Seramik sırı çatlıyorsa önce buzlu su testini yap

H. G. Schurecht, 1920'lerin sonunda Washington'daki ABD Ulusal Standartlar Bürosu'nda pişmiş toprak üreticileri adına çalışan bir seramik araştırmacısıydı. Önündeki şikâyet sırlı ürünlerle ilgiliydi: parçalar fırından kusursuz çıkıyor, bir süre sonra sırları ince çatlaklarla kaplanıyordu. 1928'de yayımladığı makalede sebebi gövdede buldu. Gözenekli kil nemi yavaş yavaş bünyesine bağlıyor ve hafifçe büyüyordu. Sır aynı boyda kaldığı için gerilip çatlıyordu.¹

Schurecht yılları beklemek yerine sırlı parçaları otoklava, yani basınçlı buhar kazanına koydu ve bir saat boyunca 150-175 psi, kabaca 10-12 bar buhara tuttu. Zamanla çıkacak çatlak bu bir saatte ortaya çıktı.¹ Bugün ASTM C424 standardı sırlı seramiğin çatlama direncini hâlâ otoklavla ölçüyor ve yöntemi özellikle nemle genleşen gözenekli malzemeler için öneriyor.³

Sır gerilince çatlıyor

Pişmiş kil de sır da ısınınca biraz uzuyor, soğuyunca kısalıyor. Fark çok küçük, ama ikisi fırında birbirine kaynamış durumda. Sır soğurken gövdeden fazla kısalmak isterse gövde buna izin vermiyor ve sır gergin kalıyor. Seramik ve cam sıkışmaya dayanıklı, çekilmeye karşı zayıf malzemeler. Gerilim belli bir sınırı aşınca sır, yüzeye yayılan kılcal çatlaklarla rahatlıyor.²

Richmond Üniversitesi'nden kimyacı Ryan Coppage, bu çatlamanın çoğu zaman fırın boşaltılırken duyulan hafif tıkırtılarla başladığını ve desenin sonraki günlerde de değiştiğini yazıyor.⁴ Tersi de mümkün. Sırın genleşmesi gövdeninkinden çok düşükse sır sıkışıyor ve kenarlardan pul pul kalkıyor; Digitalfire'ın kurucusu seramik teknoloğu Tony Hansen bu kalkan parçaların jilet gibi keskin olabildiğini not ediyor.²

Bazı Uzak Doğu porselenlerinde bu ağ bilerek süs olarak aranmış. Hobi atölyelerinde satılan krakle sırlar da aynı fizikle çalışıyor. Hansen, bu etkinin yemek ve içecekle temas eden yüzeyde istenmemesi gerektiğini yazıyor.²

Fırından sağlam çıktı, aylar sonra çatladı

Gecikmeli çatlamanın sık görülen yolu, Schurecht'in bulduğu nem genleşmesi. Schurecht ve G. R. Pole 1929'da 61 santim uzunluğunda kil çubukları haftalarca suda bekletti, kaynattı, otoklava soktu ve boylarını mikroskoplu bir ölçerle izledi. Yalnızca kil ve feldispattan yapılan sıkı pişmiş gövde otoklavda neredeyse hiç uzamadı. Aynı gövdeye yüzde 40 silika katılınca uzama yaklaşık yüzde 0,065'e çıktı. Su emen gövdelerin çoğu da belirgin biçimde genişledi.⁵

Düşük ısıda pişen, su emen gövdeler bu yüzden risk taşıyor. Hansen, az pişmiş düşük ısı gövdelerinde suyla tepkimeye girip genişleyen bileşenler kalabildiğini yazıyor. Önerisi, sırsız bırakılan yüzeyi en aza indirmek ve şüpheli bir parçayı birkaç saat düdüklü tencerede tutup çatlak çıkıp çıkmadığına bakmak. Aktardığı bir restorasyon işinde, 90 yıl önce takıldığında çatlaksız olan banyo fayansları zamanla baştan sona çatlamıştı.²

Kullanımda tekrar eden ani soğuma da aynı işi görüyor. Sıcak kaba dökülen soğuk sıvı sırı her seferinde biraz daha geriyor, kalın gövde ısıyı geç bıraktığı için gerilim daha da artıyor.²

Kaynar su, buzlu su ve keçeli kalem

Genleşme ölçen cihazı olmayan atölye için Hansen iki basit test tarif ediyor. Kaynar su ve buzlu su testinde parça üç dakika kaynar suda, ardından üç dakika buzlu suda bekletiliyor ve bu döngü üç kez tekrarlanıyor. Sır ile gövde arasında böylece yaklaşık 100 derecelik ani bir fark oluşuyor.⁶

Hansen, bazı seramikçilerin bu testten geçen sırı zamanla yine çatlamış bulduğunu yazıyor ve daha sert bir sürüm öneriyor. Yaklaşık 1 santim kalınlığında sırlı deneme plakaları fırında 150 dereceye ısıtılıyor ve yarım saat bu sıcaklıkta tutuluyor. Sonra bol buzlu, sürekli karıştırılan suya atılıyor ve beş dakika orada kalıyor. Aynı plaka ikinci kez teste sokulmuyor, her deneme için yeni plaka gerekiyor. Son değerlendirmeyi ertesi güne bırakıyor; bu adımı yönteme 2021'de ekledi.⁷

Renkli ya da desenli sırda kılcal çatlak gözden kaçabiliyor. Yüzeyi kalın uçlu siyah keçeli kalemle boyayıp alkol ya da asetonla silmek, çatlakları siyah çizgiler hâlinde ortaya çıkarıyor.²

Çare çoğu zaman sırın tarifinde

Hansen'e göre sır gövdeye uymuyorsa fırını yavaş soğutmak ya da sırı ince sürmek çatlamayı yalnızca erteliyor. Kalın sürülen sır uyumlu bir tarifte bile çatlayabiliyor, ama kalıcı çözüm sırın genleşmesini düşürmekten geçiyor.²

Sırın genleşmesini en çok sodyum ve potasyum yükseltiyor. Digitalfire'ın oksit tablosunda sodyum oksidin göreli genleşme katsayısı 0,387, potasyum oksidinki 0,331; silikada bu değer 0,035, magnezyum oksitte 0,026.⁸ Feldispatı bol tariflerde bu iki oksit fazla geliyor. Hansen'in önerisi, sodyum ve potasyumun bir kısmını aynı eritme işini gören ama daha az genleşen magnezyum, kalsiyum, çinko ya da bor oksitle değiştirmek. Feldispatı doğrudan azaltmak her zaman işe yaramıyor, çünkü feldispat sırın camını kuran silika ve alüminayı da taşıyor.²

İyi eriyen parlak bir sırda ilk deneme silika eklemek olabilir. Hansen, Perkins Studio Clear adlı şeffaf sıra yüzde 10 silika katınca sırın parlak kaldığını ve atölyesindeki gövdelerin çoğunda çatlamanın kesildiğini yazıyor. Yalnızca yüzde 17 silika içeren bir porselende sorun sürdü; üstüne yüzde 5 daha silika eklemek de çözmedi. Aynı sır, yüzde 24 silika içeren porselende çatlamadı.²

Çatlak yalnızca görüntü kusuru da sayılmıyor. Hansen, çatlak sırlı yeni pişmiş parçalarda dayanımın birkaç kat düştüğünü ölçtüğünü yazıyor; kaşıkla hafifçe vurduğu bir kupanın kulpu yerinden kopmuştu.²

Çatlak sırlı kap mutfakta

Coppage, Richmond Üniversitesi'nden mikrobiyolog Laura Runyen-Janecky'nin laboratuvarıyla 2018'de bunu denedi. Çatlak sırlı karolara, peynir yapımında kullanılan Lactococcus lactis bakterisinden yaklaşık 1 milyar hücre taşıyan 1 mililitre kültür damlatıldı ve karolar 24 saat oda sıcaklığında bekletildi. Ardından karolardan biri kâğıt havluyla silindi, biri musluk suyuyla, biri 42 derecelik sabunlu suyla yıkandı, biri de 75 derecede çalışan bulaşık makinesine girdi.⁴

Silinen, durulanan ve sabunla yıkanan karolarda bakteri kaldı. Bulaşık makinesinden çıkan karoda tek koloni üremedi. Çatlaksız karolarda ise yalnızca silinip kurulanan karoda bakteri bulundu. Deneyler üçer kez tekrarlandı.⁴

Hansen bu sonucu tam güvence saymıyor. Çatlağın altındaki gövde gözenekliyse su ve yiyecek oraya da işliyor; çatlakta kalan küçük bir koloni, içinde yiyecek uzun süre bekleyen bir saklama kabında büyüyebiliyor. Ona göre en riskli kullanım bu kaplar, en az riskli olanı sıcak sabunlu suyla düzenli yıkanan tabak ve fincanlar. Çatlamaya yol açan, sodyum ve potasyumu bol, alüminası düşük sırlar renk veren metal oksitleri de yiyeceğe daha kolay salabiliyor.⁹²

Yeni bir sır ve kil eşleşmesini kupaya geçirmeden önce Hansen'in yöntemi birkaç deneme plakası istiyor: 150 dereceden buzlu suya atılan plakalar ertesi gün keçeli kalemle kontrol ediliyor, düşük ısı gövdesinde bir parça da birkaç saat düdüklü tencereye giriyor. Schurecht'in 1928'de otoklavda bir saatte gösterdiği gecikmeli çatlama, mutfaktaki düdüklü tencerede de ortaya çıkabiliyor.

kafa1milyon

Meraklı bir kafa. Bilimsel makaleleri, arşiv belgelerini ve saha notlarını okuyup gündelik dile çeviriyor; bilinmeyeni bilinmiyor diye yazmaktan çekinmiyor.