Ijzeroxide als kleurmiddel in keramiek: van oranjebruin tot diep zwart

Stel je voor: je staat in een atelier, de lucht ruikt naar aarde en vuur.

Op de werktafel liggen stapels ongebakken klei, grijs en grauw. Maar dan pak je een potje poeder. Een handjevol roestbruin korreltjes. Je mengt het door de klei en binnen een minuut verandert de grijze massa in een warme, oranjebruine massa.

Dat is de magie van ijzeroxide. Het is misschien wel het oudste en meest betrouwbare kleurmiddel dat de mensheid kent.

Van de eerste potscherven tot de meest moderne design-tegels: zonder dit rode stofje was de keramiekwereld een stuk saaier geweest.

Maar ijzeroxide is meer dan alleen maar roest. Het is een echte kameleon. Afhankelijk van hoe je het verwerkt, kun je er zachte aardetinten mee maken, fel oranje, of zelfs een diep, intens zwart.

In dit artikel duiken we in de wereld van ijzeroxide in de keramiek. Hoe werkt het? En hoe krijg je die diepe zwarte kleur voor elkaar? Laten we beginnen.

Wat is ijzeroxide eigenlijk?

Als je over roest praat, heb je het eigenlijk over ijzeroxide. Het is een chemische verbinding van ijzer en zuurstof.

In de natuur vind je het overal terug, in de bodem, in rotsen en in klei. In de keramiek gebruiken we het als pigment. Je kunt het kopen als fijn poeder, in zakken of potjes.

Bij kleurengroothandels zoals Keramikos of bij pottenbakkerswinkels online vind je diverse soorten.

De meest voorkomende vorm in de keramiek is Fe2O3, oftewel ijzer(III)oxide. Dit is de rode variant. Er is ook FeO, maar dat is minder stabiel onder normale baktemperaturen.

Het leuke aan Fe2O3 is dat het super stabiel is. Het is niet giftig, het is overal te krijgen en het is relatief goedkoop. Maar het echte werk begint pas in de oven.

De kleuren van vuur: van oranje tot rood

Wanneer je een stuk klei met ijzeroxide in de oven zet, gebeurt er iets fascinerends.

De lage temperatuur (rond 800°C - 900°C)

De kleur ontwikkelt zich niet direct, maar is afhankelijk van de temperatuur en de zuurstoftoevoer. Als je biscuitbakt (de eerste keer bakken) op een lage temperatuur, blijft de kleur vaak nog wat oranjebruin. Het ijzeroxide is dan nog niet volledig omgesmolten.

De hoge temperatuur (rond 1100°C - 1280°C)

Dit geeft die typische warme, aardse tint die je vaak ziet bij terracotta. Dit is een prachtige kleur voor siertegels of decoratieve schalen.

Als je de temperatuur opvoert, verandert de kleur. Rond de 1100°C begint het ijzeroxide te reageren met de andere mineralen in de klei.

De kleur wordt dieper en roder. In een oxidatie-oven (met zuurstof) blijft het rood helder. Denk aan de klassieke rode majolica potten of de bekende "Engelse rode baksteen". Wil je variëren met koperoxide effecten op keramiek, dan is het soms nodig om een beetje extra ijzeroxide toe te voegen.

Terwijl een gemiddelde klei ongeveer 5% tot 7% ijzer bevat, kun je met een toevoeging van 10% tot 15% pigment een intensere kleur krijgen. Maar pas op: te veel kan de structuur van de klei zwak maken.

De magie van zwart: hoe krijg je die diepe tint?

Dit is waar het interessant wordt. Pure ijzeroxide geeft rood, niet zwart.

Dus hoe kom je aan die diepzwarte keramiek? Het antwoord ligt in de chemie en de oven. Om zwart te krijgen, moet het ijzeroxide worden gereduceerd. Dit betekent dat je de zuurstof in de oven weg haalt.

Dit doe je door de oven in een ‘reductie-fase’ te laten branden. In de praktijk betekent dit dat je de brander harder zet en de toevoer van verse lucht beperkt.

De vlammen worden zuurstofarm en gaan op zoek naar zuurstof in de klei zelf.

Ze onttrekken zuurstof aan het ijzeroxide (Fe2O3), waardoor het verandert in magnetiet (Fe3O4). Magnetiet is zwart. En niet zomaar een beetje grijs, maar een diep, intens zwart dat het licht bijna opzuigt. Om dit effect te bereiken, heb je twee dingen nodig: Veel pottenbakkers gebruiken speciale "zwart brandende" kleisoorten.

1. Een oven die geschikt is voor gasreductie (meestal een gasoven met een goede afsluiting).
2. Een voldoende hoeveelheid ijzer in de klei of het glazuur.

Dit zijn kleien die van nature al rijk zijn aan ijzer (soms wel 8% tot 12%). Wanneer deze in reductie worden gebakken, ontstaat er een egaal zwart oppervlak zonder dat je extra pigment hoeft toe te voegen.

Hoewel ijzeroxide de hoofdrol speelt, wordt zwart vaak versterkt door andere metalen. Een mix van ijzeroxide en mangaanoxide geeft vaak een donkerdere, bruin-zwarte tint. En hoe zit het met het iconische kobaltblauw?

De rol van mangaan en kobalt

Dat geeft blauw, maar in combinatie met ijzer in reductie kan het helpen om de kleur nog dieper te maken.

Maar als je pure, diepe zwart wilt, is ijzer de basis.

Praktische tips voor het werken met ijzeroxide

Wil je zelf aan de slag? Hier zijn een paar dingen die je moet weten.

Veiligheid eerst

Ijzeroxide poeder is fijn en stoffig. Het is niet giftig, maar je wilt het niet inademen. Draag altijd een stofmasker (FFP2 of FFP3) als je droge poeders mengt.

En doe handschoenen aan, tenzij je vies worden niet erg vindt (je handen worden er rood van, net als bij modder).

Integreer in klei of als glazuur?

Als je het poeder mengt met water, zorg dan dat het niet opdrogt voordat je het verwerkt. Uitgedroogd poeder kan weer opwaaien. Je kunt ijzeroxide op twee manieren gebruiken:

• In de klei: Je mengt het poeder door je kleimengsel. Dit geeft een egale kleur door de hele wand. Dit werkt het best bij hogere temperaturen (boven de 1100°C). Bij lagere temperaturen blijft de kleur vaak wat vlekkerig tenzij je het zeer fijn maakt.
• In het glazuur: Je voegt het toe aan je glazuurmix. Dit geeft een laagje kleur bovenop de klei. Bij reductie branden geeft een glazuur met ijzeroxide vaak een prachtig diepzwart glanzend oppervlak, soms met een lichte metaalglans (bekend als 'tenmoku' of 'ijzerloodglazuur').

De juiste dosering

Voor een lichte oranjebruine tint in klei voeg je ongeveer 3% tot 5% ijzeroxide toe (afhankelijk van de basisklei). Voor een volledig rode klei zit je rond de 7%. Voor zwart in reductie heb je vaak genoeg aan de natuurlijke ijzergehaltes van 8% tot 10%, maar sommige recepten voegen extra pigment toe tot 15% om zeker te zijn van een diepe dekking.

De invloed van de oven

Het maakt niet uit hoeveel ijzeroxide je gebruikt; zonder de juiste ovenbehandeling blijft het bij een roestbruine kleur. Als je elektrisch bakt, is het bijna onmogelijk om echt zwart te krijgen met alleen ijzeroxide.

Elektrische ovens branden in een oxidatie-atmosfeer. Je kunt wel donkerbruin tot paarszwart krijgen door heel veel ijzer toe te voegen, maar het echte diepe, glanzende zwart vereist gas en reductie.

Een tip voor beginners: begin met een simpele klei en voeg 5% ijzeroxide toe. Bak deze op 1050°C in oxidatie. Je zult zien dat je een mooie warme baksteenrode kleur krijgt. Vanuit daar kun je experimenteren met reductie en hogere temperaturen.

Waarom kiezen voor ijzeroxide?

In een tijd waarin synthetische pigmenten overal zijn, blijft ijzeroxide een favoriet. Het is duurzaam, natuurlijk en zeer betrouwbaar.

Het vervaagt niet onder UV-licht en het is chemisch stabiel. Bovendien is het goedkoop.

Een kilo ijzeroxide kost vaak maar een paar euro, terwijl je er tientallen kilo's klei mee kunt kleuren. Of je nu een beginnende pottenbakker bent die een simpele theebeker wil maken, of een professional die op zoek is naar de perfecte diepzwarte vaas: ijzeroxide is het antwoord. Het is een basispigment dat nooit verveelt. Dus de volgende keer dat je een rode bakstenen muur ziet of een diepzwarte keramische schaal, weet je dat de natuur zelf de kleur heeft gemaakt, met een beetje hulp van vuur.