云南建水紫陶泥料配比與工藝性質對比研究

毛顯麗，易中周，翟鳳瑞，徐榮洪

(紅河學院，云南蒙自 661199)

一 引言

云南建水紫陶是采用建水境內特有的五種泥土，按一定比例配兌成泥料來制作的。建水陶土均屬于天然礦物，因不同礦層的成礦條件不同，礦藏地泥料成分也有略微差異，而泥料成分的差異也直接影響制陶工藝和陶器品質。早期建水紫陶泥料配制全憑經驗且密不外傳，由于建水制陶企業規模都較小，缺乏分析測試設備及獨立的實驗室，且紅河州無掌握系統測試技能的技師，無法對原料進行深入研究，從而較難解決建水紫陶的造型局限、粘接易裂、燒成后氣泡多等問題。本文從建水紫陶陶土化學成分分析、燒成內在原因等切入，探討泥料成分配比與制陶工藝、紫陶品質直接的關系。

二 實驗

（一）實驗原料

1.原料化學成分分析

紫陶泥料的化學成分直接影響陶坯的成型、干燥、燒結、呈色等工藝過程和工藝特點，以及成品的工藝性質和應用領域。紫陶的五種原料均產于建水本土，土質細膩柔軟屬軟質粘土品質相對穩定、存儲量豐富，五種陶土原料的成分見表1所示，從表1可以看出不同的陶土成分都是SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、TiO2、FeO、Na2O，只是每種成分沒有相對確切的數據。

表1 原料主要化學組分含量（%）

2.泥料制備

建水紫陶陶土一般采集地表以下，原料放室內自然風干，為保證原料保持最佳狀態，采回來的陶土不能迎風、雨淋、風化，以免礦物質流失及摻加雜質。待陶土徹底晾干后，將陶土敲碎，再制成粉狀。按制陶要求的配比將相應的五種陶土原料放置缸內浸泡、攪拌成漿，用200-300目網篩過濾、攪拌、浸泡，如此反復4-5次，泥漿已成最細膩狀態，最后沉淀，除去上面一層水分，把剩下泥漿倒入裝有棉布的石膏缸里，除水晾曬，即可成最初的紫陶泥料。

泥料制成后，需在煉泥機里反復攪壓，擠壓空氣壓縮泥料的密度，使泥料含水分均勻。這樣煉好的泥就可以密封存放了，目的是陳腐泥料，進一步使泥分解發酵，除去暴性。故新泥與陳泥手感不一樣，陳泥更為細膩溫潤有黏性。同時對于泥料的儲存空間也有嚴格的要求，需儲存倉庫密封，倉庫下層有水，上有木地板相隔，泥料存放在木板上，保持整個空間的濕度，使泥持續分解發酵，陳腐時間不少于3個月。

（二）實驗方法

1.樣品制作

根據建水紫陶傳統制泥工藝，將紅土、青土、黃泥漿土、白泥漿土、紫土粉五種泥料按以下比例配比：泥料配比1時，其中：紅土占45%、青土占25%、黃泥漿土占20%、白泥漿土占10%、紫土粉不超5%；泥料配比2時，其中紅土占30%、青土占%25、黃泥漿土25%、白泥漿土15%、紫土粉不超5%；泥料配比3時，其中青土占40%、白泥漿土30%、含硅土（硅砂）20%、再加熟料（陶粉）10%的比例進行坯料配制，采用濕法成型，將其制成長度100mm、寬度50mm、厚度10mm的長方形坯片，每一組配比制作2個坯片樣品。

2.樣品干燥

將制作好的坯片樣品放在室溫環境下陰干，時間7天，室內溫度18～26℃，坯片樣品基本干燥。3.燒成實驗

將完全晾干的坯片放置于電窯中燒結，燒成氣氛為氧化氣氛，燒結溫度1150℃，燒窯程序為烘烤、升溫、高溫燒制、自然降溫等四個階段，達到最高溫1150℃后保溫30min，切斷電源，在封閉狀態下自然降溫24小時，燒結完成。待溫度降至100℃—150℃時，可出窯取出樣品。具體燒結制度曲線如圖1所示。

圖1 燒結制度曲線

三 結果分析和討論

（一）不同原料配比的泥料工藝性能

根據建水紫陶原料的化學成分，分為三種泥料配比：泥料配比1時，其中：紅土占45%、青土占25%、黃泥漿土占20%、白泥漿土占10%、紫土粉不超5%；泥料配比2時，其紅土占30%、青土占%25、黃泥漿土25%、白泥漿土15%、紫土粉不超5%；泥料配比3時，其青土占40%、白泥漿土30%、含硅土（硅砂）20%，再加熟料（陶粉）10%。

1.泥料的可塑性與工藝性

不同配比的泥料所含化學元素及比例也不同，對泥料加工工藝和燒成質量有實質性的影響。在建水紫陶原料中，紅土含較高的Fe2O3，是建水紫陶窯變顯色的本質因素。白泥漿土含量相對高一點的Al2O3，能夠為泥料提高可塑性，有助于成型工藝加工。通過實驗表明，對三種不同配兌比例的泥料進行加工制作：

（1）三種泥料拉坯成型后，泥料配比1適宜做中小件產品；泥料配比2的白泥漿土和青土的比例提高，含較高的Al2O3，骨架作用較好，可以制作大件的紫陶產品；泥料配比3以青土和白泥漿土為主，加以硅土和熟料，鋁、硅的增加易于成型且降低收縮，適宜做底部面積較大特殊器型。

（2）三種泥料制成的陶坯體的細膩度、刻填的流暢度和貼合度無明顯區別。

（3）在1120 ℃～1180 ℃同種氣氛（還原焰、氧化焰或中性焰）下燒制效果的影響。泥料配比1含鐵高，降低了燒成溫度，在1150 ℃～1160 ℃間，呈色羊肝色或黑色；泥料配比2含鋁較高，燒結溫度較高，最高可達1200 ℃以上；泥料配方3含鋁含硅高，但由于是燒制特殊產品，故燒成溫度在正常范圍。

2.干燥收縮率和燒成收縮

一般來說，建水紫陶產品以拉坯成型的圓型器為主，器型呈曲線圓滑的過渡，在水分蒸發泥坯干燥時，收縮率較小，不同泥料配比的坯體干燥收縮差距不明顯。

關于燒成收縮，采用濕法形成工藝制作成紫陶坯片，分析三種原料的不同配比對建水紫陶坯片燒結性能的影響。結果表明，隨著紅土比例的增加，青土比例的減少，燒結的建水紫陶坯片的燒失率、吸水率依次減小，而收縮率增大。在五種原料的基礎上添加熟土、瓷粉和硅砂組成混合泥料后，燒結的建水紫陶坯片的收縮率更小，不易變形。泥料配比1含鐵高，降低了燒成溫度，燒成溫度在1150 ℃～1160 ℃間，燒成收縮率大，15%～20%；泥料配方2含鐵較高，燒成收縮率較大，為10%～15%，泥料配比3含鋁高，降低了燒成收縮鋁，燒成收縮率8%～10%。在建水紫陶中常用收縮率為線收縮，主要看器型的外在大小。

表3 不同配比坯料的收縮率

表4 不同配比坯料的常用收縮率（線）

（二）不同泥料配比下的建水紫陶產品的穩定性

表5為建水紫陶產品參數檢測結果。由表5可以看出，建水紫陶產品的型號和用途有著不同的泥料配方，通過用三種配方制作燒成大型號、中小型號和特種型號的紫陶產品進行吸水率、抗熱震性及鉛、鎘溶出量的檢測，結果表明：

（1）吸水率都小于等于5.0%。其中小型泥料配比紫陶產品的吸水率最小且都在0.08%以下，特種泥料配比的吸水率最小，大型泥料配比的紫陶產品的吸水率相對高，但不超過1%；

（2）抗熱震性。小型產品在180 ℃～0 ℃水中熱交換一次不裂，中、大、特型產品在160 ℃～20 ℃水中熱交換一次不裂。

（3）Pb和Cd溶出量均未檢出，故Pb≤0.5（mg/kg），Cd≤0.5（mg/kg）。

從化學元素溶出量的角度，說明建水陶土燒制的建水紫陶產品對人體健康是安全的。

表5 建水紫陶產品參數檢測結果

四 結論

一是建水紫陶原料的紅土占45%、青土占25%、黃泥漿土占20%、白泥漿土占10%、紫土粉不超5%，適宜燒制中小件炻器，燒成溫度1150 ℃～1160 ℃，燒成收縮率15%-20%；吸水率小于0.1%；二是建水紫陶原料的紅土占30%、青土占%25、黃泥漿土25%、白泥漿土15%、紫土粉不超5%，適宜燒制大件炻器，燒成收縮率15%～10%，吸水率在1.0%至0.1%之間；三是建水紫陶原料的青土占40%、白泥漿土30%、含硅土（硅砂）30%，再加熟料（陶粉）10%，適宜燒制特殊器物，如大盤子、異形產品等，燒結溫度高，該配比降低收縮，燒成收縮率8%～10%，容易成型且不易變形。

綜觀所述，根據不同的產品要求，可以通過調整陶土原料的比例以達到最佳的性能。目前對云南建水紫陶泥料的研究正處于發展階段，而建水紫陶泥料化學成分與其特有的制作工藝有必然聯系。圍繞泥料不同配兌比例的化學成分、物相組成，對制坯、刻填、燒成等工藝性能影響的研究，無論是在廣度還是深度上都相當有限。由于建水紫陶陶土分布面積較廣，不同地點采集的陶土化學成分也有一定的差異，而不同比例配兌后用現代分析測試方法進行系統分析甚少。因此，需要對建水紫陶泥料成分及燒結樣品內部結構等進行更深入更系統的研究，從中篩選出更為詳盡的合適制作不同規格與不同用途的泥料，通過調整五種陶土原料的配兌比例優化組合，以達到最佳的紫陶產品性能。