劉干平

摘 要：通過改變長石與石灰石的相對含量并考慮不同品種的長石進行釉料的調(diào)配，獲得了鉀長石-石灰石、鉀鈉長石-石灰石、鈉長石-石灰石3個系列共18種釉施于白胎上。通過不斷改變還原結(jié)束溫度對所制釉料制品進行燒制，觀察各燒成制品的釉色變化，推算出釉的始熔溫度，進而對鉀長石、鉀鈉長石、鈉長石與石灰石調(diào)配的始熔溫度的變化規(guī)律進行分析和討論。

關(guān)鍵詞：長石；石灰石；釉；呈色；還原結(jié)束溫度；始熔溫度

長石與石灰石是最重要的兩種陶瓷原料，其中長石分為鉀長石、鉀鈉長石、鈉長石。長石與石灰石的調(diào)配是最簡單的釉料調(diào)配，可看作是一切釉料調(diào)配的基礎(chǔ)。只有充分了解和掌握長石與石灰石調(diào)配比例與釉料性能及性狀之間的關(guān)系，才能得心應(yīng)手地進行釉料調(diào)配的理論研究和生產(chǎn)實踐。釉料最重要的性能毋庸置疑為熔融性能。釉的熔融是指釉料從開始熔融到完全熔融的一個過程[1]，因此，抽象地說，釉的熔點并不是一個溫度點，而是一個范圍，即一個從始熔溫度到成熟溫度的范圍，其中，釉料軟化后繼而開始熔融的溫度稱為始熔溫度。溫度到達始熔溫度后，釉層逐漸封閉，故可將始熔溫度當之為釉層封閉的溫度[2]。

陶瓷產(chǎn)品缺陷中大部分是釉缺陷，其中又以氣泡、針眼居多。造成這種缺陷原因之一是在釉配方設(shè)計時，釉的始熔溫度確定不當引起的，即在坯釉物理化學變化時，還沒有完全逸出氣體，釉就開始熔融，導(dǎo)致氣體通過釉層阻力增大，冷卻時容易留下氣眼[3]。在工藝上一般的要求是：釉的始熔溫度盡量高，在釉開始熔融前，碳酸鹽、硫酸鹽及其他有機物分解、氣體和空氣能自由地通過釉層，使各種反應(yīng)充分進行，盡可能使坯內(nèi)氣體逸出，從而形成良好的釉面[4]。另外，在采用還原焰燒成時，氣氛轉(zhuǎn)換溫度的高低直接關(guān)系制品是否出現(xiàn)沖泡、發(fā)黃、吸煙等缺陷。氣氛轉(zhuǎn)換溫度主要根據(jù)釉的始熔溫度確定，即在始熔溫度前，釉層必須得到充分還原。始熔溫度后釉層封閉，還原氣體已不能進入釉層了[5]，因此，始熔溫度的確定對于釉配方設(shè)計就顯得尤為重要[6]。

1 實驗

1.1 實驗設(shè)計

改變長石和石灰石的相對含量進行釉料的調(diào)配，其中長石按鉀長石、鉀鈉長石和鈉長石，分別與石灰石調(diào)配形成鉀長石-石灰石、鉀鈉長石-石灰石、鈉長石-石灰石三大系列釉，每一系列包括質(zhì)量分數(shù)5%石灰石、10%石灰石、15%石灰石、20%石灰石、25%石灰石及30%石灰石6種釉。此外，為便于分析釉料組成對釉呈色的影響，從而確定始熔溫度，采用化學純氧化鐵進行調(diào)節(jié)。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。

1.2 制備工藝

1.2.1 胎體和釉料的制備流程

胎體：坯料→淘洗→過100目篩→干燥成泥→成型→素燒。為避免胎的顏色對釉呈色的干擾，本實驗施釉胎體選用龍泉弟窯白胎。

釉料：釉用原料→濕法球磨→過100目篩→釉漿。

1.2.2 施釉

首先采用浸釉法上底釉，然后在底釉的基礎(chǔ)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。

1.2.3 燒成制度

用還原氣氛進行燒制，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 ℃開始還原，1 020～1 090 ℃，還原氣氛燒制，升溫速率1 ℃/min； 1 090 ℃終止還原，改為氧化氣氛進行燒制，1 090～1 230 ℃，氧化氣氛燒制，升溫速率1 ℃/min；1 230～1 230 ℃，氧化保溫30 min；1 230 ℃～常溫，熄火，讓窯溫自然冷卻到常溫后出窯[6]，如圖1所示。

按上述燒成制度，改變終止還原溫度為1 110、1 130、1 150、1 170、1 190、1 210、1 230 ℃，分別進行燒制實驗。

2 結(jié)果和討論

2.1 燒成試驗結(jié)果

通過燒成制品色調(diào)和色度的觀察可知，對于同一種釉采用不同燒成制度，即終止還原的溫度不同而得到各種不同的燒成結(jié)果，燒成實驗結(jié)果詳見表4。

2.2 釉的始熔溫度推算原理

當釉中Fe2O3質(zhì)量分數(shù)為1.0%～1.5%時，采用氧化氣氛燒成制品呈黃色，還原氣氛燒成制品呈綠色或藍色[7]。

根據(jù)燒成曲線可知，所有實驗燒成溫度為1 230 ℃，其間開始還原溫度均為1 020 ℃，但終止還原溫度不同，分別為1 090、1 110、1 130、1 150、1 170、1 190、1 210、1 230 ℃。當還原結(jié)束溫度低于始熔溫度，即在釉層封閉前終止還原，則制品將被二次氧化，呈現(xiàn)黃色；而在釉層封閉后，氣氛將不再起作用，直至燒成仍呈現(xiàn)黃色。當還原結(jié)束溫度高于始熔溫度，即在釉層封閉后結(jié)束還原，則制品在釉層封閉前已被還原為綠色或藍色；而在釉層封閉后，氣氛將不再起作用，直至燒成仍呈現(xiàn)綠色或藍色。因此，可根據(jù)燒成制品的變色，即在釉色從黃色變?yōu)榫G色或藍色的溫度區(qū)間，估算出釉層封閉溫度，即始熔溫度。

2.3 釉的始熔溫度變化規(guī)律

根據(jù)始熔溫度推算原理，觀察不同還原結(jié)束溫度的燒成制品的呈色變化，從黃色變?yōu)榫G色或藍色的溫度區(qū)間，估算出各釉的始熔溫度，見表5，并繪制出始熔溫度與釉組成的關(guān)系曲線，如圖2、圖3所示。

從圖2和圖3可以看出，長石與石灰石混合，隨著石灰石含量的增加，釉的始熔溫度先降低到達最低點然后升高，其始熔溫度值及最低始熔溫度組成點皆因長石品種不同而異。鉀長石與石灰石混合，各釉料的始熔溫度值較高，最低始熔溫度組成點在石灰石含量5%處；而鈉長石與石灰石混合，各釉料的始熔溫度值較低，最低始熔溫度組成點在石灰石含量20%處。鉀鈉長石與石灰石混合，各釉料的始熔溫度值最低，最低始熔溫度組成點在石灰石含量10%處。

上述始熔溫度估算結(jié)果基本與理論分析相符。釉料調(diào)配在低共熔點出現(xiàn)液相，隨著溫度的升高，液相逐漸增多，當液相達到一定比例后釉層被封閉，與此對應(yīng)的溫度即為始熔溫度。對于鉀長石系列釉，因鉀長石分解生成白榴石晶體與石英共熔體，成為玻璃態(tài)粘稠物，溫度升高液相量逐漸增多，因此，液相增加緩慢，始熔溫度高；而鈉長石的開始熔融溫度比鉀長石低，其熔化時沒有新的晶相產(chǎn)生，液相的組成和未熔長石的組成相似，故液相增加很快，始熔溫度低。對于鉀鈉混合長石系列，存在混合堿低共熔效應(yīng)，使得低共熔點溫度降低，從而導(dǎo)致始熔溫度降低，并且低于鉀長石系列和鈉長石系列[8]。

3 結(jié)論

1）根據(jù)始熔溫度推算原理，觀察各不同還原結(jié)束溫度的燒成制品的呈色變化，從黃色變?yōu)榫G色或藍色的溫度區(qū)間，估算出各釉的始熔溫度。

2）長石與石灰石混合，隨著石灰石含量的增加，釉的始熔溫度先降低到達最低點然后升高，其始熔溫度值及最低始熔溫度組成點皆因長石品種不同而異。

參考文獻

［1］加藤悅?cè)?釉藥基本配制[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1989：58-65.

[2]李計元.淺析利用高溫物性測試儀研究釉的熔融性能 [J].中國陶瓷工業(yè)，2017，24（1）：27-30.

[3]詹益州.解決高溫強化瓷釉面針孔缺陷的研究[J].中國陶瓷工業(yè)，2009，16（4）：15-17.

[4]金鳳蓮，胡志強. 長石生料釉始熔溫度計算[J].陶瓷工程，1994，27（6）：34-37.

[5]賀宗武. 陶瓷釉料釉始熔溫度實用計算公式研究[J].佛山陶瓷，2002，58（1）：11-13.

[6]宛良德，劉振群. 陶瓷還原氣氛燒成的研究[J].景德鎮(zhèn)陶瓷學院學報，1994，15（2）：21-28.

[7]趙青南，張谷蘭. 青瓷釉顯色過程研究[J].陶瓷工程，1994，27（6）：12-15.

[8]趙彥釗，殷海榮.玻璃工藝學[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006：24-31.

（責任編輯：姚佳良）

［收稿日期］2022-12-14