Referat zum Thema Keramik
Inhalt:
1. Was ist Keramik?
2. Bestandteile des Tons
3. Was ist eine Glasur?
4. Der Brennvorgang
1.Was ist Keramik?
Unter Keramik versteht man
alle Gegenstände, die aus Ton oder tonhaltigen Mischungen geformt werden
und durch den Brand einen Umwandlungsprozess zu einem festen Material
erfahren haben. Es wird in die industriellen Produkte zum Beispiel Ziegelsteine,
Fliesen, Waschbecken, Isolatoren, Widerstände und handwerkliche beziehungsweise
kunsthandwerklichen Erzeugnisse wie beispielsweise Plastiken, Figuren
etc. unterschieden. Tonerzeugnisse lassen sich in die zwei Hauptgruppen
Irdenware und Steinzeug unterteilen. Die Irdenware ist die einfachste
Art der Keramik. Sie wird bei relativ niedrigen Temperaturen zwischen
1000° - 1200°C gebrannt. Dadurch und wegen der Mischung des Tons ist
der Scherben (=gebrannter Ton) porös, das heißt die Bestandteile der
Masse sind nicht vollkommen miteinander verschmolzen und somit feuchtigkeitsdurchlässig.
Wird ein flüssigkeitsundurchlässiges Produkt gewünscht, so muss es noch
glasiert werden. Je nach Höhe des Brandes und Tonzusammensetzung gibt
es noch diverse Unterarten wie Terrakotta (porös, unglasiert), die japanische
Keramikart Raku (grobkörnig, glasiert), Schlickerware und Majolika/Fayence.
Die zweite große Gruppe ist das Steinzeug. Als Steinzeug bezeichnet
man alle Arten von Tonwaren, deren Scherben beim Brand dichtbrennen,
verglasen oder versintern. Dieses Verschmelzen der einzelnen Tonpartikel
zu einer homogenen Masse ist der Hauptunterschied zwischen dem Steinzeug
und der Irdenware. Dadurch ist auch unglasiertes Steinzeug undurchlässig
für Flüssigkeiten. Eine Verfeinerung des Steinzeugs stellt das dichtgesinterte,
meist sehr dünne, weiße, milchig bis durchscheinende Porzellan dar.
Die Brenntemperatur liegt beim Steinzeug zwischen 1100° - 1300°C, bei
Weichporzellan zwischen 1200° - 1350°C und Hartporzellan zwischen 1380°
- 1460°C.
2. Bestandteile des Tons
Die Hauptelemente des Tons sind Silizium- und Aluminium, die zusammen
mehr als Dreiviertel des gesamten Erdballs ausmachen. Ihre Sauerstoffverbindungen
Siliziumdioxyd und Aluminiumoxyd ergeben im Ton ein Gemisch, das Wasser
chemisch bindet. Außerdem enthält Ton je nachdem in kleineren Mengen
auch freies Wasser, freies Siliziumdioxyd (in Form von Quarz), Soda,
Pottasche, Kalk und Eisenverbindungen.
3. Was ist eine Glasur?
Glasuren sind, einfach gesagt, dem Scherben aufgeschmolzene Gläser.
Sie überziehen den Tonkörper mit einer dünnen glasigen Schicht und verleihen
ihm Dichte, Härte und Farbe. Die Glasuren dienen also praktischen wie
auch dekorativen Zwecken. Die Scherben werden wasserundurchlässig, lassen
sich leichter pflegen und werden dadurch veredelt. Von gewöhnlichem
Glas unterscheiden sich Glasuren nur durch einen höheren Anteil an Tonerde,
durch vielfältigere Mischungen und einen höheren Schmelzbereich. Chemisch
gesehen sind Glasuren silikante Schmelzprodukte, dass heißt eine Verschmelzung
von Kieselsäure und Flussmittel mit Tonerde. Letztere mischt man bei,
damit die Glasur besser haftet und glasig wird ohne zu laufen.
4. Der Brennvorgang
Nachdem die Tonerzeugnisse getrocknet und eventuell glasiert sind, müssen
sie noch gebrannt werden. Es gibt verschiedene Brennmöglichkeiten. Die
wohl älteste Arte ist das Brennen im offenen Feuer. Da die unglasierten
Scherben aus grobem, sandigem Ton gefertigt sind, halten sie diese primitive
Brennmethode mit den doch recht großen Temperaturschwankungen aus, ohne
zu platzen. (z. B. unglasierte Raku). Das Brennholz wurde um und auf
die Tonwaren gestapelt, angezündet und mit Reisig weiter geschürt. Dadurch
entstand eine Ascheschicht, die das Brenngut vor Zugluft schützte. Ausschlaggebend
für die Entwicklung von Brennöfen war, dass Speichern von möglichst
viel Hitze und das Vermeiden von Zugluft. Dadurch entstanden verschiedene
Ofentypen die sich in ihren Befeuerungsmöglichkeiten (Holz, Kohle, Öl,
Gas oder Elektroöfen) und ihrem Aufbau (Rund-, Stufen- oder Treppenöfen
usw.) stark unterscheiden. Dabei heißt es nicht unbedingt das heutige
moderne Elektroöfen bessere Ergebnisse liefern als mit Holz oder gar
Gras gebrannte Scherben. Das hängt von dem Zweck und Art der Scherbe
ab. Manche Farbgebungen lassen sich nun mal nicht in einem elektronisch
gesteuertem Elektroofen erzeugen (Atmosphäre). Was geschieht beim Brand?
Die Hitze verleiht dem Tonkörper Dauer und Haltbarkeit, macht ihn mehr
oder weniger wasserundurchlässig und es verwandelt den Glasurüberzug
in eine harte, dünne Glashaut. Es gibt verschiedene Brandverfahren.
Beim Einbrandverfahren wird die Ware gefertigt, getrocknet, glasiert
und dann gebrannt. Man spart sich einen kompletten Brand. Unter Umständen
kann dabei aber die Glasur vom Ton nicht richtig aufgenommen werden
oder das Stück weicht wieder auf und verliert an Form. Diesem Problem
kann mit Hilfe von zwei Bränden verhindert werden. Beim ersten Schrühbrand
oder Rohbrand wird der Scherben so gebrannt (geschrüht), dass er danach
robust aber dennoch porös ist. Somit kann damit besser hantiert werden
und die Glasur wird besser aufgenommen. Das Brennen des Tons umfasst,
vereinfachend gesagt, drei Stadien: Schmauchen, Oxydation und Verglasen.
Im ersten Abschnitt des Brandes, dem sog. Schmauchen, wird dem Ton das
Wasser entzogen. Bei ca. 100° - 150°C entweicht das physikalisch, bis
ca. 600°C das chemisch gebunden Wasser. Zu diesem Zeitpunkt hat der
Tonkörper an Gewicht verloren und ist heller geworden. Während der zweiten
Phase, der Oxidation verbrennen oder verkohlen die organischen Stoffe
in der Masse. Dieser Vorgang benötigt viel Sauerstoff und endet ungefähr
bei 950 °C. Nachdem die organischen Stoffe herausgebrannt wurden, treten
die Brennfarben zu tage (weiß, gelb, rot ...). Das dritte Stadium die
Verglasung liegt, je nach Zusammensetzung der Masse, bei sehr unterschiedlichen
Temperaturen. Sie beginnt im allgemeinen dann, wenn die schmelzbaren
Teilchen erweichen bzw. schmelzen. Dabei bildet der Schmelzfluss zwischen
den unschmelzbaren Teilchen glasige Kittstellen und dringt bei steigender
Temperatur in die Poren der Masse ein. Abgeschlossen ist der Prozess
dann, wenn alle Poren geschlossen, das heißt mit dem Flussmittel-Glas
ausgefüllt und verdichtet sind. Während der Verglasung verlieren der
Scherben an Volumen (Brennschwindung). Viele Tonsorten lassen sich nicht
dichtbrennen, da sie sich vor Erreichen der erforderlichen Temperatur
erweichen und verformen. Da die Temperaturen bei einem Brand eine große
Rollen spielen, müssen sie gemessen und überwacht werden. Aufgrund der
Höhe der Temperaturen sind handelsübliche Thermometer nicht zu benutzen.
Es werden stattdessen optischen und thermoelektrischen Pyrometer eingesetzt.
Bei den optischen Pyrometer werden das Licht eines Glühfadens mit der
Helligkeit im Ofen selbst verglichen. Das elektrischen Pyrometer basiert
auf einem Thermoelement. Die Schnelligkeit der Messung und das direkte
Ablesen des Temperaturwertes auf einem Display sind vorteilhaft, der
Nachteil ist der recht hohe Preis. Die günstigste Alternative sind sog.
Schmelzpyrometer. Sie bestehen aus einer glasurartigen Masse und sinken
bei erreichen ihres Schmelzpunktes zusammen. Die bekanntesten sind die
Segerkegel. Meist werden drei Kegel mit unterschiedlichen Schmelzbereichen
so im Ofen platziert, dass sie durch das Schauloch während des Brandes
beobachtet werden können. Erweicht der erste Kegel und legt sich langsam
um, ist die Höchsttemperatur bald erreicht und der Ofen wird nicht weiter
hochgeheizt. Wenn der zweite Kegel fällt, beginnt die Haltezeit (um
die Glasuren gleichmäßig auszuschmelzen). Der dritte Kegel dient zur
Kontrolle der erreichten Höchsttemperatur. Ein Kegel gilt als geschmolzen,
wenn seine Spitze gerade den Boden berührt. Je nach ihrem Schmelzpunkt
haben die Segerkegel unterschiedliche Nummern und können anhand von
Tabellen ausgewählt für die entsprechenden Temperaturbereiche ausgewählt
werden. Das Brennen von Tonwaren hängt von vielen verschiedenen Faktoren
ab. Welche Befeuerung wird benutzt, wie groß ist der Ofen, welche Größe
und welcher Art sind die Werkstücke, was für Wetter herrscht und unzählige
andere Dinge. Jeder Töpfer hat eine andere Vorgehensweise, andere Erfahrungen
und letztendlich hängt es von der oft lebenslangen Erfahrung ab.
