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        鈣鎂鋅鋇對龍泉窯梅子青釉析晶影響的對比研究

        2023-11-30 12:35:04劉干平胡華敏張海濱
        佛山陶瓷 2023年11期

        劉干平 ,胡華敏 ,張海濱

        (1.龍泉市鼎青青瓷坊,龍泉323700 2. 浙江省青瓷及日用陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心,龍泉323700 )

        1 前言

        釉是覆蓋于坯體表面的以玻璃相為主的物質(zhì),其中分布著氣泡和結(jié)晶體。不含結(jié)晶體或含少量結(jié)晶體的釉稱為光澤透明釉,而含有結(jié)晶體的釉根據(jù)結(jié)晶體的數(shù)量、大小、形貌及分布在傳統(tǒng)意義上可分為乳濁釉、無光釉和結(jié)晶釉。釉中若有晶體未熔或有結(jié)晶析出,晶體遍布釉層整體分布,尺寸與光的波長相當(dāng),會生成乳濁釉,乳濁釉一般是有光亮的,例如氧化錫、氧化鈦、鋯石、尖晶石等晶體因其難熔于釉中而懸浮于釉層中,生成光亮的失透釉,即光澤失透釉,亦稱固相乳濁釉[1];細(xì)微結(jié)晶體遍布整個釉層和釉面,尺寸在3-10μm 之間,造成釉層表面凹凸不平,致使光澤度變差,便形成無光釉,典型代表有鈣無光釉、鎂無光釉、鋅無光釉和鋇無光釉,這些釉的特征是結(jié)晶體不容易生長變大[2];結(jié)晶釉是在燒制過程中自然形成豐富多彩的晶體固著在陶瓷釉面上,得到美麗、新穎的自然晶花,目前,市面上的結(jié)晶釉多為硅鋅礦結(jié)晶釉,其次為輝石類結(jié)晶釉。

        本文以透明釉為基礎(chǔ)、在透明釉中分別加入石灰石、滑石、氧化鋅和碳酸鋇四種不同的結(jié)晶劑,通過不同的燒成制度,觀察釉的結(jié)晶效果,從而總結(jié)出釉的結(jié)晶規(guī)律。

        2 實(shí)驗(yàn)

        2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

        龍泉梅子青釉為透明釉,該釉配方原料取自龍泉本地瓷土,適用性廣、穩(wěn)定性好、燒成溫度范圍寬[3]。

        本次所實(shí)驗(yàn)之釉料以龍泉窯梅子青釉為基礎(chǔ),分別外加30%的石灰石、滑石、氧化鋅和碳酸鋇共配制4 種釉,各原料的化學(xué)組成見表1、各釉料的原料配方見表2、各釉料的化學(xué)組成和釉式見表3。

        表1 原料化學(xué)組成表(wt.%)

        表2 各釉料配方表(wt.%)

        表3 各釉料化學(xué)組成表(wt.%)

        2.2 制備工藝

        2.2.1 胎體的制備流程坯料→淘洗→過100 目篩→干燥成泥→成型→素?zé)?。本?shí)驗(yàn)施釉胎體選用龍泉弟窯白胎。

        2.2.2 釉料的制備流程

        釉用原料→濕法球磨→過100 目篩→釉漿

        2.2.3 施釉

        首先采用浸釉法上底釉,然后在底釉的基礎(chǔ)上進(jìn)行噴釉,確保釉層厚度達(dá)到0.8-1mm。施釉完成后,刮洗干凈素坯的底足。

        2.2.4 燒成

        用氧化氣氛進(jìn)行燒制,常溫-500℃,升溫2h;500-1000℃, 升溫 2h;1000-1020℃, 保溫 1h;1020-1290℃,升溫速率1℃/min;1290℃~常溫,熄火,讓窯溫自然冷卻到常溫后出窯[4]。詳見圖1。

        圖1 燒成制度曲線圖

        按上述燒成制度,改變最高燒成溫度為1270℃、1250℃、1230℃、1210℃、1190℃、1170℃、1150℃,分別進(jìn)行燒制實(shí)驗(yàn)。

        3 結(jié)果和討論

        3.1 燒成試驗(yàn)結(jié)果

        隨著最高燒成溫度的降低,所配各釉料從透明釉逐漸變?yōu)榻Y(jié)晶釉,最后變?yōu)闊o光釉。其變化情況詳見表4。

        表4 燒成試驗(yàn)結(jié)果表

        3.2 釉的結(jié)晶特性

        透明釉中加入結(jié)晶劑可以變?yōu)榻Y(jié)晶釉、無光釉。在梅子青釉中分別加入石灰石、氧化鋅,釉的組成點(diǎn)沿著梅子青-RO 連線從梅子青釉組成點(diǎn)向RO 組成點(diǎn)方向變化,分別落在硅灰石、硅鋅礦析晶區(qū)中,釉中將分別析出硅灰石晶體、硅鋅礦晶體,成為硅灰石、硅鋅礦結(jié)晶釉或無光釉;在梅子青釉中加入滑石,釉的組成點(diǎn)沿著梅子青- 滑石連線從梅子青釉組成點(diǎn)向滑石組成點(diǎn)方向變化,落在透輝石析晶區(qū)中,釉中將析出透輝石晶體晶體,成為透輝石結(jié)晶釉或無光釉;在梅子青釉中加入碳酸鋇,釉的組成點(diǎn)沿著梅子青-RO 連線從梅子青釉組成點(diǎn)向RO 組成點(diǎn)方向變化,直線未穿過鋇長石析晶區(qū),釉中不能析出鋇長石晶體,因此不能形成鋇長石結(jié)晶釉或無光釉。詳見圖2[4]。

        圖2 釉的性狀和相圖的關(guān)系

        釉的最終燒成性狀還取決于燒成制度。對于結(jié)晶釉而言,晶體的結(jié)晶和熔化一直處于動態(tài)平衡中,所以當(dāng)最高燒成溫度較低時,可形成不溶性無光釉,此時晶體均勻分布于整個釉層。當(dāng)最高燒成溫度提高時,部分晶體熔融,出現(xiàn)玻璃相,晶體均勻分布于玻璃相中,成為結(jié)晶釉。最高燒成溫度較高時,晶體全部熔融或僅殘留少量晶體,如果快速降溫,將成為透明釉;如果慢速降溫,隨著溫度的降低,以未熔晶體為晶核,或不均勻成核和均勻成核,晶體將在晶核的基礎(chǔ)上不斷長大,形成結(jié)晶釉,此時,晶體更易于分布于釉層表面,形成結(jié)晶釉;但是隨著結(jié)晶體的數(shù)量不斷增多,結(jié)晶釉將遍布整個釉層,此時便成為無光釉[5]。

        3.3 硅灰石的結(jié)晶特性

        CaO-Al2O3-SiO2三元相圖顯示,梅子青釉外加30%的石灰石,釉的組成由光澤透明磷石英區(qū),變?yōu)楣杌沂鼍^(qū),結(jié)晶體為硅灰石(CaO·SiO2)。

        從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,最高燒成溫度為1290℃時燒成的釉為透明光澤釉;最高燒成溫度為1270℃、1250℃燒成的釉為結(jié)晶釉,且隨最高燒成溫度的降低,結(jié)晶體數(shù)量逐漸增多,結(jié)晶體為硅灰石晶體,形狀為六邊毛玻璃片狀,折射率為1.63,與玻璃相較為接近,呈半透明狀,見圖3;最高燒成溫度為1230℃、1210℃燒成的釉為無光釉,表面不甚光滑;最高燒成溫度為1190℃、1170℃和1150℃燒成的釉皆未成熟,表面粗糙。詳見表4。

        圖3 硅灰石晶體顯微結(jié)構(gòu)圖

        3.4 透輝石的結(jié)晶特性

        綜合CaO-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2、CaO- MgO-SiO2三元相圖可以看出,梅子青釉外加30%的滑石,釉的組成由光澤透明磷石英區(qū),變?yōu)橥篙x石結(jié)晶區(qū)、結(jié)晶體為透輝石,分子式為CaO·MgO·(SiO2)2。

        從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,最高燒成溫度為1290℃時燒成的釉為透明光澤釉;最高燒成溫度為1270℃、1250℃時燒成的釉為結(jié)晶釉,且隨最高燒成溫度的降低,結(jié)晶體數(shù)量逐漸增多,結(jié)晶體為透輝石晶體,形狀為棉花絮狀,折射率為1.69,與玻璃相差較大,呈不透明狀,見圖4;最高燒成溫度為1230℃、1210℃和1190℃燒成的釉皆為無光釉,表面光滑,呈天鵝絨般光澤;最高燒成溫度為1170℃和1150℃燒成的釉皆未成熟,表面粗糙。詳見表4。

        圖4 透輝石石晶體顯微結(jié)構(gòu)圖

        3.5 氧化鋅的結(jié)晶特性

        ZnO-Al2O3-SiO2三元相圖顯示,梅子青釉外加30%的氧化鋅,釉的組成由光澤透明磷石英區(qū),變?yōu)楣桎\礦結(jié)晶區(qū)、結(jié)晶體為硅鋅礦(2ZnO·SiO2)。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最高燒成溫度為1290℃、1270℃燒成的釉為透明光澤釉;最高燒成溫度為1250℃、1230℃、1210℃燒成的釉為結(jié)晶釉,且隨最高燒成溫度的降低,結(jié)晶體數(shù)量逐漸增多,結(jié)晶體從零星分布到小面積分布,再到大面積分布,結(jié)晶體為硅鋅礦晶體,形狀為花朵狀,折射率為1.71,與玻璃相相差甚遠(yuǎn),為不透明狀,見圖5,此時,如欲制得遍布大晶花的結(jié)晶釉,尚需經(jīng)歷降溫至最大成核速度的溫度下保溫以形成晶核、而后升溫至最大生長速度的溫度下保溫使晶體長大的過程;最高燒成溫度為1190℃、1170℃和1150℃燒成的釉皆為無光釉,表面光滑。詳見表4。

        圖5 硅鋅礦晶體顯微結(jié)構(gòu)圖

        3.6 鋇長石的結(jié)晶特性

        BaO-Al2O3-SiO2三元相圖顯示,梅子青釉外加30%的碳酸鋇,釉的組成并未落在鋇長石析晶區(qū),故不能析出鋇長石(BaO·Al2O3·2SiO2)晶體。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最高燒成溫度為1290℃、1270℃、1250℃、1230℃、1210℃、1190℃和1170℃燒成的釉皆為透明光澤釉;最高燒成溫度為1150℃燒成的釉為無光釉,表面光滑,該無光釉應(yīng)為不熔性無光釉,即介于不熟與成熟之間的一種釉。詳見表4。

        4 結(jié)論

        (1)首先釉的析晶取決于釉的組成,當(dāng)釉的組成點(diǎn)處于某初晶區(qū)中,便能析出該晶體。以龍泉窯梅子青釉為基礎(chǔ),分別外加30%的石灰石、滑石、氧化鋅,釉的組成點(diǎn)從磷石英區(qū)中分別變?yōu)楣杌沂蹙^(qū)、透輝石初晶區(qū)和硅鋅礦初晶區(qū)中,便可析出硅灰石晶體、透輝石晶體和硅鋅礦晶體,形成結(jié)晶釉或無光釉,而梅子青釉外加30%的的碳酸鋇,釉的組成點(diǎn)沒有落在鋇長石初晶區(qū)中,不能析出鋇長石晶體,因此不能成為結(jié)晶釉。

        (2)其次釉的析晶和燒成制度有很大的關(guān)系,最高燒成溫度高,晶體全部熔融,如快速冷卻,由于釉的粘度增長很快,釉來不及結(jié)晶,便成為透明釉;最高燒成溫度低,釉中尚存殘余晶體,如冷卻速度慢,由于釉中的殘余晶體可作為晶核,或釉本身的非均勻成核或均勻成核,均可析出晶體,成為結(jié)晶釉或無光釉。

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