Tungku menaikkan dan menurunkankan panas sampai pendinginan, membuat perubahan besar pada tanah liat, yang tadinya lunak, rapuh menjadi keras seperti batu, dan tahan air , tahan terhadap cuaca, dan tidak berubah oleh waktu. Perubahan ini sangat mengherankan bagi yang belum tahu. Bagaimana tanah liat bisa berubah menjadi keramik? Disini penjelasannya.
Tahap Pertama: Pengeringan
Ketika tembikar ditempatkan di tungku, hampir selalu terlihat kering, berwarna kuning tulang. Namun, masih ada air yang terperangkap dalam ruang diantara partikel tanah liat.
Tanah liat secara perlahan dipanaskan, airnya menguap keluar dari tanah liat. Jika tanah liat dipanaskan terlalu cepat, air akan berubah menjadi uap yang berada di dalam tubuh tanah liat, dengan efek menimbulkan ledakan, menghancurkan tembikar.
Pada saat titik didih air (212 ⁰ F dan 100 ⁰ C ) tercapai, air atmosfer harus menguap keluar semua dari tubuh tanah liat. Hal ini akan menghasilkan pemadatan tanah liat dan beberapa penyusutan kecil lainnya.
Tahap Kedua: Mengeluarkan Karbon dan Sulfur
Tanah Liat mengandung beberapa unsur karbon, bahan organik, dan belerang. Tahapan mengeluarkan atau melepaskan Karbon dan Sulfur dari tanah liat, pada suhu antara 572 dan 1470 ⁰F (300 ⁰ dan 800 ⁰ C).
Tahap Ketiga: Mengeluarkan gabungan air dan kimia
Tanah liat dapat dicirikan sebagai sebuah molekul alumina dan silika dua molekul terikat dengan dua molekul air. Bahkan setelah air atmosfer hilang, tanah liat masih mengandung sekitar 14% air kimia terikat berat. Berat tanah liat akan jauh lebih ringan, tapi tanpa penyusutan fisik yang berarti.
Ikatan air kimia ini berkurang ketika dipanaskan, saling berganti mengeluarkan ikatan karbon dan sulfur. Pemanasan pada tingkat ini adalah antara 660 dan 1470 ⁰F (350 ⁰ dan 800 ⁰ C). Jika penguapan air terlalu cepat akan menimbulkan ledakan pada tubuh tanah liat, harus diperhatikan jadwal untuk menaikkan suhu. Tidak terlalu lambat juga tidak terlalu cepat. Bila terjadi ledakan pada tahapan ini, diajurkan akan menurunkan panas pada suhu tersebut.
Tahap Keempat: Inversi Silika (Quartz Inversion ) Terjadi
Quartz, pengerajin keramik menyebutnya silika, oksida silika juga dikenal sebagai kuarsa. Quartz memiliki struktur kristal bahwa perubahan pada suhu tertentu. Perubahan ini dikenal sebagai inversi. Inversi terjadi pada suhu 1060 ⁰ F (573 ⁰ C).
Perubahan dalam struktur kristal yang sebenarnya akan menyebabkan gerabah untuk meningkatkan ukurannya dengan 2%, pada tahapan ini sangat peka terhadap kerusakan, seperti dunting, peeling. Dianjurkan untuk memperlambat kenaikkan suhu pada sekitar temperatur tersebut.
Tahap Kelima: Sintering
Sebelum membuat glasur mulai mencair, partikel-partikel tanah liat sudah akan menempel satu sama lain.Dimulai pada sekitar 1650 ⁰ F (900 ⁰ C) partikel tanah liat mulai melebur, partikel tanah liat melekat satu sama lain. Proses peleburan disebut sintering. Setelah tembikar telah sintering, tidak lagi disebut tanah liat, tetapi sudah menjadi keramik.
Pembakaran biscuit biasanya dilakukan pada sekitar 1730 ⁰ F(945 ⁰ C), setelah tanah tanah liat sintering pada tahapan ini masih berpori masih belum berubah bentuk seperti kaca.
Tahap Keenam: Kematangan lapisan kaca dan body
Pada tahapan ini, proses pelelehan lapisan glasur, peleburan partikel tanah liat dimulai.
Banyak perubahan terjadi pada tahapan ini, tanah liat akan menjadi keras dan tahan, serta penyusutan bentuk, bubuk glasur mulai meleleh, mengisi ruangan-ruangan tubuh tanah liat, partikel body meleleh, merekat satu sama lainnya sehingga menjadi lebih kuat.
Suhu pematangan
Tanah liat yang dibakar akan membuat perbedaan yang luar biasa. Tanah liat yang dibakar pada suhu rendah akan rapuh dan berpori, sedang bila dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi akan berubah menjadi kuat dan sangat tahan. Yang perlu diperhatikan, bahwa tanah liat tertentu berbeda reaksinya bila dipasakan dengan suhu yang sama, tergantung jenis tanah latnya. Masing –masing. Setiap tanah liat mempunyai kandungan/ komposisi kimia yang berbeda, Gerabah yang berwarna merah pada suhu tinggi, mempunyai kandungan besi yang berlebih, sehingga membantu menurunkan titik lebur, yang berarti bertindak sebagai flux. Disamping itu komposisi dari beberapa bahan akan mempengaruhi titik lebur ( melting point ) dari komposisi itu sendiri,
Earthenware, 25% ball clay , 28% kaolin , 32% kuarsa , dan 15% felspar . Suhu 1000 sampai 1150C.
Stoneware, fire clays 0–100%, ball clays 0–15%, quartz, 0–30% feldspar and chamotte 0 –15%. Suhu pada stoneware sangat bervariasi tergantung flux yang digunakan, ada yang 1100 °C to 1300 °C atau 1180°C to 1280°C
Porcelain, suhu juga bervariasi, termasuk suhu yang tinggi sekitar 1200C sampai 1400C.Bahan yang digunakan banyak menggunakan kaolin.Bahan yang lain Feldspar, ball Clay, silica. 1,200 °C sampai 1,400 °C.
Bone Ash, formulasi tradisional untuk Bone Ash adalah 25% kaolin , 25% Batu Cornish dan 50% abu tulang . Abu tulang yang digunakan dalam Bone Ash terbuat dari tulang sapi yang memiliki kandungan besi rendah.
Pendinginan
Pada tahap pendinginan yang perlu diperhatikan adalah pada suhu sekitar 220C, pada kisaran tersebut akan terjadi penyusutan mendadak pada kandungan Kristal silica di dalam tubuh tanah liat. Sehingga dianjurkan untuk mendinginkan secara perlahan pada kisaran suhu tersebut. Bila tidak keramik akan mengembang dan retak.