中溫快燒仿玉石青釉的試制

吳艷芳　葉曉平　梅紅玲　張敏華

摘 要：本文以CuO為著色劑，通過正交實驗法優化超白基礎釉及色釉配方，利用干粉布料成型及施釉工藝，在1200 ℃氧化氣氛下燒成，得到呈色自然、質感脂膩、釉面平整且具有較好藝術效果的的仿玉石釉樣品。

關鍵詞：中溫；快燒；仿玉石釉；氧化氣氛；干粉布料

1 引言

玉石是與火山-熱液活動有關的化學沉積產物，廣義上所涉及的玉[1]不僅包括和田玉、翡翠，還包括玉髓、岫巖玉、南陽玉、水晶、瑪瑙、琥珀、珊瑚、綠松石及青金石等其它傳統玉石。現代礦物學將玉分為硬玉與軟玉兩大類，硬玉即翡翠，顏色有白、紫、綠等，綠色為最佳；而軟玉主要有白玉、青白玉、黃玉、紫玉、墨玉、碧玉、青玉和紅玉等[2]。其中，純色或色如機油為佳品，多數美玉夾雜兩種以上的色澤。

自古以來，玉器都有非常高的審美價值，也有著非常強的裝飾效果。現今，人們對玉石的要求日益增高，尤其是在首飾裝飾上，玉石的鑲嵌提高了首飾的經濟價值及裝飾效果。但是，玉石屬不可再生資源，高品質玉石價格昂貴，使普通民眾望而卻步。目前，市場上普通的仿玉石裝飾材料多屬有機材料，不僅仿真度低，在空氣中還易被氧化，且耐酸堿腐蝕性差。而陶瓷材料在高溫燒成后具有穩定的物理化學性能，因此，利用無機非金屬材料開展仿玉石釉的研制具有廣闊的市場前景。

2 實驗內容

本文通過查找相關的文獻資料[3，4]，擬定了實驗方案。

2.1 實驗原料

本實驗選用常見的陶瓷原料，進行仿玉石青釉的試制，所用原料化學組成如表1所示。

2.2 實驗過程

（1）原料處理：實驗所需的滑石進行預煅燒處理。

（2）坯料配方：實驗選擇課題組自主研發的中溫陶瓷坯料配方，該配方于1200～1220 ℃中溫氧化氣氛燒成后，吸水率<0.5%。

（3）實驗參數：

1）坯料球磨參數：料：球：水=1：1：0.85；

2）釉料球磨參數：料：球：水=1：1.5：0.7；

3）快速球磨機球磨時間：20 min；

4）坯、釉料細度：120目篩；

5）坯、釉料烘干溫度：恒溫200 ℃；

6）燒成升溫曲線：如圖1所示；

7）燒成時間：6～7 h。

（4）實驗設備：實驗所用的儀器設備如表2所示。

2.3 探索性實驗

自然界中普通的綠色系玉石表面通常含有少量乳白色雜質（即瑕疵），為使仿玉石釉釉面效果更逼真，本實驗試制的釉料分為超白基礎釉料與色釉料。通過查閱相關文獻資料，選定三組配方進行探索性實驗[5-7]，如表3所示。

將三組配方的試樣置于相同的燒成曲線下燒成，根據實驗外觀效果選定FY-2進行正交實驗。

2.4 正交實驗

據探索性實驗結果及釉料組成分析，在中溫快燒環境下影響釉面效果的主要因素為鉀長石、硼酸鈣、滑石與骨灰的用量，本實驗通過調整以上四種原料的用量以優化釉料配方。正交實驗設計[8]如表4及表5所示。

本次正交實驗樣品主要采用浸釉法施釉，浸釉時間為4 s，試樣燒制結果如圖2及表6所示。

3 結果分析與討論

3.1 正交實驗結果分析

正交實驗結果分析處理如表7所示。由表7可知，本次正交實驗各因素的主次順序依次為：A→C→D→B。因此，超白基礎釉配方的最佳組合條件為A1C1D2B1，最佳配方如表8所示。

3.2 CuO添加量對色釉料外觀效果的影響

由于CuO在氧化氣氛中燒成時，易形成藍、綠色調，因此，本實驗在超白基礎釉的基礎上，引入CuO為著色劑，通過調整其加入量以改變釉料色調。實驗以FY-A配方為基礎，擬定基礎釉物料干重為100 g，逐一添加0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g、1.0 g、1.2 g、1.5 g、2.0 g及3.0 g含量的CuO，經過1200 ℃氧化氣氛燒成后，釉面效果變化如表9所示。

從表9可以看出，隨著氧化銅含量逐漸增加，釉面色澤逐漸變深，當氧化銅含量超過1.5%時，釉面脂膩感逐漸降低，光澤度逐漸增強。這主要是因為CuO在高溫狀態時可能含有Cu+、Cu2+、Cu、CuO及Cu2O等5種狀態，不同的燒成制度和燒成氣氛都會影響它們之間的平衡關系。在氧化氣氛下，釉中銅的狀態以Cu2+為主，有非常少量的CuO，由Cu2+形成的CuO發出的波長正好在可見藍色光波長區域附近，Cu2+ 能顯示出藍色[9，10]。此外，本實驗基礎釉以堿性釉為主，為Cu2+的發色提供了良好的著色基礎。因此，當CuO含量為1%時，釉面色澤最佳，最佳色釉料配方如表10所示。

3.3 成型工藝

為保證仿玉石制品外觀效果，本實驗對比了濕法上釉與干粉布料法施釉工藝對制品外觀的影響。濕法上釉主要是將加工成型后的坯體先施色釉料（主要以浸釉為主），再使用毛筆或其他工具將超白基礎釉刷至色釉料表面，使用濕法上釉燒制出的制品釉面光滑、潤澤，但是無法保證仿玉石釉中白色點狀瑕疵的自然分布。因此，根據實驗要求，探索了干粉布料施釉工藝[11]，施釉工藝步驟如圖3所示。

由圖3可知，該工藝中釉料需經烘干、研磨及過篩處理，隨后按比例稱好超白基礎釉釉料與色釉料，可根據制品外觀要求靈活調整兩者比例。本實驗中超白基料：色釉料：超白基料=0.8：1.0：0.2。在完成坯體壓制后，加入超白基料后混入色釉料，最后加入微量超白基料，使用粉末壓片機壓制成型得到干粉布料成型制品。試樣在1220 ℃的氧化氣氛下燒成，所得的仿玉石釉樣品呈色自然、質感脂膩、釉面平整，有較好的藝術效果，如圖4所示。

4 結論

本文通過探索性實驗初步確定基礎釉配方，再通過正交實驗得到優化配方。實驗表明，仿玉石釉超白基礎釉優化配方（wt%）為：鉀長石37.14、硼酸鈣6.67、滑石15.24、骨灰5.71、石英17.14、碳酸鍶8.57、白云石9.52；仿玉石釉色釉料優化配方（wt%）為：鉀長石36.77、硼酸鈣6.60、滑石15.09、骨灰5.65、石英16.97、碳酸鍶8.49、白云石9.43、CuO0.99。使用該配方通過干粉布料施釉工藝，在1220 ℃氧化氣氛下燒成所得的仿玉石釉樣品呈色自然、質感脂膩、釉面平整，有較好的藝術效果。

參考文獻

[1] 朱怡芳.中國玉石文化傳統研究[D].北京：清華大學，2009.

[2] 賀林芳，李紅中，徐麗.新疆和田玉的性質特征及其成礦機理探討[J].中山大學研究生學刊，2009（01）：55～62.

[3] 馬鐵成.陶瓷工藝學[M].北京：中國輕工業出版社，2013，08：167～201.

[4] 洪琛，沈華榮，陳云霞，等.中溫玲瓏釉的制備及影響因素的研究[J].中國陶瓷，2013（09）：53～57.

[5] 陳緒娟.低溫燒成乳濁釉的研究及乳濁機理探討[D].武漢：武漢理工大學，2008.

[6] 周健兒，梁鐸，吳雋，等.中溫龍泉青瓷的試制[J].中國陶瓷，2011（04）：37～46.

[7] 吳艷芳，梅麗玲，梅紅玲，等.中溫原礦梅子青釉的研制[J].佛山陶瓷，2016（03）：22～26.

[8] 沈華榮，洪琛，徐強，等.透明裂紋釉的研制[J].陶瓷學報，2014（10）：492～496.

[9] 董龍龍，王芬，朱建鋒，等.CuO在釉中的多種呈色機理研究[J].中國陶瓷，2013（11）：12～15.

[10] 李偉東，黃建國，孫承緒，等.R2O-RO-Al2O3-B2O3-SiO2系統快燒自生乳濁釉的化學組成與分相行為[J].中國陶瓷，2001（01）：7～11.

[11] 馬寶虎，牛冬.陶瓷墻地磚干法施釉技術[J].中國陶瓷，1991（06）：40～45.