La cottura 8 - La vetrificazione

A circa 1000°Ci silicati basso fondenti (quelli che si sono formati durante la Decomposizione - vedi post precedenti) fondono e circondano i granuli di silice e i minerali della argille rimasti facendo diminuire la porosità. 
La presenza di calcio nell'impasto argilloso o nello smalto produce composti tra questo e gli allumino-silicati, in particolare il metacaolino.
Lo stesso accade per gli altri fondenti, quali sono gli alcali (Na e K).
L’oggetto subisce un ritiro del 2 – 4 %, ma in alcuni casi può arrivare al 10%.
In questa momento sono presenti sia la fase liquida che quella solida,
la formazione di silicati rende sempre più rigida la fase liquida, che quindi, richiede temperature sempre più elevate per continuare il processo. 

Attorno ai 1200°C si completa la fusione dei silicati basso fondenti, mentre la metacaolinite inizia a decomporsi producendo silice e un allumino-silicato con struttura e composizione uguale a quella della Mullite naturale.

A livello chimico, l'ossido di alluminio Al2O3, che fonde molto più tardi, agisce come una sorta di scheletro chimico quando la silice entra in soluzione, stabilizzando ulteriormente la massa di argilla. Questo ci aiuta a capire parte della magia: 
perché il pezzo non finisce squagliato sulla mensola del forno.

Questi processi di fusione a temperature elevate che rendono l’argilla dura, vitrea e non porosa, vengono detti processi di vetrificazione. 
Se a questo punto aumentiamo ulteriormente la temperatura l’oggetto si affloscia e poi fonde trasformandosi in un liquido.

Ogni argilla ha la sua temperatura di vetrificazione. 
Le terraglie tenere che contengono molte impurità, vetrificano a basse temperature, esse si afflosciano a temperature alle quali argille come il caolino non hanno ancora cominciato a vetrificare, 
ecco perché è importante cuocere l’argilla alla temperatura a cui raggiunge la massima durezza senza afflosciarsi e fondere. 
Questa è la cosiddetta temperatura di maturazione.

Nell’oggetto di argilla le interazioni tra la porzione fusa e fluida e la porzione che rimane solida sono simili a quelle che si verificano in natura quando la lava vulcanica viene a contatto con rocce preesistenti (metamorfismo di contatto).
Però i prodotti finali ottenuti, ossia le ceramiche, hanno i solito una composizione diversa da quella delle rocce naturali. Una delle poche eccezioni è costituita dalla Mullite, un minerale molto raro in natura e comune, invece, come componente delle porcellane e delle altre ceramiche che cuociono ad alta temperatura.

La terracotta e le terraglie a bassa temperatura non sono cotte fino al punto di maturazione, quindi non arrivano a vetrificare completamente.
Infatti restano porose, al contrario del grès e della porcellana che, se cotti fino al punto di maturazione, diventano impermeabili proprio perché perdono la porosità. 
Questo, però, non vuol dire che terracotta e terraglia perdono forza; un corpo argilloso poroso può essere molto resistente in virtù del legame vetroso che comunque si sviluppa tra le particelle. 

In conclusione, è importante capire il comportamento dell'argilla che si sta usando nei confronti del processo di vetrificazione in modo da portarlo avanti abbastanza da produrre la resistenza e il colore desiderati ma non tanto da produrre distorsioni. Quindi ognuno decide in modo arbitrario il grado di vetrificazione adatto al materiale a disposizione. 
Bisogna, poi, ener conto del fatto che alcune argille vetrificano entro un ampia gamma di temperature (ad esempio i grès), mentre altre entro limiti strettissimi richiedendo, quindi, un attento controllo della cottura (è il caso delle terraglie e delle terrecotte).

Per una più approfondita conoscenza di questo processo è importante provare un’argilla a temperature inferiori e superiori a quella con cui si intende lavorare e a sottoporla a velocità di riscaldamento maggiori e minori di quelle di lavoro. Questo aiuta ad individuare la corretta modalità di cottura (velocità e temperatura massima) per l'argilla utilizzata. 

La cottura, allora, non è solo la fusione della silice e dei silicati in forma di vetro al fine di cementare un gruppo di rocce microscopiche, si tratta, piuttosto, di conversione e inversione della silice (di cui parlerò la prossima volta), dello sviluppo di nuovi cristalli come la mullite, dello sviluppo della chimica della fusione, della dissoluzione della silice e di una moltitudine di altre cose. Tutto ciò rende possibile la produzione di prodotti aventi una grande varietà di proprietà fisiche partendo dallo stesso pezzo di argilla, regolando soltanto la scheda di cottura.