氧化鈣和氧化鎂對龍泉窯梅子青釉性狀影響之比較*

劉干平 史 德 談梅英 李劉旒

(龍泉市鼎青青瓷坊 浙江 龍泉 323700)

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。哥窯所用胎體為哥窯胎和鐵胎,其顯著特征為釉面開片,大致為胎釉熱膨脹系數不同而造成的,適當的胎釉熱膨脹系數可造就精美的紋片,但胎釉膨脹系數相差過大,則會出現過粗過大的裂紋,甚至會出現驚釉、沖線等缺陷,因此可考慮在傳統梅子青哥窯釉基礎上引入滑石,對釉的膨脹系數進行調整,以期胎釉膨脹系數達到和諧統一。

1 實驗

1.1 實驗設計

龍泉梅子青釉的釉料配方為(質量%):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。

本次實驗所用的釉料皆以龍泉窯梅子青釉為基礎,在保證氧化鈣和氧化鎂物質的量總量不變的基礎上,以同物質的量的滑石逐漸替代石灰石,考慮到滑石化學組成中含有二氧化硅,因此相應對加入石英的量進行調整,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。

表1 原料化學組成表(質量%)

表2 各釉料配方表(質量%)

表3 各釉料化學組成表(質量%)

1.2 制備工藝

1.2.1 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白胎和鐵胎。其中白胎主要表現釉的呈色效果,而鐵胎主要體現釉的開片情況。

1.2.2 釉料的制備流程

釉用原料→濕法球磨→過100目篩→釉漿

1.2.3 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1～1.5 mm。施釉完成后,刮洗干凈素坯的底足。

1.2.4 燒成

采用還原氣氛進行燒制時,實驗最高燒成溫度為1 270℃,保溫30 min,氧化和還原氣氛轉換溫度為1 020℃,圖1為燒成曲線圖。

圖1 燒成曲線圖

2 結果和討論

2.1 燒成試驗結果

隨著MgO/CaO物質的量比的增大,釉料成熟度、玻化程度、釉面平滑度、光澤度、透明度,釉層氣泡數量和大小、裂紋,釉的呈色大致呈現循序漸進的變化,期間部分性狀由于中和效應會出現轉折突變。其變化規律和變化程度見表4。

表4 燒成試驗結果表

2.2 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,釉就會起一定的反應,這種反應就是釉的性能;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。

根據熔體理論,可把常見的釉性能分為兩大類:第一類性能表現在釉的成分和性能間不是簡單的加和關系,而可以用離子遷移過程中克服勢壘的能量來標志這些性能。本實驗結果屬于這類性能的有釉的始熔溫度、釉的粘度以及與粘度有關的成熟度、玻化程度、表面平滑度、光澤度、透明度、氣泡數量大小分布。第二類性能與釉的成分間的關系比較簡單,一般可以根據釉的成分和某些特定的加和法則進行推算。屬于這類性能的有折射率、熱膨脹系數、硬度,本實驗結果與之有關的性狀包括光澤度、裂紋。而釉的呈色屬于光的吸收性能,尚未包括在上述兩類性能中。

在簡單的硅酸鹽系統中(RO-SiO2)中,當一種堿土金屬氧化物被另一種所替代時,第二類性能幾乎呈直線變化,而第一類性能的變化完全不同,在“成分-性能”圖中呈現極大或極小值,這種現象一般稱為中和效應(或混合堿效應)[2]。

2.3 Mg O/CaO 物質的量比對釉第一類性能的影響

當Mg O/CaO 物質的量比為0.044 2/0.785 7～0.139 7/0.691 2時,隨著Mg O/CaO 物質的量比的增大,釉從正燒到微過燒,釉的玻化程度逐漸變高,釉層表面平滑度、光澤度以及透明度逐漸變好,氣泡逐漸變大且稀疏。

當Mg O/CaO 物質的量比為0.139 7/0.691 2～0.804 1/0.035 5時,隨著MgO/CaO 物質的量比的增大,釉從微過燒到正燒再到微生燒最后到生燒,釉的玻化程度逐漸變低,釉層表面平滑度、光澤度、透明度逐漸變差,氣泡逐漸變小且密集。

上述釉的性狀皆與釉的粘度有關,由此可推論出隨著釉中CaO 被Mg O 等物質的量替代時,由于中和效應,釉的粘度先降低后增高,在MgO/CaO 物質的量比為0.139 7/0.691 2時粘度達到最低。

Mg O/Ca O 物質的量比對釉的始熔溫度影響,可以從CaO-Mg O-Al2O3-SiO2相圖看出,隨著CaO被MgO 等物質的量替代時,釉的始熔溫度先降低后升高,其最低點對應的Mg O/CaO 物質的量比隨Al2O3含量變化而變化[3]。

2.4 Mg O/CaO 物質的量比對釉第二類性能的影響

從燒成試驗結果表可以看出,隨著MgO/CaO 物質的量比的逐漸增大,鐵胎制品釉的裂紋按網格狀細碎密集裂紋—網格狀稀疏裂紋—零星裂紋—無裂紋規律變化,說明釉的熱膨脹系數隨Mg O/CaO 物質的量比的增大而逐漸減小。一般釉的熱膨脹系數可以根據釉的成分和膨脹系數采用加和法則進行推算,Mg O 的膨脹系數遠小于CaO 的熱膨脹系數,故隨MgO/CaO物質的量比的增大釉的熱膨脹系數逐漸減小[4]。

2.5 MgO/CaO 物質的量比對釉呈色影響

實驗結果表明,隨著釉中氧化鎂含量的增加,釉的色調變化不大,只是色飽和度變低,由青中帶藍色逐漸變為青色,直至青白色最后變為白色。

在釉層封閉前,滑石被分解為頑火輝石,隨著還原氣氛的通入,釉層中三價鐵離子被還原為二價鐵離子,由于頑火輝石中的Mg2+和釉層中的Fe2+離子半徑相似,存在類質同象替換現象,故釉層中部分二價鐵離子進入頑火輝石晶格,致使釉層中二價鐵離子減少,釉的呈色變淺。釉中滑石含量越多,釉的色調越顯淺淡,白度就會逐漸提高。

3 結論

(1)當CaO 被Mg O 替代時,釉的始熔溫度和粘度等第一類性能以及和粘度有關的成熟度、玻化程度、平滑度、光澤度、透明度、氣泡數量和大小等性狀,由于中和效應或共熔效應,在“成分—性能”圖中呈現極大或極小值。

(2)對于釉的熱膨脹系數第二類性能以及與熱膨脹系數有關的釉的裂紋的性狀表現,幾乎呈直線逐漸變化,隨著MgO/CaO 物質的量比的逐漸增大,鐵胎制品釉的裂紋按網格狀細碎密集裂紋—網格狀稀疏裂紋—零星裂紋—無裂紋規律變化。

(3)對應釉的其它性能如釉的呈色,隨著釉中氧化鎂含量的增加,釉的色調變化不大,只是色飽和度變低,由青中帶藍色逐漸變為淡青色,直至青白色最后變為白色。