中温快烧仿玉石青釉的试制

吴艳芳　叶晓平　梅红玲　张敏华

摘 要：本文以CuO为着色剂，通过正交实验法优化超白基础釉及色釉配方，利用干粉布料成型及施釉工艺，在1200 ℃氧化气氛下烧成，得到呈色自然、质感脂腻、釉面平整且具有较好艺术效果的的仿玉石釉样品。

关键词：中温；快烧；仿玉石釉；氧化气氛；干粉布料

1 引言

玉石是与火山-热液活动有关的化学沉积产物，广义上所涉及的玉[1]不仅包括和田玉、翡翠，还包括玉髓、岫岩玉、南阳玉、水晶、玛瑙、琥珀、珊瑚、绿松石及青金石等其它传统玉石。现代矿物学将玉分为硬玉与软玉两大类，硬玉即翡翠，颜色有白、紫、绿等，绿色为最佳；而软玉主要有白玉、青白玉、黄玉、紫玉、墨玉、碧玉、青玉和红玉等[2]。其中，纯色或色如机油为佳品，多数美玉夹杂两种以上的色泽。

自古以来，玉器都有非常高的审美价值，也有着非常强的装饰效果。现今，人们对玉石的要求日益增高，尤其是在首饰装饰上，玉石的镶嵌提高了首饰的经济价值及装饰效果。但是，玉石属不可再生资源，高品质玉石价格昂贵，使普通民众望而却步。目前，市场上普通的仿玉石装饰材料多属有机材料，不仅仿真度低，在空气中还易被氧化，且耐酸碱腐蚀性差。而陶瓷材料在高温烧成后具有稳定的物理化学性能，因此，利用无机非金属材料开展仿玉石釉的研制具有广阔的市场前景。

2 实验内容

本文通过查找相关的文献资料[3，4]，拟定了实验方案。

2.1 实验原料

本实验选用常见的陶瓷原料，进行仿玉石青釉的试制，所用原料化学组成如表1所示。

2.2 实验过程

（1）原料处理：实验所需的滑石进行预煅烧处理。

（2）坯料配方：实验选择课题组自主研发的中温陶瓷坯料配方，该配方于1200～1220 ℃中温氧化气氛烧成后，吸水率<0.5%。

（3）实验参数：

1）坯料球磨参数：料：球：水=1：1：0.85；

2）釉料球磨参数：料：球：水=1：1.5：0.7；

3）快速球磨机球磨时间：20 min；

4）坯、釉料细度：120目筛；

5）坯、釉料烘干温度：恒温200 ℃；

6）烧成升温曲线：如图1所示；

7）烧成时间：6～7 h。

（4）实验设备：实验所用的仪器设备如表2所示。

2.3 探索性实验

自然界中普通的绿色系玉石表面通常含有少量乳白色杂质（即瑕疵），为使仿玉石釉釉面效果更逼真，本实验试制的釉料分为超白基础釉料与色釉料。通过查阅相关文献资料，选定三组配方进行探索性实验[5-7]，如表3所示。

将三组配方的试样置于相同的烧成曲线下烧成，根据实验外观效果选定FY-2进行正交实验。

2.4 正交实验

据探索性实验结果及釉料组成分析，在中温快烧环境下影响釉面效果的主要因素为钾长石、硼酸钙、滑石与骨灰的用量，本实验通过调整以上四种原料的用量以优化釉料配方。正交实验设计[8]如表4及表5所示。

本次正交实验样品主要采用浸釉法施釉，浸釉时间为4 s，试样烧制结果如图2及表6所示。

3 结果分析与讨论

3.1 正交实验结果分析

正交实验结果分析处理如表7所示。由表7可知，本次正交实验各因素的主次顺序依次为：A→C→D→B。因此，超白基础釉配方的最佳组合条件为A1C1D2B1，最佳配方如表8所示。

3.2 CuO添加量对色釉料外观效果的影响

由于CuO在氧化气氛中烧成时，易形成蓝、绿色调，因此，本实验在超白基础釉的基础上，引入CuO为着色剂，通过调整其加入量以改变釉料色调。实验以FY-A配方为基础，拟定基础釉物料干重为100 g，逐一添加0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g、1.0 g、1.2 g、1.5 g、2.0 g及3.0 g含量的CuO，经过1200 ℃氧化气氛烧成后，釉面效果变化如表9所示。

从表9可以看出，随着氧化铜含量逐渐增加，釉面色泽逐渐变深，当氧化铜含量超过1.5%时，釉面脂腻感逐渐降低，光泽度逐渐增强。这主要是因为CuO在高温状态时可能含有Cu+、Cu2+、Cu、CuO及Cu2O等5种状态，不同的烧成制度和烧成气氛都会影响它们之间的平衡关系。在氧化气氛下，釉中铜的状态以Cu2+为主，有非常少量的CuO，由Cu2+形成的CuO发出的波长正好在可见蓝色光波长区域附近，Cu2+ 能显示出蓝色[9，10]。此外，本实验基础釉以碱性釉为主，为Cu2+的发色提供了良好的着色基础。因此，当CuO含量为1%时，釉面色泽最佳，最佳色釉料配方如表10所示。

3.3 成型工艺

为保证仿玉石制品外观效果，本实验对比了湿法上釉与干粉布料法施釉工艺对制品外观的影响。湿法上釉主要是将加工成型后的坯体先施色釉料（主要以浸釉为主），再使用毛笔或其他工具将超白基础釉刷至色釉料表面，使用湿法上釉烧制出的制品釉面光滑、润泽，但是无法保证仿玉石釉中白色点状瑕疵的自然分布。因此，根据实验要求，探索了干粉布料施釉工艺[11]，施釉工艺步骤如图3所示。

由图3可知，该工艺中釉料需经烘干、研磨及过筛处理，随后按比例称好超白基础釉釉料与色釉料，可根据制品外观要求灵活调整两者比例。本实验中超白基料：色釉料：超白基料=0.8：1.0：0.2。在完成坯体压制后，加入超白基料后混入色釉料，最后加入微量超白基料，使用粉末压片机压制成型得到干粉布料成型制品。试样在1220 ℃的氧化气氛下烧成，所得的仿玉石釉样品呈色自然、质感脂腻、釉面平整，有较好的艺术效果，如图4所示。

4 结论

本文通过探索性实验初步确定基础釉配方，再通过正交实验得到优化配方。实验表明，仿玉石釉超白基础釉优化配方（wt%）为：钾长石37.14、硼酸钙6.67、滑石15.24、骨灰5.71、石英17.14、碳酸锶8.57、白云石9.52；仿玉石釉色釉料优化配方（wt%）为：钾长石36.77、硼酸钙6.60、滑石15.09、骨灰5.65、石英16.97、碳酸锶8.49、白云石9.43、CuO0.99。使用该配方通过干粉布料施釉工艺，在1220 ℃氧化气氛下烧成所得的仿玉石釉样品呈色自然、质感脂腻、釉面平整，有较好的艺术效果。

参考文献

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[2] 贺林芳，李红中，徐丽.新疆和田玉的性质特征及其成矿机理探讨[J].中山大学研究生学刊，2009（01）：55～62.

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[4] 洪琛，沈华荣，陈云霞，等.中温玲珑釉的制备及影响因素的研究[J].中国陶瓷，2013（09）：53～57.

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[10] 李伟东，黄建国，孙承绪，等.R2O-RO-Al2O3-B2O3-SiO2系统快烧自生乳浊釉的化学组成与分相行为[J].中国陶瓷，2001（01）：7～11.

[11] 马宝虎，牛冬.陶瓷墙地砖干法施釉技术[J].中国陶瓷，1991（06）：40～45.