Хидасуки в электропечи: огненные полосы от рисовой соломы

Красные и оранжевые полосы на светлой неглазурованной поверхности, будто изделие перевязали огненной лентой, — это хидасуки, один из самых узнаваемых эффектов японской керамики Бидзэн. Его дают не пламя и не зола, а рисовая солома, обмотанная вокруг изделия. Хорошая новость для владельцев электропечей: химия хидасуки изучена японскими учёными, и эффект воспроизведён именно в электрической печи. Разберём, что происходит в черепке и как подойти к этому в мастерской.

Что такое хидасуки

Хидасуки (緋襷) переводится примерно как «алая перевязь». Туристический портал префектуры Окаяма объясняет происхождение просто: рисовой соломой изначально обматывали изделия при садке, чтобы они не слипались между собой, а потом случайный след превратился в узор. Компоненты соломы реагируют с железом глины, и там, где она лежала, появляются красные линии.

Чтобы эффект проявился, изделие нужно спрятать от прямого огня и летучей золы. Традиционно его ставят в капсулу (по-японски сая) или прикрывают другим изделием. В исторических примерах изделия ставили внутрь большого сосуда, который служил капсулой, и закрывали крышкой. На поверхности под соломой остаётся беловатый, светлый черепок, а по следам соломинок — красное. Галерея Shikisaido называет хидасуки одним из самых трудных эффектов в обжиге: повторяемости нет даже в одной печи, а красота держится на балансе белого и красного.

Обжиг Бидзэн сам по себе долгий. По порталу Окаямы — около 1230 °C и около 10 дней в ступенчатой печи на сосновых дровах. Подробно о глине и обжиге Бидзэн — в нашей статье о японских глинах Сигараки, Бидзэн, Иги, Сэто и Мино.

Глина: сколько железа нужно

Глину Бидзэн часто называют «богатой железом». Анализы Геологической службы Японии (Камия и Судо, 2005) уточняют картину: содержание Fe₂O₃ в пробах — от 1,47 до 4,22 %, а у типичной глины хиёсэ — около 2 % при SiO₂ около 60 % и Al₂O₃ около 24 %. Учёные из Окаямы в статье 2009 года называют цифру около 3 % Fe₂O₃. Авторы геологической работы отмечают и другое: глина Бидзэн богата щелочами и бедна глинозёмом.

То есть для хидасуки нужна не тёмная железистая глина, а светлая каменная масса с умеренным железом — примерно 2–3 % Fe₂O₃. Гончар из Бидзэн Исэдзаки говорит об этом так: можно работать и не на местной глине, но у здешней как раз подходящее содержание железа и огнеупорность. Японская мастерская Yamaza-ki, которая делает хидасуки в электропечи, использует покупную массу «для бидзэнского хидасуки» и отмечает, что узор получается и на обычной белой глине. Как прочитать содержание железа в паспорте массы, разобрано в статье о составе керамической массы.

Что делает солома

Состав золы

Зола рисовой соломы — это в основном кремнезём и калий. Анализы разных лабораторий дают близкие цифры:

Зольность рисовой соломы высокая — около 19 %. Зола начинает слабо спекаться при 900–1000 °C, сильно — при 1100–1200 °C и полностью плавится при 1300 °C. То есть при температуре обжига каменной массы солома превращается в тонкий калиевый расплав прямо на поверхности черепка.

Откуда красный цвет

Механизм раскрыли исследователи Университета Окаямы и Университета науки Окаямы. Ещё в 1990 году Ямагути и соавторы нашли в хидасуки гематит, корунд и кварц и получили тот же состав, смешав глину Бидзэн с 8–10 % хлорида калия, нагрев её до 1300 °C с выдержкой 3 часа и остудив очень медленно — 0,2–0,5 °C в минуту. Красный цвет даёт гематит, который кристаллизуется из стекла при охлаждении.

Кусано и соавторы (Chemistry of Materials, 2004) нагревали таблетки глины Бидзэн до 1250 °C с соломой и без неё и остужали с разной скоростью. Красный цвет появился только у медленно охлаждённых образцов, которые касались соломы. Калий из соломы меняет поверхностный слой глубиной около 50 мкм: вместо муллита, который образуется в обычном черепке, вырастают пластинки корунда, а на их краях — кристаллы гематита. По пресс-релизу Университета Окаямы, калий понижает температуру плавления поверхности, а размер частиц гематита определяет оттенок: около 100 нм дают жёлто-красный цвет, крупнее — красный и дальше тёмно-фиолетовый. Учёные даже воспроизвели узор искусственно — в виде иероглифов.

Микроструктура у хидасуки красивая и сама по себе. Корунд растёт шестиугольными пластинками, а гематит нарастает на их края и постепенно покрывает всю пластинку, получается слоёная частица «гематит — корунд — гематит». Именно эти частицы окрашивают поверхностный слой толщиной около 50 мкм, а под ним — обычный светлый черепок.

Нужен кислород

Для электропечи важнее всего работа Кусано 2009 года (Journal of the American Ceramic Society). Таблетки глины с соломой нагревали до 1250 °C со скоростью 1 °C в минуту, с той же скоростью остужали до 800 °C и меняли только состав газа в печи:

• Чистый азот, без кислорода: чёрный цвет — железо восстановилось до металла под слоем графита, а там, где черепок касался соломы, фосфор из соломы (в её золе около 2,7 % P₂O₅ по Jenkins) связался с железом в фосфид.
• 1 % кислорода: жёлто-коричневый, муллит с железом.
• 2 % кислорода: красный — настоящий хидасуки, корунд и гематит.
• 5 % кислорода: более глубокий красный, «цветки» из пластинок корунда шириной около 14 мкм с «лепестками» гематита.

Отсюда главный практический вывод. Горящая солома сама создаёт вокруг себя сильно восстановительную среду. Если наглухо замуровать изделие с большим количеством соломы, получится не красный, а чёрный след. К соломе должен поступать кислород.

Хидасуки в электропечи: история и практика

Первым известным мастером, получившим хидасуки в электропечи, был мастер Бидзэн Канэсигэ Содзан (1909–1995) — в 1966 году. Японские галереи пишут, что его «электропечное хидасуки» вызвало сильный шум и признали метод не сразу. Подробностей режима в доступных источниках нет.

Современная практика мастерской Yamaza-ki выглядит так:

1. Солома. Обычная рисовая солома из садового магазина. Перед обмоткой её вымачивают в воде и разминают.
2. Обмотка. Несколько соломин обматывают вокруг изделия и подвязывают. Цвет появляется только там, где солома плотно прилегает к черепку.
3. Капсула. Изделие ставят в сая. В капсулу удобно подоткнуть солому, она не разлетается по печи, и такую капсулу можно обжигать вместе с обычными изделиями.
4. Обжиг — в обычной электропечи, окислительный. Температуру мастерская не указывает.

Совет из Википедии и учебных материалов колледжа Глендейл вымачивать солому в солёной воде в японских источниках не встречается, а для электропечи он вреден — об этом ниже. В традиционной японской практике, кроме того, солому разминают молотком, чтобы получить размытые насыщенные тона, а пряди разводят, чтобы они не сплавлялись в одно пятно.

Для сравнения: дровяной режим

Традиционный обжиг идёт куда медленнее любой электропечи. Гончар Исэдзаки рассказывал журналу Harima Quarterly, что поднимает печь на газе до 100 °C четыре дня, а потом две недели медленно ведёт до 1250 °C. Портал Kogei Japan приводит график для дровяной печи: с третьего дня подъём примерно на 3–5 °C в час, после 800 °C — 10–15 °C в час, затем медленное остывание с закрытыми проёмами. Такое остывание, судя по лабораторным данным, и даёт гематиту время вырасти.

Режим

Готовой проверенной программы для студийной печи в источниках нет. Опорные цифры даёт наука:

• Пик — 1250 °C в работах Кусано, 1300 °C с выдержкой 3 часа у Ямагути. Это температуры каменной массы.
• Охлаждение — медленное: 1 °C в минуту (60 °C в час) до 800 °C у Кусано, 0,2–0,5 °C в минуту у Ямагути. В опыте 2004 года без медленного охлаждения красного не было вовсе. Управляемое охлаждение — сильная сторона электропечи с контроллером, и здесь оно решает всё.
• Атмосфера — окислительная, с доступом кислорода к соломе.

Разумный подход — серия проб: светлая масса с 2–3 % железа, разное количество соломы, капсула с крышкой, которая закрывает изделие от нагревателей, но не замурована наглухо, и обязательно программное охлаждение до 800 °C.

Чем заменить рисовую солому

Сообщений о хидасуки на другой соломе найти не удалось. По составу золы ближе всего пшеничная солома: в калифорнийском образце из работы Jenkins (1996) в ней 18,4 % K₂O и 10,5 % Na₂O, и зола плавится заметно ниже рисовой — пеллеты полностью сплавились уже при 800–850 °C. Это один образец, и для хидасуки такая солома не проверена. Если будете пробовать, держите в уме данные Кусано: эффект даёт именно калий, а красный цвет требует медленного охлаждения и кислорода.

Безопасность для печи

Здесь главный враг — хлор. Производитель нагревательных сплавов Kanthal пишет прямо: галогены, включая хлор, сильно разрушают все высокотемпературные сплавы уже при сравнительно низких температурах, а соли щелочных металлов в высоких концентрациях вредны для нагревателей. Гарантия L&L может быть аннулирована при обжиге материалов, создающих вредную атмосферу, — в перечне названы галогены, кислоты, соли и восстановительная среда от углеродсодержащих материалов.

• Соль не используйте. Вымачивать солому в рассоле, добавлять хлорид калия, как в лабораторном опыте 1990 года, в бытовой электропечи нельзя.
• Солома тоже содержит хлор. По Jenkins — около 0,74 % от сухой массы, в неотмытой золе по Said — 5,4 %. Сколько его выходит из капсулы, никто не измерял. Поэтому соломы — минимум, и только в капсуле.
• Дым и восстановление. Skutt пишет, что попытки восстановления в электропечи резко сокращают срок службы нагревателей. По опыту керамистов на форуме Ceramic Arts Daily, без полностью закрытой капсулы электропечь, скорее всего, будет испорчена. Ставьте капсулу с плотной крышкой и включайте вытяжку.
• Отвод газов. Компания Orton запатентовала для электропечи закрытую капсулу с трубкой-дымоходом, которая выводит газы из капсулы наружу, мимо нагревателей, — для восстановительных и «содовых» эффектов на конусах 6–8. Патент описывает глазури, а не хидасуки, но принцип полезен: газы из капсулы не должны гулять по камере.

Между требованием «закрыть капсулу» и «дать соломе кислород» есть противоречие, и его решает количество соломы. Логика здесь простая: чем больше соломы в закрытом объёме, тем больше кислорода она съест и тем ближе условия к опыту Кусано в чистом азоте, где след получился чёрным. Проверенных пропорций нет, поэтому идите от малого. Начинайте с нескольких соломин.

О том, какие ещё эффекты дровяной печи можно приблизить в электропечи и где у этого метода пределы, — в соседней статье об имитации дровяного обжига.

Источники: Okayama Kanko — 備前焼 и «備前焼の窯変の種類»; Kogei Japan, Bizen-yaki; Musubi Kiln, Glossary «Hidasuki»; Wikipedia, «Bizen ware»; Glendale Community College, «Bizen Hidasuki Ware in Saggar»; JAANUS, hidasukimon; Shikisaido, «備前焼の緋襷とは？»; Harima Quarterly №127 (2016) — о гончаре Исэдзаки; 神谷雅晴, 須藤定久, «備前焼とその粘土» (地質ニュース 609, 2005); K. Yamaguchi и др., «Phase Composition and Coloration of Hidasuki on Bizen-yaki» (Bull. Okayama Univ. Sci. A 25, 1990); Y. Kusano и др., Chemistry of Materials 16 (2004) 3641–3646; Y. Kusano и др., J. Am. Ceram. Soc. 92 (2009) 1840–1844; Okayama University, пресс-релиз (Jun Takada); Nanowerk News; B.M. Jenkins, R.R. Bakker, J.B. Wei, «On the properties of washed straw» (Biomass & Bioenergy, 1996); N. Said и др. (BioResources, 2014); Yamaza-ki, «緋襷焼成»; Tenpyodo и Kuroda Touen — Kaneshige Sozan; japanesepottery.com; Kanthal, «Resistance heating alloys for electric home appliances»; гарантия L&L; Skutt, «Top 5 Ways to Extend the Life of your Kiln Elements»; форум Ceramic Arts Daily, «Does anyone sagar fire»; D.G. Orton, патент US7766652.