定瓷烧成工艺浅谈

2013-09-03 09:58:22王淑昌
陶瓷科学与艺术 2013年2期
关键词:定瓷窑炉坯体

王淑昌

河北省曲阳陈氏定窑瓷业有限公司 曲阳 073100

陶瓷生产工艺的过程本身就是一门艺术,我们把它称为“土与火的艺术”,是说通过科学有序的烧成工艺,使土与火有效交融,最终获得陶瓷产品的艺术效果,使土与火的价值达到艺术化的最佳值。

定瓷烧成即对定瓷半成品生坯进行高温焙烧,经过一系列的物理、化学变化,使之成为陶瓷成品的过程,是定瓷生产中的关键工序。这个过程按烧成温度可分为四个阶段,各个烧成阶段坯体所发生的变化都不尽相同,其温度变化起到的作用也是各不相同的。

一、烧成工艺

1、室温——300℃

红釉梅瓶

这一阶段其实就是坯体干燥过程的延续。我们说坯体充分干燥后才能装窑,只是我们凭肉眼观察的一般意义上的自然干燥,从科学角度来说,坯体内还有一部分不能通过自然干燥排出的水分,这就需要借助外力,即窑炉来加热,促使坯体内残留的水分排除。此时,坯体发生的是物理变化,不会导致其化学成分的变化。此阶段加热时间的长短主要取决于坯体入窑时的水分含量。另外,坯体的厚薄、装窑方法、装窑坯体密度等可影响坯体的含水量及其排出速度。定瓷拉坯产品经过950℃素烧,坯体产生少量收缩,其强度和气孔率均有所增大,所以在第二次入窑烧成室温至800℃阶段升温速度可以快些,不会造成坯体因水分急剧蒸发而开裂。注浆产品则不同,为一次烧成,坯度施釉后湿度高,入窑时水分较大,其中一些坯体的支垫水分也较大,所以在此阶段要严格控制升温速度,尤其是大件厚壁的产品更应严格控制,以避免升温过快而造成开裂缺陷。另外,夏季空气湿度大,坯体入窑时含水量也相对较大,其产品更容易出现缺釉、滚釉现象,其原因就在于夏季空气湿度大,温度高,压力低,烟囱的抽力不足,在窑炉加温时产生的水蒸气不能及时排除,则导致了缺釉、滚釉缺陷。拉坯产品经过素烧,水分已经排除,坯体发生收缩,固体颗粒联结紧密,里外同时施釉的阔口产品更容易被水蒸汽浸透,而这类产品一般装在窑炉上层,温度相对较高、水蒸汽密度较大,釉层收缩、凝聚时产品口沿、底部的水分不能及时排出,更容易造成产品的缺釉、滚釉缺陷。

定窑油滴盏

2、氧化分解阶段:300℃度—950℃

此时坯体中所含的有机物、碳酸盐及含铁化合物等都发生氧化分解,是坯体烧成的关键阶段之一。

定瓷配方中含有大量的紫木节,另有少部分砂石、窑炉渣等,这些原料里的主要有机物、碳素都在此阶段发生氧化反应,产生气体排放出来。此阶段必须保持氧化焰烧成气氛,如果不将有机物与碳素彻底燃烧干净排除尽,待釉层熔融后将坯体气孔封闭,就很难再烧熔排尽,从而造成烟熏、气泡等缺陷。严重时甚至连架支和产品底部都变成黑色或布满气泡。这就是碳素等未被完全排除,被已熔融的釉封闭,随着温度升高,碳素有机物气化产生气泡,排除体外不畅通所至。

温度在573℃时,配方中的石英发生晶型转变,只是一瞬间。因时间较短,结构不发生特殊变化,因而晶型转变较容易进行,体积变化也不大,在0.82%左右,此时一部分水分已排除,气孔率增加,坯体不会发生剧烈膨胀而致崩裂。

3、高温阶段:950℃度——烧成温度

此阶段氧化和分解作用继续进行,形成大量的液相与莫来石,坯体的玻璃相随着温度升高而逐渐增多。这种玻璃相溶解石英颗粒、黏土分解物,Al2O3与SiO2又重新生成新结晶——莫来石。过剩的SiO2则转化为方石英,与莫来石晶体一起构成坯体的骨架(我们的梭式窑炉用的高温棉就是莫来石晶体)。此阶段石英晶型转变,由石英转变为方石英,体积增大15%左右。此时,玻璃态液相填充所有颗粒间隙,起胶合作用,使制品形成一个整体,不会因晶型转变而发生开裂。但液相量过多会导致坯体变形,只有合理控制原料配方中各氧化物的含量、烧成温度、保温时间,才能掌握此时坯体的液相量,使既不欠火烧生,又不致因过火而导致制品变形。

4、保温——冷却阶段

定瓷烧成达到要求温度不能马上停火,要进行适当时间的保温,不使温度急剧下降,按梭式窑说至少要保温一个小时。定瓷烧成的冷却阶段采取的是自然降温,当温度降到100℃左右时才可稍打开窑门,待窑内外温度平缓对流后出窑。

在保温——冷却阶段,定白瓷没有特殊要求,保温后只要自然降温即可。定窑色釉则不同,因定窑色釉属于铁结晶釉,它最灿烂的窑变即来自这关键的保温——冷却阶段。待达到一定温度,适当保温后,结晶釉析出晶体,形成从色泽到肌理的万千变化。如降温太快,错过了结晶要求的温度,使形不成晶体,或没有充分形成晶体,则色定艺术效果就不明显。所以,在定瓷烧成中,色定和白定要分开烧,既达到艺术效果,又不会浪费能源。

二、总结

从长期的工作实践中,我得到了一些体会。中医治病讲究“望、闻、问、切”,针对定瓷烧成工艺,我也总结出四个字:望、闻、观、切。

首先说“望”。从装窑工艺开始就要观望,安排布局是否合理,产品间隔密度大小,以防造成局部烧生或过火、窝烟等缺陷。还要看棚板是否平整,上下层棚板是否对齐,支柱上下是否呈一条直线,以免在高温烧成中发生倒柱现象,造成一损俱毁。装好窑后,窑车推进窑室内要看两侧间隙是否相当,如果有距离差距,在烧成中窑车两侧温度就会不一致,造成产品受温程度不一,壁面效果不统一。

“闻”就是闻气味。点火后随着温度的升高,坯体的水分逐渐排除坯体外,打蜡产品口沿、足底部位的蜡渐渐融化,因此时温度相对较低,烟囱抽力不足,产生的蒸汽不能及时排出,便有一股刺鼻的气体直冲眼鼻,那是蜡在熔化,混合着不能充分燃烧的气体一齐排出窑外。如果凑近窑门,便感觉一股湿热扑面而来。所以,点火后窑门应留5——10厘米的间隙,便于蒸汽排出窑外。待到窑门前感觉不到湿热时再关闭窑门,此时温度应在350℃度左右。

“观”就是要时刻注意观察窑内外的一切情况。比如,升温的速度、气的压力应随着温度升高而逐渐加大;在风与燃气的调节中,如果进风口调节过大,火嘴便会被吹灭,要随时观察并调节到最佳状态,进风与燃气应保持一致,既充分氧化又不致因进风大而浪费能源。这是窑内的一些情况。在温度升高到将近1200℃度时,窑壁有阴影;达到1250—1260℃度时,火的颜色呈米黄色,肉眼看去发白,呈网络状;到1310℃度时,火的颜色是浅黄色,黄中泛白,看上去是白点,而不是网络状,此便是定瓷烧成要求的最高温度。这是烧成中的观火辨温,而窑锥只是起个参考作用,因窑锥误差在20℃左右尚属正常。保温时间长短应根据装窑的密度适当控制。最上层温度较高,又是拉坯产品,坯体较薄,体积较大,装窑密度小,拉坯产品用的定瓷白釉成熟温度范围较窄,如果下层装窑密度较大,应适当延长保温时间,使上下温差尽量平衡。但温度可略有降低,否则容易造成产品流釉露白、粘底、变形等缺陷。有一次,烧成过程中温度数字显示仪在高温时出了故障,通过观察窑内情形判断窑内温度比仪表显示的温度高,于是我果断采取措施,降低保温时间,结果产品出窑釉色正常,没有发生烧成缺陷,避免了损失。

“切”就是要切身体验,要把窑炉作为自己心爱的庞物,或是必要的交通工具,要了解它的脾性,熟悉它的功能,有维护它的爱心,有接近它的愿望。这样,窑炉稍有反常状况就能判断出问题所在,并尽力去克服它,控制它,使它最有效率地为我们工作。总而言之,在烧成工作中一定要把握烧成工艺的关键因素,才能获得产品的完美艺术效果和经济效益。

黑釉碗

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