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外加滑石對龍泉窯梅子青釉性狀影響之研究

2023-09-30 01:01劉干平,談梅英,李劉旒,劉小文
佛山陶瓷 2023年9期
關鍵詞:結晶性狀性能

劉干平,談梅英,李劉旒,劉小文

摘 要:? 以龍泉窯梅子青釉為基礎,逐步外加滑石配制7種釉,施于龍泉窯鐵胎上,針對釉的分相特性和結晶特性分別采用不同燒成制度進行實驗,以觀察釉的成熟度、?;潭?、平滑度、光澤度、透明度、氣泡、裂紋、呈色、晶體分布等性狀變化情況并結合相圖,推論出外加滑石對釉的始熔溫度、成熟溫度、高溫粘度、表面張力、熱膨脹系數、光學、分相和結晶等性能的影響規律。

關鍵詞:梅子青釉;外加滑石;性能;性狀;分相;結晶

1 前 言

龍泉窯以燒制青瓷而聞名,始于五代,盛于南宋。龍泉青瓷傳統上分為哥窯和弟窯,哥窯胎色灰黑、釉面開片、端莊典雅,古時“紫口鐵足”、“金絲鐵線”是對其最恰當的形容;弟窯胎白釉青、釉色晶瑩、溫潤如玉,南宋的粉青、梅子青達到了青瓷釉色的巔峰。

以梅子青釉為基礎,不斷外加滑石,得到一系列釉。從滑石的分子式3MgO·4SiO2·H2O可以看出,增加滑石,一方面相當于增加堿土金屬氧化物MgO的含量,使得釉的組成逐漸接近于透輝石析晶區,堿土金屬氧化物在釉中呈過飽和狀態,從而析出晶體,變為無光釉;另一方面相當于增加釉中SiO2含量,釉的組成逐漸接近于二液區,產生分相作用,形成乳濁釉。

2 實驗

2.1 實驗設計

龍泉梅子青釉的釉料配方為:西源瓷土45%、黃壇瓷土20%、獅子籠紫金土3%、石灰石22%、石英10%[1]。該釉配方原料取自龍泉本地瓷土,適用性廣、穩定性好、燒成溫度范圍寬。

本次所實驗之釉料以龍泉窯梅子青釉為基礎,分別外加5%、10%、15%、20%、25%、30%的滑石,包括梅子青釉共配制7種釉,各原料的化學組成見表1、各釉料的原料配方見表2、各釉料的化學組成見表3。

2.2制備工藝

2.2.1胎體的制備流程

坯料→淘洗→過100目篩→干燥成泥→成型→素燒。

本實驗施釉胎體分別選用龍泉鐵胎,有利于表現釉的呈色和開片情況。

2.2.2釉料的制備流程

釉用原料→濕法球磨→過100目篩→釉漿

2.2.3施釉

首先采用浸釉法上底釉,然后在底釉的基礎上進行噴釉,確保釉層厚度達到1-1.5mm。施釉完成后,刮洗干凈素坯的底足。

2.2.4燒成

為觀察釉的分相效果和結晶效果,采用兩種燒成制度進行燒制,形成分相和結晶兩大系列制品。

(1)分相系列制品燒成制度:氧化和還原氣氛轉換溫度為1020℃,至實驗最高燒成溫度1290℃,快速降溫至常溫。圖1為燒成曲線圖。

(2)結晶系列制品燒成制度:氧化和還原氣氛轉換溫度為1020℃,至實驗最高燒成溫度為1270℃,快速降溫至1050℃,再慢速升溫至1200℃,最終快速降溫至常溫。圖2為燒成曲線圖。

3 結果和討論

3.1燒成試驗結果

隨著外加滑石比例的增大,釉料成熟度、?;潭?、釉面平滑度、光澤度、透明度,釉層氣泡數量和大小、針眼和凹陷、裂紋,釉的呈色、分相和結晶大致呈現循序漸進的變化。其變化規律和變化程度詳見表4。

3.2 釉的性能和性狀

釉可以近似地看作是原子或離子的聚集體。當然它們不是任意毫無規律地集合在一起,而是在結構化學等規律制約地前提下根據離子電價和大小等特性,以一定方式組織起來的,這就是結構。當外來因素如熱、電、光、機械力和化學介質等作用于釉時,釉就會起一定反應,這種反應就是釉的性能,包括但不限于釉的始熔溫度、高溫粘度、表面張力、機械強度和硬度、熱穩定性、化學穩定性、光學性質及析晶性能;而釉在陶瓷制品上能用肉眼觀察到的宏觀表現,則稱之為釉的性狀,包括成熟度、?;潭?、平滑度、光澤度、透明度、氣泡數量與大小、釉呈色、裂紋、分相和析晶等[2]。

3.3對釉分相和結晶的影響

縱觀MgO-Al2O3-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2三元相圖,以梅子青釉為基礎,不斷外加滑石,由于滑石的組成為3MgO·4SiO2·H2O,增加滑石,一方面相當于增加堿土金屬氧化物MgO,釉的組成逐漸接近于透輝石析晶區,堿土金屬氧化物在釉中呈過飽和狀態,從而析出晶體,變為無光釉,形成結晶系列釉,采用在晶核形成和晶體長大的范圍內長時間保溫的方法燒成;增加滑石,另一方相當于增加釉中SiO2含量,釉的組成逐漸接近于二液區,產生分相作用,形成乳濁釉,此為分相系列釉,采用高溫燒成 [3]。

從實驗結果可以看出,對于結晶系列釉,隨著釉中滑石含量的增加,釉逐漸從光澤透明釉變為亞光半透明釉最后變為無光失透釉,當增加滑石含量0%、5%時,釉中硅灰石或透輝石飽和度較低,不能析出從釉中析出,釉仍呈光澤透明狀;當滑石增量達10%時,釉中硅灰石或透輝石飽和度得以提高,出現局部析晶,釉呈亞光半透明狀;當石灰石含量為15%、20%、25%、30%時,釉的組成點接近于透輝石化合物點,致使透輝石在釉中呈過飽和狀態,在熔體結晶區間的保溫過程中不斷析出,使釉呈無光失透狀態。而對于分相系列釉,隨著釉中滑石含量的增加,釉逐漸從光澤透明釉變為半乳濁半透明釉最后變為乳濁失透釉。

3.4對始熔溫度的影響

綜合MgO-Al2O3-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2三元相圖,在梅子青釉基礎上外加滑石,組成點在MgO-Al2O3-SiO2三元相圖上沿梅子青釉與3MgO·4SiO2連線變化,或者在CaO-Al2O3-SiO2三元相圖上沿梅子青釉與3CaO·4SiO2連線變化,釉的組成之連線與等溫線基本平行,因此,釉的始熔溫度基本相同,變化較小[4]。

3.5對釉高溫粘度的影響

增加滑石對釉高溫粘度的影響較為復雜,從燒成試驗結果表可以看出,當釉未出現結晶的情況下,即分相系列釉,隨著滑石含量的逐漸增大,釉的高溫粘度是降低的,釉的成熟度,?;潭?,釉的平滑度、光澤度、透明度逐漸變好,甚至出現輕微流釉和嚴重流釉現象,說明釉的高溫粘度變??;但是在釉出現結晶的情況下,即結晶系列釉,隨著滑石含量的逐漸增大,釉中透輝石微細晶體逐漸增多,使得釉熔體粘度反而增大。

由熔體理論通過計算可知,梅子青釉的O/Si比為2.57,而滑石3MgO·4SiO2的O/Si比為2.75,增加滑石含量,熔體總的O/Si比值增大,因此對于分相系列釉,釉的高溫粘度隨滑石含量增加而降低;但對于結晶系列釉,增大滑石3MgO·4SiO2含量時,雖然釉熔體O/Si比值增大,但釉層由于析出透輝石微晶,一方面晶體使得釉熔體的粘度增大,另一方面,由于透輝石CaO·MgO·2SiO2的氧硅比為3,透輝石的析出,使得釉熔體玻璃相熔體O/Si比值降低,從而引起釉熔體粘度的增大,而且,晶體析出越多,釉熔體粘度增加的幅度越大。

3.6對釉表面張力的影響

熔體的表面張力隨堿土金屬離子半徑的增大而減小,而堿土金屬中Mg2+離子的半徑最小,因此由其組成的氧化物增大熔體的表面張力,即外加滑石增大釉熔體的表面張力,表現在釉的外觀和性狀上,可使氣體逸出的開口氣孔封閉,從而減少氣泡、桔釉、針眼、凹陷等現象,而且提高釉的平滑度。

從實驗結果可以看出,無論分相系列釉還是結晶系列釉,隨著外加滑石不斷增加,釉的平滑度逐漸提高,而且氣泡、針眼缺陷亦逐漸減少。

3.7對釉膨脹系數的影響

從燒成試驗結果表可以看出,隨著外加滑石含量的逐漸增大,燒成制品釉的裂紋基本上按網格狀大片裂紋-網格狀小片裂紋-網格狀細碎裂紋-零星裂紋-無裂紋的規律變化,說明釉的熱膨脹系數隨滑石含量增加而逐漸減小。

根據索特和文凱爾曼的資料計算可得梅子青釉的熱膨脹系數為0.74×10-7/℃,而滑石組成中的MgO和SiO2熱膨脹系數均小于0.1×10-7/℃,因此,按加和法計算,增加滑石即減小釉的熱膨脹系數,使釉的裂紋程度減輕,從而提高坯釉適應性[4]。

3.8對釉呈色影響

實驗結果表明,外加滑石對兩個系列釉的呈色各不相同。

對于分相系列釉,隨著滑石含量的增加,釉的色調從青色,逐漸變為青中帶藍色,最后變為藍色。其因在于滑石的加入,釉熔體中形成二液相,其中一相以小液滴形式均勻分散在另一相中,小液滴的尺寸與可見光的波長一致,由于分相液滴與基質玻璃相的化學組成和折射率不同,當光線照射到這些尺寸與可見光的波長比較接近的分相液滴的界面時,會引起光的散射,從而在釉中產生藍色乳光。再加上釉中Fe2+的作用,導致釉層呈現天青、天藍色調??梢?,外加滑石形成的分相系列釉之呈色是化學成分和顯微結構共同作用的結果,也是對可見光散射和吸收共同作用的結果[5]。

而對于結晶系列釉,隨著滑石含量的增加,釉的色調由青色逐漸變為青白色最后變為白色,即鎂質無光釉對顏色釉適應性較差,其原因在于無論玻璃相中,還是結晶相透輝石晶體中,Mg2+的離子半徑與配位數均與釉層中的Fe2+離子接近,因此可以固溶部分Fe2+離子,致使釉層中二價鐵離子減少,釉的顏色變淺。釉中滑石含量越多,釉的色調越顯淺淡,白度越高。

4結論

(1)梅子青釉不斷外加滑石,一方面相當于增加堿土金屬氧化物MgO,釉的組成逐漸接近于透輝石析晶區,堿土金屬氧化物在釉中呈過飽和狀態,從而析出晶體,變為無光釉,形成結晶系列釉;另一方面相當于增加釉中SiO2含量,釉的組成逐漸接近于二液區,產生分相作用,形成乳濁釉,此為分相系列釉。

(2)外加滑石,對釉的始熔溫度影響不是很大;但對釉的高溫粘度、表面張力、熱膨脹系數、釉的呈色均產生較大影響。

參考文獻

[1] 周仁,郭演義,萬慕義.龍泉青瓷原料的研究[M].杭州.浙江省輕工業廳.1962:4-6.

[2] 趙彥釗,殷海榮.玻璃工藝學[M].北京:化學工業出版社.2006.

[3] 劉玉琴.硅酸鹽陶瓷相圖[M].北京:化學工業出版社。2011.

[4] 馬鐵成.陶瓷工藝學(第二版) [M].北京:中國輕工業出版社,2011.

[5] 侯佳鈺,Trinitat Pradell,苗建民. 氧化鐵及分相結構對鈞窯藍色系釉的呈色作用[J]. 文物保護與考古科學, 2015, 27 (2): .

Study on the Effect of Talc on the Green Glaze Traits of Plum in Longquan Kiln

LIU Gan-ping, TAN Mei-ying, LI Liu-liu, LIU Xiao-wen

( Longquan Dingqing Celadon Fang, Longquan ,323700 ,Zhejiang,China)

Abstract: Based on the green glaze of Longquan kiln plum seed, 7 kinds of glaze were gradually prepared with talc, which were applied to the iron tire of Longquan kiln, and different firing systems were used to observe the maturity, vitrification, smoothness, gloss, transparency, bubbles, cracks, color, crystal distribution and other properties of the glaze, and combined with the phase diagram, the influence of talc on the initial melting temperature, maturity temperature, high temperature viscosity, surface tension, thermal expansion coefficient, optics, phase separation and crystallization of the glaze was deduced.

Keywords:? Plum green glaze; plus talc; properties;properties;phase separation; crystallization

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