劉干平,李劉旒

(1.龍泉市鼎青青瓷坊,1459179768@qq.com;2.英國劍橋大學(xué)化學(xué)工程系,lavonda.li0531@gmail.com)

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(tǒng)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?shù)男稳?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與質(zhì)地之美的巔峰[1]。

近現(xiàn)代龍泉青瓷忠實地繼承了傳統(tǒng)的燒制技藝,并于2009年被聯(lián)合國教科文組織正式列入人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作名錄,接下來如何保護和傳承,以及在保護和傳承的基礎(chǔ)上如何尋求創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新性發(fā)展已然成為當前龍泉青瓷需要解決的最關(guān)鍵課題之一。

至今龍泉青瓷仍然未能達到南宋粉青和梅子青的高度,大批學(xué)者、專家、非遺傳承人及普通制瓷人仍然孜孜以求,立足傳統(tǒng),勇于創(chuàng)新,在傳統(tǒng)原料配方的基礎(chǔ)上,引進各種新原料,進行反復(fù)試驗,以求能夠達到南宋龍泉青瓷的極品釉色[2]。

鑒于此,本文以龍泉窯梅子青釉傳統(tǒng)配方為基礎(chǔ),不斷外加氧化鋅,配制7種釉,分別施于龍泉窯白胎和鐵胎上進行氧化氣氛和還原氣氛燒制實驗,以觀察釉的成熟度、玻化程度、平滑度、光澤度、透明度、氣泡、裂紋、晶體分布、呈色等性狀變化情況,研究氧化鋅對梅子青釉的始熔溫度、高溫黏度、熱膨脹系數(shù)、析晶和光學(xué)等性能的影響規(guī)律。

1 實驗

1.1 實驗設(shè)計

龍泉梅子青釉的釉料配方(質(zhì)量分數(shù))為:黃壇瓷土20%、西源瓷土45%、獅子籠紫金土3%、石灰石22%、石英10%。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。

本次實驗釉料以龍泉窯梅子青釉為基礎(chǔ),分別外加質(zhì)量分數(shù)5%、10%、15%、20%、25%、30%的氧化鋅,包括梅子青釉共配制7種釉,各原料的化學(xué)組成見表1、各釉料的化學(xué)組成見表2。

表2 各釉料化學(xué)組成表 單位:%

1.2 制備工藝

1.2.1 胎體的制備流程

坯料→淘洗→過150 μm篩→干燥成泥→成型→素?zé)?/p>

本實驗施釉胎體分別選用龍泉白胎和鐵胎。白胎主要表現(xiàn)釉的呈色效果,而鐵胎意在體現(xiàn)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150 μm篩→釉漿。

1.2.3 施釉

首先采用浸釉法上底釉,浸釉30 s,自然晾干,其次進行噴釉,總共進行三次噴釉,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

分別采用氧化氣氛和還原氣氛進行燒制。

氧化氣氛進行燒制:常溫～500 ℃,氧化升溫3 h;500～1 000 ℃,氧化升溫2 h;1 000～1 020 ℃,氧化保溫2 h;1 020～1 270 ℃,氧化氣氛升溫,升溫速率1 ℃/min;1 270 ℃,氧化氣氛保溫30 min;1 270 ℃～常溫,熄火,自然冷卻到常溫后出窯。詳見圖1。

圖1 氧化氣氛燒成曲線圖

還原氣氛進行燒制:常溫～500 ℃,氧化升溫3 h;500～1 000 ℃,氧化升溫2 h;1 000～1 020 ℃,氧化保溫2 h;1 020 ℃轉(zhuǎn)為還原氣氛,1 020～1 270 ℃,還原氣氛升溫,升溫速率1 ℃/min,1 270 ℃,還原氣氛保溫30 min;1 270 ℃～常溫,熄火,自然冷卻到常溫后出窯。詳見圖2。

圖2 還原氣氛燒成曲線圖

2 結(jié)果與討論

2.1 燒成實驗結(jié)果

隨著外加氧化鋅比例的增大,釉料成熟度、?；潭取⒂悦嫫交?、光澤度、透明度,釉層氣泡數(shù)量和大小、裂紋,釉的呈色大致呈現(xiàn)循序漸進的變化。其變化規(guī)律和變化程度詳見表3。

表3 燒成實驗結(jié)果表

2.2 氧化鋅對始熔溫度的影響

由圖3可知,隨著氧化鋅含量的增加,釉的組成點從光澤透明磷石英區(qū)逐漸向硅鋅礦初晶區(qū)轉(zhuǎn)變,兩區(qū)之間的交線為低共融線。因此,隨著氧化鋅含量的增加,釉的始熔溫度先降低后升高,如圖3所示。

圖3 ZnO-Al2O3-SiO2相圖

2.3 氧化鋅對釉黏度的影響

氧化鋅對釉黏度的影響可從以下幾個方面來分析。

1)從燒成制品外觀圖可以看出,隨著氧化鋅含量的逐漸增大,釉的成熟度、?；潭取⑵交?、光澤度、透明度逐漸變好。這些現(xiàn)象說明隨著釉中氧化鋅含量的逐漸增大,釉的高溫黏度逐漸變小。

2)從表3燒成實驗結(jié)果中的顯微氣泡圖可以看出:梅子青釉中的總氣泡數(shù)量很多,尺寸大的氣泡占比很大、分布密集;加入5%氧化鋅后總氣泡數(shù)量急劇減少,尺寸大的氣泡占比變小、分布稀疏;加入10%氧化鋅后總氣泡數(shù)變化不大,但尺寸大的氣泡已是零星分布;加入15%、20%、25%、30%氧化鋅后總氣泡數(shù)基本不變,已不存在尺寸大的氣泡,只依稀分布著一些小氣泡。這說明,氧化鋅降低釉黏度的能力很強,使得釉中的氣泡能夠順利排出。

3)從表3中鐵胎的氧化燒成實物圖可以看出,梅子青釉和梅子青釉外加5%氧化鋅配成的釉在氧化氣氛下燒成的制品存在嚴重起泡和孔洞現(xiàn)象,梅子青釉外加10%氧化鋅配成的釉在氧化氣氛下燒成的制品存在輕微起泡和孔洞現(xiàn)象,而梅子青釉外加15%、20%、25%、30%氧化鋅所配成的釉在氧化氣氛下燒成的制品均表面光滑,光澤度好,不存在起泡和孔洞現(xiàn)象。鐵胎制品采用氧化氣氛燒成時,釉層表面的起泡和孔洞現(xiàn)象,其原因在于釉層封閉時釉的黏度高,致使鐵胎中Fe2O3分解產(chǎn)生的氧氣被封閉在釉層里面,隨著溫度的升高,釉的黏度降低,被釉層封閉的大量氧氣集中沖破釉層,便產(chǎn)生起泡、孔洞,甚至縮釉等現(xiàn)象;而當釉層封閉、釉的黏度低時,鐵胎中Fe2O3分解產(chǎn)生的氧氣便可以順利從釉層排出,不存在起泡和孔洞現(xiàn)象。氧化鋅在1 100 ℃左右的中低溫范圍就可以明顯降低釉的黏度,而這種突出作用隨著溫度的增加,其黏度曲線的下降斜率平緩。這表明,在中低溫時氧化鋅降低黏度的作用較為突出,而在高溫下,氧化鋅降低黏度的作用減弱。正是由于氧化鋅的這種特性,使得外加氧化鋅配制的釉在中低溫釉層封閉時,釉的黏度大幅降低,氣泡能夠順利排出,不存在大量氣泡集中排出的現(xiàn)象,便不會產(chǎn)生起泡、孔洞等現(xiàn)象。因此,隨著外加氧化鋅數(shù)量的增多,鐵胎制品在氧化氣氛下起泡和孔洞的現(xiàn)象逐漸消失。

2.4 氧化鋅對釉膨脹系數(shù)的影響

從燒成實驗結(jié)果表可以看出,采用還原氣氛燒制,隨著氧化鋅含量的逐漸增大,鐵胎制品釉的裂紋按細碎網(wǎng)格狀裂紋—小片網(wǎng)格狀裂紋—大片網(wǎng)格狀裂紋的規(guī)律變化,而采用氧化氣氛燒制加入氧化鋅的釉裂紋很少出現(xiàn)甚至不出現(xiàn)。說明釉的熱膨脹系數(shù)隨氧化鋅含量增加而逐漸減小。

根據(jù)索特和文凱爾曼的資料計算可得梅子青釉的熱膨脹系數(shù)為0.74×10-7/℃,而氧化鋅的熱膨脹系數(shù)為0.70×10-7/℃,因此,按加和法計算,增加氧化鋅能夠減小釉的熱膨脹系數(shù),從而使釉裂減輕甚至不出現(xiàn)裂紋[3]。

2.5 氧化鋅對釉析晶的影響

實驗結(jié)果表明,隨著釉中氧化鋅含量的增加,氧化氣氛燒制的鐵胎制品底部逐漸出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象,并且從零星結(jié)晶到小面積結(jié)晶再到大面積結(jié)晶;而還原氣氛燒制的鐵胎制品卻未出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。

從ZnO-Al2O3-SiO2三元相圖可以看出,對于梅子青釉,隨著ZnO含量的增加,釉的組成沿著梅子青釉與ZnO的連線從光澤透明磷石英區(qū),逐漸向ZnO·2 SiO2硅鋅礦初晶區(qū)轉(zhuǎn)變,因此釉面將析出硅鋅礦晶體,生成硅鋅礦結(jié)晶,并且隨著外加ZnO量的逐漸增加,釉的結(jié)晶面積逐漸增大[4]。

2.6 氧化鋅對釉的光學(xué)性質(zhì)的影響

實驗結(jié)果表明,隨著釉中氧化鋅含量的增加,釉的色調(diào)變化不大,只是色飽和度變低,氧化氣氛燒制釉的顏色由深黃色變?yōu)闇\黃色直至黃白色,還原氣氛燒制釉色由青中帶藍色逐漸變?yōu)榍嗌敝燎喟咨?。由于氧化鋅的加入,相當于氧化鐵的相對含量減少。因此,無論氧化氣氛燒制還是還原氣氛燒制釉色皆變淡,且變淡的程度與氧化鋅的加入量呈正相關(guān)關(guān)系。

隨著硅鋅礦晶體的析出,釉層逐漸失透,同時釉層玻璃體中的鐵離子進入晶體的晶格中,致使釉層玻璃體中鐵離子減少,釉的呈色變淺。釉中氧化鋅含量越多,析出晶體越多,進入晶體的鐵離子越多,釉的色調(diào)越顯淺淡。

3 結(jié)論

1)氧化鋅起降低釉的始熔溫度的作用,但并不是正相關(guān)關(guān)系,而是隨著氧化鋅含量的增加,釉的始熔溫度先降低后升高。

2)氧化鋅在中低溫范圍就可以明顯降低釉的黏度,而且這種突出作用還在于,隨著溫度的增加,其黏度曲線的下降斜率平緩,在中低溫時氧化鋅降低黏度的作用較為突出,而在高溫下,氧化鋅降低黏度的作用則減弱。

3)氧化鋅有減小釉的熱膨脹系數(shù)的作用,釉的熱膨脹系數(shù)隨氧化鋅含量增加而逐漸減小,從而使得釉的裂紋從細碎變?yōu)榇执?甚至不出現(xiàn)裂紋。

4)釉中加入氧化鋅,釉面將析出硅鋅礦晶體,并且隨著釉中氧化鋅含量的增加,釉面出現(xiàn)從零星結(jié)晶到小面積結(jié)晶再到大面積結(jié)晶現(xiàn)象。

5)隨著釉中氧化鋅含量的增加,釉的顏色由深色變?yōu)闇\色,甚至變?yōu)榈咨?/p>