セラミック焼成における還元雰囲気は、粘土本体に含まれる鉄やその他の金属酸化物が関与する化学反応により、黒っぽい焼成芯を生成します。キルン内の酸素が不足すると不完全燃焼が起こり、炭素濃度が高くなります。この炭素は、金属酸化物、特に酸化鉄と 反応し、酸化状態を低下させる。酸化鉄（Fe₂O₃）は通常、酸化性雰囲気では赤色またはオレンジ色であるが、還元性雰囲気では酸化第一鉄（FeO）、あるいは金属鉄（Fe）に還元される。このような還元型の鉄は色が濃く、その結果、粘土体の中に暗い核ができる。この現象は、鉄分の含有量が多いストーンウェアで特に顕著である。
キーポイントの説明
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還元性大気の定義:
- 還元雰囲気は、酸素の供給を制限することによってキル ン内に形成され、燃料の不完全燃焼を引き起こす。これにより、一酸化炭素（CO）やその他の還元性ガスが増加する。
- セラミック製造では、通風を弱めたり、窯の通気孔を部分的に閉じたりすることで、これを実現することが多い。
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粘土体における鉄の役割:
- 鉄は粘土中の一般的な不純物で、酸化鉄（Fe₂O₃）として存在する。酸化性雰囲気では、酸化鉄は安定したままであり、粘土に赤色やオレンジ色を与える。
- 還元性雰囲気では、酸素の不足により鉄の化学状態が変化する。
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還元雰囲気での化学反応:
- 高温では、一酸化炭素（CO）や他の還元性ガスが粘土体中の酸化鉄（Fe₂O₃）と反応する。
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反応は次のように単純化できる：
[ - \Đọczyć?\rightarrow 2ext{FeO｝+ \text{CO}_2
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] より極端な還元条件下では、酸化鉄はさらに還元されて金属鉄（Fe）になる：
- [
- \[テキスト{FeO｝+ ⅳ ⅳ ⅳ\右矢印+ \text{CO}_2
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] 減色による色の変化
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- 酸化鉄（Fe₂O₃）は赤やオレンジ色で、酸化第一鉄（FeO）や金属鉄（Fe）は暗色で、灰色や黒であることが多い。
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酸化鉄がこれらの黒っぽい化合物に還元されると、特に酸素の透過が制限される厚い部分では、粘土体の中に暗い芯が生じる。 ストーンウェアへの影響
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- ストーンウェアの粘土は一般的に鉄分を多く含むため、還元性雰囲気での色の変化を受けやすい。
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炻器では鉄分が多く、粘土が厚いため酸素の拡散が制限されるため、暗色の焼成芯がより顕著に現れる。 陶磁器製造への実際的な影響
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- 陶芸家やセラミック・アーティストは、濃い色や独特の釉薬仕上げなど、特定の美的効果を得るために意図的に還元雰囲気を使用します。
しかし、過剰な還元は、粘土体内に閉じ込められたガスの形成により、膨張や脆弱な構造など、望ましくない効果をもたらす可能性があります。
酸化性雰囲気との比較
| : | 酸化性雰囲気では、十分な酸素が存在し、鉄は高い酸化状態（Fe₂O₃）のままであるため、色が薄くなる。 |
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| 酸化性雰囲気と還元性雰囲気の対比は、望ましい結果を得るために窯の条件をコントロールすることの重要性を浮き彫りにしています。 | これらの重要なポイントを理解することで、陶磁器生産者は焼成工程をより適切に制御し、作品に特定の視覚的・構造的効果をもたらすことができます。暗色の焼成芯は、還元雰囲気によって引き起こされる化学変化、特に粘土体内の酸化鉄の還元による直接的な結果です。 |
| 総括表： | 主な側面 |
| 概要 | 還元性雰囲気 |
| 酸素を制限することにより、不完全燃焼や還元性ガスが発生する。 | 酸化鉄の変質 |
| Fe₂O₃（赤/橙）は還元性雰囲気中でFeOまたはFe（灰/黒）に還元される。 | 色の変化 |
特に厚い粘土体では、還元された鉄化合物によって暗色の核が形成される。 ストーンウェアへの影響 ストーンウェアに鉄分が多く含まれると、焼成時に芯が黒くなりやすい。
