黒点温度を知らずに釉薬調合すると3割の作品が失敗します
太陽の黒点温度は約4000ケルビン(約3727℃)です。これは周囲の光球面の温度である約6000ケルビン(約5727℃)と比較すると、約2000ケルビン低い温度になります。
どういうことでしょうか?
黒点が黒く見えるのは、周囲より温度が低いため相対的に暗く見えるからです。実際には黒点自体も高温で光を発していますが、周囲の明るさに比べて暗いため黒く見えます。東京ドーム約2個分(直径約300m)ほどの大きさの黒点もあり、地球がすっぽり入るサイズです。
温度の測定にはプランクの黒体放射の法則が使われます。物体が発する光のスペクトル分布を観測することで、その温度を逆算できるという原理です。陶芸の窯内温度測定にも同じ原理が応用されています。
国立天文台の太陽黒点に関する解説
黒点の温度や発生メカニズムについて詳しい情報が掲載されています。
黒点の温度帯を理解することは、陶芸における焼成温度の管理にも通じる知識です。温度による色の変化、物質の状態変化を科学的に理解する基礎になります。
陶芸の釉薬焼成では、一般的に1200~1300℃(約1473~1573ケルビン)の温度帯を使用します。黒点温度の4000ケルビンとは異なりますが、温度と光の関係性という点で共通の原理が働いています。
つまり温度による発色原理です。
釉薬に含まれる金属酸化物は、焼成温度によって異なる色を発色します。例えば銅は、酸化焼成では緑色、還元焼成では赤色になります。この変化は温度だけでなく、窯内の酸素濃度にも影響されます。
温度とケルビンの関係を理解すれば、釉薬調合の精度が上がります。色温度計を使って窯内の温度分布を把握することで、焼きムラを減らせます。具体的には、窯の上下で50~100℃の温度差がある場合、色温度で確認すれば視覚的に判断できます。
日本セラミックス協会の焼成に関する資料
陶磁器の焼成温度と発色メカニズムについての専門的な解説があります。
黒点の温度測定に使われる黒体放射の理論は、陶芸の温度管理にも応用できます。窯の覗き穴から見える光の色で、おおよその温度を推測する伝統的な技法も、同じ原理に基づいています。
釉薬の発色には温度だけでなく、昇温速度や冷却速度も影響します。急激な温度変化は結晶構造に影響を与え、予期しない発色を生むことがあります。
これは意外ですね。
黒点温度の測定原理を陶芸に応用すると、より精密な温度管理が可能になります。具体的には、赤外線温度計やパイロメーターを使用した非接触温度測定です。
窯内の温度分布を把握することが基本です。
従来のゼーゲルコーンによる温度測定は、特定の位置の熱量を示すものです。一方、赤外線温度計を使えば、窯内の複数箇所を瞬時に測定できます。例えば窯の上段と下段で温度差が80℃ある場合、作品の配置を調整することで焼成結果を改善できます。
温度ムラを減らす対策として、窯詰めの工夫があります。熱の流れを考慮して、大きな作品と小さな作品を配置することで、窯内の温度分布を均一化できます。耐火レンガで仕切りを作り、熱の流れをコントロールする方法も有効です。
日本陶磁器工業協同組合連合会の焼成管理ガイド
窯の温度管理と作品品質の関係について実践的な情報があります。
デジタル温度計と従来のコーンを併用すれば、より確実な焼成管理ができます。コストは3万~5万円程度ですが、失敗率を大幅に減らせます。温度データをグラフ化して記録すれば、再現性の高い焼成が可能になります。
温度測定器具の定期的な校正も重要です。年に1回程度、専門業者に依頼して精度を確認することで、測定誤差を最小限に抑えられます。
これは必須です。
天文学の黒点観測技術と陶芸の窯内観察には、意外な共通点があります。どちらも高温物体を安全に観察し、温度や状態を把握する技術だからです。
それで大丈夫でしょうか?
黒点観測では、特殊なフィルターを使って太陽の強烈な光を減光します。同様に、窯の覗き穴から内部を観察する際も、遮光ガラスや専用のゴーグルが必要です。素焼きの場合は800℃程度ですが、本焼きでは1300℃近くになるため、直視すると目を傷めます。
窯内観察用の遮光ガラスは、溶接用の遮光度10~14番が適しています。ホームセンターで1000~2000円程度で購入できます。この遮光ガラスを通して見ると、炎の色や作品の状態を安全に確認できます。
観察のタイミングも重要です。還元焼成の場合、温度が上がり始めてから1時間後、最高温度付近、そして冷却開始時の3回は必ず確認します。炎の色が黄色から白に変わるタイミングで、窯内の酸素状態を調整します。
陶芸ネットの窯内観察テクニック
安全な窯内観察方法と、観察ポイントについての詳しい解説があります。
黒点の温度変化を長期観測するように、窯の焼成データを記録し続けることで、パターンが見えてきます。季節による外気温の影響、燃料の質の違い、作品の配置による温度分布の変化など、データの蓄積が技術向上につながります。
観察記録をつける際は、時刻、温度、炎の色、窯内の明るさを記載します。スマートフォンのアプリで記録すれば、写真と一緒に管理できて便利です。
厳しいところですね。
ケルビン温度と色温度の関係を理解すると、新しい釉薬開発のヒントが得られます。温度による発色変化を科学的に予測できるようになるからです。
どういうことなのか説明します。
色温度は光源の色を数値化したもので、低温ほど赤く、高温ほど青白く見えます。1000ケルビンでは赤橙色、3000ケルビンで黄白色、6000ケルビンで昼光色になります。陶芸では、この原理を逆に利用して、釉薬の発色温度を推定できます。
実験的な釉薬開発では、基礎釉に様々な金属酸化物を0.5%、1%、2%、5%と段階的に添加して、それぞれの発色温度を記録します。例えばコバルトは1200℃で鮮やかな青色を発色し始め、1280℃でピークに達します。この温度帯を把握しておけば、狙った色を安定して出せます。
温度による発色の変化を利用した技法として、グラデーション釉があります。窯の温度分布を意図的に作り出し、一つの作品内で色の変化を表現する方法です。上部1300℃、下部1250℃という温度差を利用すれば、同じ釉薬でも異なる表情を見せます。
Glazy - 釉薬データベース
世界中の陶芸家が共有する釉薬レシピと、焼成温度による発色データがあります。
釉薬開発には温度記録装置の導入が効果的です。データロガー付きの温度計なら、焼成中の温度変化を自動記録できます。価格は5万~10万円程度ですが、実験データの精度が格段に上がります。
これは使えそうです。
理論と実践を組み合わせることで、オリジナル釉薬の開発が加速します。黒点温度の測定原理という天文学の知識が、地上の陶芸窯でも活きるのは興味深いことです。温度という共通言語を通じて、異なる分野の知識がつながります。
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