманном (1962).
  4. ^ Подробное описание зимой (1959 г.).
  5. ^ Шуман (1942) использовал каустическую соду и аммиак для своих экспериментов, Хофманн (1962) дубильные вещества, Ноубл (1960/1965) упоминает калгон ((NaPO3)6) и поташ. Для древности мы можем предположить использование поташа, поскольку он образуется как естественный продукт отходов при сжигании древесины, например в гончарной печи.
  6. ^ Особенно с более ранних периодов есть много не полностью восстановленных ваз, где части сосуда остаются красными, а другие полностью черными, хотя вся ваза окрашена той же накладкой. Это могло произойти, если насыщенная углеродом атмосфера не достигла поверхности или если температура была слишком низкой для герметизации поверхности.
  7. ^ Например. Ноубл (1969) обжигал фрагменты древней керамики, при температуре выше 975 ° C древние черные поверхности плавились и повторно окислялись. Эксперименты с современными аттическими глинами показали, что при температурах выше 1005 ° C они приобретают очень светло-красный цвет, тогда как ниже 1000 ° C достигаются цвета, очень похожие на цвета древних аттических ваз.
  8. ^ В современных электрических духовках для этого можно добавлять влажные опилки. См. Густав Вайс: Keramiklexikon, запись "Reduktion im Elektroofen". Джозеф Вич Ноубл также использовал опилки: Noble (1960), стр. 310-311.
  9. ^ Нобл (Noble, 1960) предлагает «период замачивания» не менее получаса.
  10. ^ Точная точка спекания варьируется от глины к глине, в своих экспериментах Ноубл завершил эту фазу при 875 ° C (Noble 1960, стр. 311).
  11. ^ Различное качество поверхности спеченных / застеклованных и неспеченных поверхностей четко показано на электронный микроскоп фотографии в Hofmann (1962).
  12. ^ Наглядные доказательства этого доступны в виде рисунков на вотивных табличках из Пентескуфа (сейчас в Antikensammlung Берлина), изображающие гончаров в действии, от строительства печи до обжига. Реконструкция печи зимой (1959 г.). Описание современных мастерских и печей: Winter / Hampe (1962).
  13. ^ Ноубл (1960/65) и Хофманн (1962) утверждают, что визуального контроля достаточно. Фарнсворт (1960) исследовал сохранившиеся образцы для испытаний, найденные рядом с раскопанными в древности горшками для горшков.

Библиография

  • Мари Фарнсворт: Фигуры для правильной стрельбы. В: AJA 64 (1960), стр. 72-75, пл. 16.
  • У. Хофманн: Химические основы древнегреческой вазописи. В: Angewandte Chemie 1 (1962), стр. 341-350.
  • Лиза К. Кан и Джон К. Виссинджер: «Воссоздание и обжиг греческой печи». В: Доклады о специальных техниках в афинских вазах: материалы симпозиума, проведенного в связи с выставкой «Цвета глины». Эд. Кеннет Д.С. Лапатин. Гетти 2007.
  • Джозеф Вич Ноубл: Техника росписи чердачных ваз. В: AJA 63 (1960).
  • Джозеф Вич Ноубл: Техники росписи аттической керамики. Нью-Йорк, 1965 год.
  • Ингеборг Шайблер: Griechische Töpferkunst. Herstellung, Handel und Gebrauch antiker Tongefäße. Гл. Бек, 2., ред. Эдн .., Мюнхен, 1995. ISBN  3-406-39307-1
  • Теодор Шуман: Oberflächenverzierung in der antiken Töpferkunst. Terra sigillata und griechische Schwarzrotmalerei. В: Berichte der deutschen keramischen Gesellschaft 32 (1942), стр. 408-426.
  • Адам Винтер: Die Technik des griechischen Töpfers в ihren Grundlagen. В: Technische Beiträge zur Archäologie, Том 1. Майнц (1959).
  • Адам Винтер, Роланд Хамп: Bei Töpfern und Töpferinnen в Kreta, Messenien und Zypern. Майнц (1962).