王小芳

(泉州工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院，福建 泉州 362500)

0 引 言

自然流紋釉作為一種新型藝術(shù)釉，其與產(chǎn)生驚裂的裂紋釉及能產(chǎn)生流絲的花釉有很大的差別，有其獨(dú)特的藝術(shù)效果。自然流紋釉能產(chǎn)生不規(guī)則的自然流紋，流紋與釉面具有不同的顏色，具有動(dòng)態(tài)的視覺(jué)美感。其可廣泛應(yīng)用于日用瓷、陳設(shè)瓷等裝飾，能大大增加陶瓷產(chǎn)品的感染力和產(chǎn)品的附加值，也順應(yīng)了人們高的審美要求和時(shí)代要求[1-2]。

本實(shí)驗(yàn)研制的自然流紋釉，其產(chǎn)生原理與傳統(tǒng)的裂紋釉和花釉有著本質(zhì)的區(qū)別。自然流紋釉主要是利用底釉和面釉的高溫粘度收縮率不同。底釉高溫黏度小且干燥時(shí)不開(kāi)裂，面釉高溫黏度較大而干燥時(shí)易于開(kāi)裂。燒成時(shí)底釉熔融，填充于面釉裂開(kāi)的紋路之中而形成流紋，制品釉面整體并不開(kāi)裂。而裂紋釉主要是由于坯釉的膨脹系數(shù)不同而發(fā)生龜裂現(xiàn)象，其配制方法主要有：(1)增加釉的可溶性使釉的收縮增加，如增加長(zhǎng)石與硼酸的量；(2) 增加釉的收縮率，減少坯的收縮率；(3) 使產(chǎn)品急冷也可產(chǎn)生裂紋釉；(4) 有的釉放置后也能形成裂紋釉；花釉一般是采用兩種色料裝飾。先上一層底釉，多為黑褐色，再淋灑或涂抹另一色料，常作乳白或藍(lán)白色，入窯燒成，得到色澤對(duì)比強(qiáng)烈的斑塊狀花釉[3-6]。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，最終得出使釉面產(chǎn)生不規(guī)則的自然流紋的最佳釉料配方，并確定了工藝參數(shù)。所得到的流紋釉釉面與流紋交接處均不開(kāi)裂、光滑平整，而且流紋粗細(xì)不一、清晰可見(jiàn)。實(shí)驗(yàn)所用原料為普通陶瓷原料，購(gòu)買方便、生產(chǎn)成本不高，相信有較好的市場(chǎng)前景。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 釉用原料及其化學(xué)成分

本實(shí)驗(yàn)釉用原料主要有瓷石、黑泥、石英、長(zhǎng)石、滑石、石灰石、方解石、高嶺土、鋯英粉等。這些原料都是天然原料，是德化陶瓷業(yè)常用原料。釉用原料的化學(xué)組成如表1。

表1 釉用原料及化學(xué)組成Tab.1 Glaze raw materials and their composition

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

準(zhǔn)確稱取原料，按料∶球∶水=1 ∶1 .8 ∶0.6的比例，球磨時(shí)間為20 min—30 min，并過(guò)250 目篩網(wǎng)，以浸釉的方式施釉、干燥、燒成。根據(jù)前期的資料，探索性實(shí)驗(yàn)配方范圍如表2。在探索性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別固定兩個(gè)較好的底釉配方為D1和D2，對(duì)面釉配方采用正交實(shí)驗(yàn)法安排確定優(yōu)化配方；然后再對(duì)釉料組成、工藝參數(shù)等進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，得到最佳的釉料配方和工藝參數(shù)。通過(guò)目測(cè)對(duì)正交實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行打分，主要目測(cè)釉面流紋效果、釉面光滑平整度后綜合打分。(1) 釉面流紋效果可以通過(guò)觀察釉面的流紋范圍及流紋的粗細(xì)大小評(píng)分；(2) 光滑平整度通過(guò)觀察釉面氣孔，表面粗糙程度來(lái)評(píng)分。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如表3。

表2 探索性實(shí)驗(yàn)配方范圍(wt.%)Tab.2 Formula range of exploratory experiment (wt.%)

表3 正交實(shí)驗(yàn)方案(份)Tab.3 The Orthogonal experiment scheme(each)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析討論

2.1 探索性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)收集的資料和前期試驗(yàn)，在初步確定的探索性實(shí)驗(yàn)配方范圍內(nèi)開(kāi)展了8 組試燒實(shí)驗(yàn)。通過(guò)目測(cè)試燒的8 組試樣中釉面的流紋效果及釉面的光滑平整度，發(fā)現(xiàn)8 組配方中3 號(hào)和5 號(hào)配方的釉面布滿流紋，紋路較大且大小均勻，但有輕微縮釉，釉面不夠平整，光澤度也不高；而其他號(hào)配方燒出的試樣無(wú)紋路，縮釉也較嚴(yán)重。因此，認(rèn)為3 號(hào)和5 號(hào)配方中的底釉為最佳底釉。將這兩個(gè)底釉釉號(hào)分別定為D1 和D2，對(duì)面釉進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，以便得出較好的面釉配方。

圖1 第一組正交實(shí)驗(yàn)的因素與指標(biāo)關(guān)系圖Fig.1 The relationship between factors and indexes of the first group of orthogonal experiments

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)表3 的正交實(shí)驗(yàn)方案表中的每組燒成試樣從釉面的流紋效果及釉面光滑平整度兩個(gè)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行目測(cè)結(jié)果打分，以100 分滿分為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。用正交實(shí)驗(yàn)方案表中的四個(gè)因素(因素A、因素B、因素C、因素D)各取三個(gè)水平作橫坐標(biāo)，評(píng)分即指標(biāo)K(釉面流紋效果的目測(cè)得分及釉面光滑平整度的目測(cè)得分)的平均值分別作縱坐標(biāo)，畫(huà)出因素與指標(biāo)關(guān)系圖，如圖1(底釉固定為D1 時(shí)的面釉正交實(shí)驗(yàn)即第一組正交實(shí)驗(yàn))和圖2(底釉固定為D2時(shí)的面釉正交實(shí)驗(yàn)即第二組正交實(shí)驗(yàn))所示。

圖2 第二組正交實(shí)驗(yàn)的因素與指標(biāo)關(guān)系圖Fig.2 The relationship between factors and indexes in the second group of orthogonal experiments

根據(jù)因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖確定各因素的最優(yōu)組合，初選最優(yōu)配方。

第一組正交實(shí)驗(yàn)：釉面流紋效果為A2B1C2D3EF；釉面光滑平整度為A2B1C3D3EF。

第二組正交實(shí)驗(yàn)：釉面流紋效果為A3B2C1D3EF；釉面光滑平整度為A3B2C3D3EF。

綜合平行因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖，經(jīng)過(guò)綜合分析得出最優(yōu)的水平組合：第一組正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果為A2B1C3D3EF ；第二組正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果為A3B2C1D3EF。將第一組正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最佳面釉配方釉號(hào)定為M1；第二組正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最佳面釉配方釉號(hào)定為M2。

2.3 釉料組成的影響

經(jīng)過(guò)前期正交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)釉號(hào)中以M1 為面釉的流紋效果和釉面光滑平整度最好，且面釉M1與底釉D1 作用后有玉質(zhì)效果。所以，得出較好流紋及釉面效果的組合是D1+M1?？紤]面釉組分對(duì)流紋及釉面效果的影響，固定底釉為D1，對(duì)面釉中黑泥、瓷石、長(zhǎng)石、鋯英粉的用量進(jìn)行考察。

黑泥作為黏土，干燥收縮大，加入量達(dá)到一定程度時(shí)即可使釉面在干燥時(shí)開(kāi)裂。如果黑泥的加入量過(guò)多，會(huì)提高釉中氧化硅和氧化鋁含量，從而提高釉的燒成溫度和高溫粘度，使得在原有的燒成溫度下，釉未充分熔融。此時(shí)，釉的粘度大，阻礙了釉中氣泡的排出，從而形成了許多釉面針孔，這也使釉面變得非常粗糙[7]。同時(shí)，在不改變其它組分情況下，黑泥使釉高溫粘度增大，會(huì)使釉面產(chǎn)生縮釉現(xiàn)象。相反，如果黑泥加入量過(guò)少，會(huì)使釉漿的懸浮性變差，不易于施釉，而且不能使釉面在干燥時(shí)產(chǎn)生裂紋。單因素實(shí)驗(yàn)表明，黑泥的加入量為8 %時(shí)，可得到好的流紋效果。

瓷石中主要是含氧化硅和氧化鋁，能提高釉的熔融溫度與粘度，并減少釉的膨脹系數(shù)。其用在流紋釉中主要是做面釉組分，使釉料在高溫時(shí)有一定的粘度，以使干燥時(shí)裂開(kāi)的紋路不完全愈合。由單因素實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)組成中熔劑量變化不大時(shí)，瓷石加入量過(guò)多會(huì)使釉料在原有的燒成溫度下生燒，瓷石的用量適當(dāng)會(huì)得到透明、光亮、具有玉質(zhì)感的釉面。單因素實(shí)驗(yàn)最終得到面釉瓷石的最佳用量為61 wt.%。

長(zhǎng)石在流紋釉中作熔劑使用，長(zhǎng)石的加入量一定要適中才能使釉熔體有適當(dāng)?shù)恼扯?。由單因素?shí)驗(yàn)分析可知，如果長(zhǎng)石加入量過(guò)多會(huì)使流紋釉的粘度過(guò)低，表面張力下降，釉的表面張力過(guò)小，會(huì)使釉中的氣泡匯集成大氣泡；長(zhǎng)石加入量過(guò)少，又不利于在釉中形成玻璃相，不能很好地熔解其他物質(zhì)，會(huì)造成釉面不平整，甚至造成縮釉。由單因素實(shí)驗(yàn)得出，面釉中長(zhǎng)石的用量在4 wt.%—6 wt.%時(shí)，能得到好的流紋效果。

鋯英粉引入到流紋釉起輔助作用，其對(duì)降低釉的膨脹系數(shù)，增大高溫粘度及提高釉面折射率，增加白度有顯著作用[8]。由單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，在釉料中鋯英粉加入量過(guò)多，會(huì)提高釉的高溫粘度，引起橘釉或者縮釉；鋯英粉加入量過(guò)少時(shí)，產(chǎn)生的流紋會(huì)過(guò)短過(guò)小，而且會(huì)使釉面的白度降低，使得釉面與紋路的呈色效果不明顯。由單因素實(shí)驗(yàn)得出，鋯英粉用量在2 wt.%—3 wt.%時(shí)，得到的流紋效果最好。

2.4 工藝參數(shù)的影響

2.4.1 施釉厚度的影響

根據(jù)前面單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，將單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的最佳配方釉號(hào)定為D1+M1-1。固定釉號(hào)配方為D1+M1-1，研究各種施釉厚度對(duì)流紋和釉面效果的影響，同時(shí)固定燒成溫度為1250 ℃，施釉厚度對(duì)釉號(hào)(D1+M1-1)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。一般來(lái)說(shuō)，釉層越厚，干燥時(shí)越易于開(kāi)裂。在研制流紋釉時(shí)，希望獲得較厚的釉層，而釉漿的比重是決定施釉厚度的決定性因素。釉漿比重大，含水量少，釉漿稠度大，施釉時(shí)易獲得厚釉層，在干燥時(shí)會(huì)得到較多較粗的裂紋。但是，過(guò)厚的釉層會(huì)在干燥時(shí)易于剝脫，燒成時(shí)會(huì)出現(xiàn)縮釉。本實(shí)驗(yàn)研究的自然流紋釉為雙層釉，須施一層底釉和一層面釉。實(shí)驗(yàn)證明，底釉的厚度為面釉厚度的1/2 時(shí)最佳，底釉的比重相對(duì)較小，一般為1.55—1.60，面釉的比重相對(duì)較大為1.65—1.70。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，釉層過(guò)薄時(shí)，得不到流紋；釉層過(guò)厚，會(huì)引起縮釉，得不到好的流紋和釉面效果；最佳的施釉厚度為1.2 mm—1.5 mm。

表4 施釉厚度對(duì)釉面效果的影響Tab.4 Effect of glaze thickness on glaze surface

2.4.2 干燥方法的影響

研究干燥方法對(duì)流紋和釉面效果的影響，固定燒成溫度1250 ℃，干燥方法對(duì)釉號(hào)(D1+M1-1)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5 所示。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，施釉后的坯體用紅外線干燥器快速干燥要比自然干燥所得到的流紋效果好。這說(shuō)明紅外干燥有利于面釉開(kāi)裂形成裂紋，但是紅外干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起釉層翹起，甚至剝脫，燒成后往往嚴(yán)重縮釉。所以，施釉后的坯體紅外干燥時(shí)間一定要適當(dāng)，以3 min—4 min 為宜，然后再改為電烘箱干燥，使入爐水分少于1 %。

表5 干燥方法對(duì)釉面的影響Tab.5 Effect of drying method on glaze surface

2.4.3 燒成制度的影響

任何一種釉，只有合理的燒成制度才會(huì)得到好的釉面效果。本實(shí)驗(yàn)研制的自然流紋釉也有其最佳的燒成溫度。燒成時(shí)從室溫至最高燒成溫度，燒成時(shí)間固定為3 h，閉門自然冷卻，釉號(hào)固定為D1+M1-1 時(shí)，其最高燒成溫度的變化對(duì)釉面效果的影響如表6 所示。當(dāng)燒成溫為1240 ℃時(shí)，出現(xiàn)生燒，說(shuō)明燒成溫度不夠；當(dāng)燒成溫度為1270 ℃，釉面出現(xiàn)較多的氣泡，可能是燒成溫度過(guò)高時(shí)，氣孔中的氣體因體積膨脹通過(guò)釉層排出而使釉面沸騰，沒(méi)有排出的氣泡則留在釉層中形成過(guò)火泡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最佳燒成溫度為1250 ℃。

固定最高燒成溫度為1250 ℃，閉門冷卻，進(jìn)行高溫保溫時(shí)間實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7，保溫時(shí)間為5 min 時(shí)，流紋比較少且不均勻，釉面不平整，可能是高溫保溫時(shí)間過(guò)短，釉的熔融效果不好，逸出氣體的凹坑未能被釉熔液填充；保溫時(shí)間為20 min 時(shí)，流紋效果較好但有較多氣泡，可能是高溫保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，氣孔沖到釉層表面，易形成氣泡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最佳的保溫時(shí)間為10 min—15 min。

表6 燒成溫度對(duì)釉面效果的影響Tab.6 Effect of firing temperature on glaze surface

表7 保溫時(shí)間對(duì)釉面效果的影響Tab.7 Effect of holding time on glaze surface

3 結(jié) 論

通過(guò)調(diào)整配方，結(jié)合釉面的外觀效果，對(duì)配方與工藝參數(shù)不斷優(yōu)化，得出以下結(jié)論。

(1) 當(dāng)面釉中黑泥的含量為8 %，瓷石的含量為61 %，鋯英粉含量為2 %—3 %，面釉長(zhǎng)石的含量為4 %—6 %、底釉的長(zhǎng)石含量為25 %時(shí)，燒出試樣釉面效果最好。

(2) 最佳燒成溫度1250 ℃，燒成時(shí)間3 h，高溫保溫時(shí)間10 min 為宜。

(3) 施釉后的坯體選擇紅外干燥且時(shí)間以3 min—4 min 為宜，施釉總厚度控制在1.2 mm—1.5 mm，其中底釉厚0.4 mm—0.5mm、面釉厚0.8 mm—1.0 mm。