洪 琛，沈華榮，徐 強(qiáng)，盧希龍，曹春娥

(景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

透明裂紋釉影響因素的探究

洪 琛，沈華榮，徐 強(qiáng)，盧希龍，曹春娥

(景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

本項(xiàng)目以較好的透明裂紋釉配方為基礎(chǔ)，考察其釉料組成、工藝參數(shù)和燒成制度等對(duì)釉面效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：較好的組成范圍是，鈉長(zhǎng)石為70-78wt.%，高嶺土1-3wt.%，石英12-20wt.%，石灰石 6-12wt.%；燒成溫度為1290 ℃，保溫30 min，冷卻速度20 ℃/min；釉層厚度為0.8～1.3 mm，球磨時(shí)間是20 min。所得樣品釉面光滑平整、透明度較好，裂紋也具有較好藝術(shù)效果。

透明釉；裂紋釉；釉面效果；影響因素

0 前 言

目前，不同的相關(guān)資料[1-3]中有關(guān)制備透明裂紋釉的方法大相徑庭，所以，對(duì)于裂紋釉的研究仍有重要的意義。首先，釉料的配方組成、配制工藝參數(shù)，對(duì)于改善裂紋釉的質(zhì)量至關(guān)重要，也是取得較好釉面效果的關(guān)鍵。其次，裂紋釉本身就是一種藝術(shù)釉，所以通過(guò)各種不同影響因素的探究，得到不同效果的裂紋釉，為陶藝家們提供創(chuàng)新的基礎(chǔ)，帶動(dòng)創(chuàng)意陶瓷行業(yè)的發(fā)展，繼承和弘揚(yáng)傳統(tǒng)陶瓷藝術(shù)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)配方組成、釉料細(xì)度、釉層厚度、燒成制度等因素進(jìn)行研究，探究其對(duì)裂紋釉的影響規(guī)律，以確定裂紋釉制備的較好工藝參數(shù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原料組成及實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本研究所用原料為高嶺土、鈉長(zhǎng)石、石英、石灰石，具體原料化學(xué)組成詳見表1。實(shí)驗(yàn)用儀器與設(shè)備見表2。

1.2 釉料組成對(duì)透明裂紋釉的影響

基于前期大量實(shí)驗(yàn)得出的較好透明裂紋釉配方(如表3)，由于形成的裂紋效果并不很理想，所以對(duì)釉料組成、釉面厚度、釉料細(xì)度、燒成溫度與保溫時(shí)間等方面采用單因素實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

以表3配方為基礎(chǔ)，固定四種原料中任意三種的含量，然后對(duì)剩下一種進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，討論各組成對(duì)透明裂紋釉的影響。

實(shí)驗(yàn)方案如表4所示。

1.3 燒成制度對(duì)透明裂紋釉的影響

考察燒成制度對(duì)透明裂紋釉的影響，如表5所示。

1.4 工藝參數(shù)對(duì)透明裂紋釉的影響

表1 礦物原料的化學(xué)組成(%)Tab.1 The chemical composition of mineral materials (%)

表2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備Tab.2 The apparatus used in the experiment

表3 較好的透明裂紋釉配方 (wt.%)Tab.3 The better formula composition of transparent crackle glaze (wt.%)

表4 原料組成的單因素實(shí)驗(yàn)(wt.%)Tab.4 The single factor experiment of material composition (wt.%)

表5 燒成制度的單因素實(shí)驗(yàn)Tab.5 The single factor experiment of sintering system

實(shí)驗(yàn)考察釉層厚度對(duì)透明裂紋釉的影響，并考察釉的細(xì)度對(duì)透明裂紋釉的影響，通過(guò)控制行星磨球磨時(shí)間來(lái)控制釉料細(xì)度。實(shí)驗(yàn)方案如表6所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 釉料組成對(duì)釉面效果的影響

由表7可以看出，鈉長(zhǎng)石的含量在70～78 wt.%之間，釉面及裂紋效果比較好。增加鈉長(zhǎng)石的含量，能夠顯著提高釉的膨脹系數(shù)，有利于裂紋的形成。但是不能無(wú)限制增加，否則會(huì)使釉的成熟溫度降低，變?yōu)橐兹鄣母吡鲃?dòng)性釉，使裂紋大而少。

2.1.2 高嶺土對(duì)釉面效果的影響

高嶺土對(duì)透明裂紋釉效果影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表8，樣品的數(shù)碼照片如圖2所示。

高嶺土使釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性，這是釉料所必須具備的性能，并且引入Al2O3和SiO2。Al2O3是形成釉的網(wǎng)絡(luò)中間體，既能與SiO2結(jié)合，也能與堿性金屬氧化物結(jié)合。Al2O3能改善釉的性能，提高化學(xué)穩(wěn)定性、硬度和彈性，并能降低釉的膨脹系數(shù)。實(shí)驗(yàn)中提高高嶺土的含量，能夠輕度地減小釉的膨脹系數(shù)，但不利于裂紋的形成。由表8可以看出，高嶺土的含量在1-3wt.%之間，釉面及裂紋效果比較好。

表6 工藝參數(shù)的單因素實(shí)驗(yàn)Tab.6 The single factor experiment of process parameters

表7 鈉長(zhǎng)石對(duì)釉面效果的影響Tab.7 The inf l uence of sodium feldspar on glaze effect

表8 高嶺土對(duì)釉面效果的影響Tab.8 The inf l uence of kaolin on glaze effect

圖1 鈉長(zhǎng)石的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.1 The experiment result of sodium feldspar

圖2 高嶺土的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.2 The experiment result of kaolin

2.1.3 石英對(duì)釉面效果的影響

石英對(duì)釉面透明裂紋效果的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表9，樣品照片如圖3所示。

在釉料中石英是生成玻璃質(zhì)的主要成分，一般含量在50%以上，石英能提高釉的熔融溫度與粘度，并降低釉的熱膨脹系數(shù)[4]。同時(shí)它是賦予釉以高的力學(xué)強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐化學(xué)侵蝕性的主要因素。合理控制石英的含量，能夠保證釉適宜的膨脹系數(shù)，從而使釉面出現(xiàn)裂紋。本實(shí)驗(yàn)中增加石英的含量，可使釉的膨脹系數(shù)降低，不利于裂紋的形成，但能夠形成很好的玻璃相，增加釉面的透明度、光滑度。本實(shí)驗(yàn)中石英的含量為12～20wt.%時(shí)，釉面及裂紋效果更好。

2.1.4 石灰石對(duì)釉面效果的影響

石灰石對(duì)釉面透明裂紋效果的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表10，樣品照片如圖4所示。

石灰石的主要成分是CaCO3，在陶瓷中的主要作用是作高溫的助熔劑。在其分解溫度以下石灰石晶體內(nèi)產(chǎn)生膨脹，形成裂紋。CaCO3高溫分解生成CaO，能增加釉的抗折強(qiáng)度和硬度，降低釉的膨脹系數(shù)。本實(shí)驗(yàn)范圍，CaCO3含量在6-12wt.%，都能使釉面產(chǎn)生較好的裂紋效果。

表9 石英對(duì)釉面效果的影響Tab.9 The inf l uence of quartz on glaze effect

表10 石灰石對(duì)釉面效果的影響Tab.10 The inf l uence of limestone on glaze effect

表11 燒成溫度對(duì)釉面效果的影響Tab.11 The inf l uence of sintering temperature on glaze effect

圖3 石英的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3 TThe experiment result of quartz

圖4 石灰石的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.4 The experiment result of limestone

2.2 燒成制度對(duì)釉面效果的影響

2.2.1 燒成溫度對(duì)釉面效果的影響

燒成溫度對(duì)釉面透明裂紋效果的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表11，樣品照片如圖5所示。

燒成溫度對(duì)裂紋釉尤為重要。燒成溫度不同，釉的玻化程度也不同，引起坯釉組成及結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致膨脹系數(shù)不同。提高燒成溫度、延長(zhǎng)保溫時(shí)間，將促進(jìn)石英轉(zhuǎn)化為方石英，增大釉的膨脹系數(shù)，有利于釉面開裂。本實(shí)驗(yàn)的最佳燒成溫度是1290 ℃。

2.2.2 保溫時(shí)間對(duì)釉面效果的影響

燒成溫度為1290 ℃，不同保溫時(shí)間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表12所示，樣品照片如圖6所示。

保溫時(shí)間對(duì)裂紋釉也很重要。保溫時(shí)間不同，釉的結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致膨脹系數(shù)不同。延長(zhǎng)保溫時(shí)間，可促進(jìn)石英轉(zhuǎn)化為方石英的數(shù)量與發(fā)育長(zhǎng)大，增大釉的膨脹系數(shù)，有利于裂紋形成。本實(shí)驗(yàn)的最佳保溫時(shí)間是30 min。

圖5 燒成制度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.5 The experiment result of sintering temperature

2.2.3 冷卻速度對(duì)釉面效果的影響

保溫時(shí)間為30 min，不同冷卻速率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表13所示，樣品照片如圖7所示。

當(dāng)冷卻速度過(guò)快時(shí)，由于石英的晶型轉(zhuǎn)化產(chǎn)生較大應(yīng)力，坯體產(chǎn)生驚裂；隨著冷卻適度減慢時(shí)，該應(yīng)力會(huì)由于石英體積變化有所減弱，使釉的膨脹系數(shù)有所降低，從而裂紋也有所減少[5]。相對(duì)來(lái)說(shuō)，本實(shí)驗(yàn)的最佳冷卻速度是20 ℃/min。

2.3 釉層厚度對(duì)釉面效果的影響

圖6 保溫時(shí)間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.6 TThe experiment result of holding time

表12 不同保溫時(shí)間下的釉面效果Tab.12 Glaze effect at different holding time

表13 不同冷卻速度下的釉面效果Tab.13 Glaze effect at different cooling speed

圖7 冷卻速度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.7 The result of cooling speed

圖8 釉層厚度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.8 The experiment result of glaze layer thickness

表14 釉層厚度對(duì)效果的影響Tab.14 Glaze effect of different glaze layer thickness

表15 釉料細(xì)度對(duì)效果的影響Tab.15 The inf l uence of glaze fi neness

釉層厚度對(duì)釉面透明裂紋效果的影響如表14，樣品照片如圖8所示。

釉層厚度是制得裂紋釉的重要工藝條件，也是決定裂紋效果的重要因素。釉層過(guò)厚，會(huì)引起釉層內(nèi)產(chǎn)生微弱應(yīng)力，減弱釉的彈性，易使釉層發(fā)裂。釉層過(guò)薄，液相被坯體吸收，使釉面干枯而無(wú)光，也得不到裂紋釉。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果是釉層厚度1.0 mm時(shí)較好，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，釉層厚度應(yīng)該控制在0.8-1.3 mm為宜。

2.4 釉料細(xì)度對(duì)釉面效果的影響

釉料細(xì)度對(duì)釉面效果的影響如表15，樣品照片如圖9所示。

釉料細(xì)度也是裂紋釉的重要影響因素，裂紋釉的細(xì)度應(yīng)該控制在萬(wàn)孔篩篩余0.01-0.05%，較一般釉要細(xì)些。球磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致軟質(zhì)原料顆粒過(guò)細(xì)，較大的瘠性料顆粒會(huì)沉降，引起分層，從而造成釉料的化學(xué)組成改變，使裂紋不均勻，或有的區(qū)域有裂紋、有的區(qū)域沒有裂紋。其中石英的粒度更加重要，粒度細(xì)，易使釉組成均勻、裂紋均勻；但是如果釉的粒度過(guò)細(xì)，會(huì)造成其他釉面缺陷，如縮釉、剝釉等。釉的細(xì)度可以通過(guò)延長(zhǎng)球磨時(shí)間來(lái)改變，本實(shí)驗(yàn)最好的球磨時(shí)間是20min，釉料過(guò)250目篩、篩余0.05%。

圖9 釉層細(xì)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.9 The experiment result of glaze fi neness

3 結(jié) 論

(1)本實(shí)驗(yàn)得到較好的組成范圍：鈉長(zhǎng)石為70-78 wt.%，高嶺土1-3 wt.%，石英12-20wt.%，石灰石 6-12wt.%。

(2)本實(shí)驗(yàn)的最佳燒成制度：燒成溫度1290 ℃，保溫30 min，冷卻速度20 ℃/min。

(3)釉層厚度為0.8-1.3 mm，此時(shí)形成的裂紋數(shù)量多，分布均勻，釉面質(zhì)感細(xì)膩。

(4)最佳的釉料粒度是球磨時(shí)間20 min，釉料過(guò)250目篩、篩余0.05%，釉面平整光滑，裂紋分布均勻，效果理想。

[1] 李家科, 劉欣. 裂紋釉的研制及殘余應(yīng)力有限元分析[J]. 陶瓷學(xué)報(bào), 2011, 32(1): 57-57.

[2] 周玉所, 金艷. 一種高翹曲性裂紋釉的試制[J]. 山東陶瓷, 2004, 27(3): 36-37.

[3] 霍新剛. 天藍(lán)色裂紋釉的研制[J]. 山東陶瓷, 2007, 29(1): 31.

[4] 馬鐵成, 繆松蘭 林紹賢, 等. 陶瓷工藝學(xué)[M]. 第二版, 北京:輕工業(yè)出版社, 2012: 457-459.

[5] 武同青, 蘇敏. 中溫炻瓷冰裂紋釉的研制[J]. 佛山陶瓷, 2005 15(10): 14-15.

Factors Inf l uencing Transparent Crackle Glaze

HONG Chen, SHEN Huarong, XU Qiang, LU Xilong, CAO Chun’e
(Jingdezhen Ceramic Institute, Jingdezhen, 333001 Jiangxi, China)

The effects of glaze composition, process parameters and firing systems on glaze result were studied for a better formula of transparent crackle glaze. Experimental results show that the preferable range of the composition is sodium feldspar 70 ～ 78 wt%, kaolin 1 ～ 3 wt%, quartz 12 ～ 20 wt%, limestone 6 ～ 12 wt%; fi ring temperature is 1290 ℃, holding time is 30min, cooling rate is 20 °C/min; glaze layer thickness is 0.8 ～ 1.3 mm, and the milling time is 20min. The glaze surface of the resulted samples was smooth with better transparency and artistic crackle effect.

transparent glaze; crackle glaze; glaze effect; inf l uencing factors

TQ174.4+3

A

1006-2874(2014)04-0015-06

10.13958/j.cnki.ztcg.2014.04.004

2014-05-03。

2014-05-08。

曹春娥，女，教授。

Received date: 2014-05-03. Revised date: 2014-05-08.

Correspondent author:CAO Chun'e, female, Professor.

E-mail:tycce@163.com