高溫鐵紅釉的研制

王超 劉懷國 徐浩

（無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院陶瓷工藝系，宜興214206）

0 前言

鐵紅釉是以氧化鐵為著色劑，有的為鐵紅、棕紅單色釉面，也有的在棕黃、棕黑色釉面上分布著鮮艷的紅色花斑，并點綴有金黃色顆?；蚬馊Γ且环N十分獨特且多變、多層次的藝術(shù)釉。這是由于Fe3+親氧性強，且容易聚集在孤立相中，因此過量Fe2O3的富集造成過飽和而析出紅色晶體。鐵紅釉在藝術(shù)陶瓷中應(yīng)用廣泛，且不斷延伸到陶瓷花盆、琉璃瓦、日用陶瓷等領(lǐng)域，前景廣闊。

1 實驗

1.1 原料

實驗原料主要以三氧化二鐵為著色劑，礦物原料包括：蘇州土、石英、鈉長石、方解石、牛骨灰、燒滑石，其主要化學(xué)組成見表1。

1.2 實驗過程

采用L8(4×24)正交試驗研究釉料配方組成對鐵紅釉釉面效果的影響。L8(4×24)正交試驗中，“4”即指四水平的石英加入量，而“24”指的是二水平的長石、滑石、牛骨灰、方解石加入量。此外，氧化鐵的加入量固定為12份，蘇州土加入量固定為5份，正交試驗設(shè)計見表2所示。

釉料配制時，按照料、球、水質(zhì)量比為1：2：0.75配制，經(jīng)KM快速球磨機研磨8min過篩。試片泥料為高白瓷泥，尺寸Φ25mm×8 mm，經(jīng)小型手動液壓機壓制成型，經(jīng)900℃素?zé)Ｊ┯苑绞讲捎媒?，上釉試片干燥后，置于SX2系列箱式電阻爐中燒成。

表2 正交試驗設(shè)計（單位：份）

2 結(jié)果與討論

2.1 正交試驗結(jié)果分析

正交試驗試樣釉面效果如表3所示。3號和6號釉面在一定溫度下能出現(xiàn)鮮艷的紅色，其中6號試樣紅色更深，光澤度更好。2號和7號釉面呈現(xiàn)紅斑與棕色底釉相互混合的效果，其中2號樣斑點小，但在邊緣釉堆積處相對較多且顏色紅，7號樣呈現(xiàn)出大塊紅斑，并在釉面上層。其它試樣均為棕黑或棕色，9號試樣經(jīng)1290℃高溫?zé)坪?，表現(xiàn)出淡酒紅色。

表3 正交試驗試樣釉面效果

對比表2可以看出，牛骨灰對鐵紅分相釉紅色釉面效果的產(chǎn)生起到了非常關(guān)鍵的作用。在8組實驗中，出現(xiàn)紅色釉面效果的2、3、6、7號試樣，其牛骨灰加入量均為15份，Si/P摩爾比分別為 19.97、16.00、19.20、19.79，其中 3 號和 6 號樣 Si/P摩爾比最小，而其余1、4、5、8號試樣的Si/P摩爾比均較大，分別為 45.72、62.19、57.10、59.88。 牛骨灰中 P、Ca 的增加有效地促進(jìn)了鐵紅釉的分相，使得Fe2O3能夠聚集在富磷硅酸鹽玻璃中，而形成所謂的“大紅花”。

但我們也發(fā)現(xiàn)，2號和7號樣的Si/P摩爾比也較低，但卻未有連續(xù)紅花的出現(xiàn)，這可能是由于配方中MgO的加入量較多所致。MgO可以促進(jìn)鎂鐵尖晶石的生長，呈現(xiàn)棕褐色釉面。八組實驗中，2號和7號試樣的Si/Mg摩爾比分別為5.92和5.87，較3號樣的9.49、6號樣的11.39均差異較大。因此猜測，過多的滑石加入量（本實驗大于18%）有使紅斑減少、棕色釉面增加的趨勢。

此外，8組實驗均未出現(xiàn)理想的棕底大紅圓斑釉面效果，估計這和配方中Si/Al摩爾比以及堿金屬氧化物的含量有關(guān)。配方中計算得出的Si/Al摩爾比在3～5范圍內(nèi)。從文獻(xiàn)資料記載分相花釉的硅鋁摩爾比可能在10以上才能達(dá)到預(yù)期效果。因此，長石及蘇州土的過量均會造成鐵紅分相花釉的釉面無法達(dá)到預(yù)期效果。

2.2 燒成制度對釉面效果的影響

正交實驗的試樣分別經(jīng)1230℃、1260℃、1290℃三種溫度下進(jìn)行燒制。不同制度下，試片釉面效果變化趨勢基本相似。從表3可以看出，隨著燒成溫度的提高，3號和6號試樣的紅色效果越發(fā)明顯，呈現(xiàn)出艷紅效果。而當(dāng)燒成溫度低于1260℃時，出現(xiàn)鐵紅釉面效果的概率降低，這主要是因為釉的分相主要受其高溫熔融粘度的影響，粘度大，分相受到抑制。此外，大量牛骨灰、滑石、長石的加入進(jìn)一步增加了釉熔體粘度，表面張力過大，只有進(jìn)一步提高溫度才能促進(jìn)分相的進(jìn)行。

此外，研究了1000℃～1290℃的升溫速率對釉面效果的影響。分別選用了1℃/min、2℃/min、3℃/min的升溫速率觀察其釉面效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，升溫速率對釉面效果的影響不大，三組實驗的釉面無明顯的差異。

3 結(jié)論

（1）Si/P、Si/Mg摩爾比對鐵紅釉紅花的產(chǎn)生起到?jīng)Q定性作用。實驗中，當(dāng)Si/P摩爾比小于20，均可出現(xiàn)紅花效果。MgO雖然可以促進(jìn)分相，但隨著Si/Mg摩爾比的降低，紅花減少，釉面出現(xiàn)棕紅相間效果。

（2）隨著燒成溫度從1230℃提高到1290℃，鐵紅釉釉面“紅花”效果不斷增強。但升溫過程中，在1000℃以上1℃/min、2℃/min、3℃/min的升溫速率對其釉面效果無顯著影響。

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