马小鹏 刘西民 杨中英 鲁雅文 翟军浩 马欣彤
(1 咸阳陶瓷研究设计院 陕西 咸阳 712000)(2 西安建筑科技大学华清学院 西安 710043)
延安紫砂原料评价及制陶试验(Ⅱ)
——延安紫砂原料制陶试验*
马小鹏1刘西民1杨中英1鲁雅文1翟军浩1马欣彤2
(1 咸阳陶瓷研究设计院 陕西 咸阳 712000)(2 西安建筑科技大学华清学院 西安 710043)
延安紫砂土是一种优质的紫砂陶器原料,通过在实验室制泥、宜兴某公司样品成形和烧成,取得了小批量试验成功。笔者分析了延安富县莲花池大坝紫砂土FR-1的制陶适应性能、介绍了拟定配方的指导思想及泥料技术参数的确定依据,并给出了延安紫砂陶器制作的工艺参数及配比范围。
延安紫砂土 技术参数 性能指标 配比
前言
紫砂陶器是一种深受广大消费者喜爱的陶瓷产品,主要用于日用陶和艺术陶方面,如紫砂壶、紫砂杯、紫砂电蒸煮锅、花盆、各类艺术品等。全国有很多地方生产紫砂陶制品,但当今著名、利用最好的当数宜兴的紫砂器。本试验以延安紫砂原料为基础,采用少批量中试方式,在宜兴某紫砂器生产公司成形并烧成,取得成功。对于一种新原料如何正确评判其是否有利用价值,如何使用它制造出合格的样品,需要深入的研究和艰辛的实践工作。笔者在上篇延安紫砂原料研究试验评价基础上,重点介绍了利用延安富县莲花池大坝紫砂土FR-1原料,采取塑性成形方法研制紫砂壶。由于文章篇幅原因,利用YR-2原料,采取注浆成形方法研制艺术紫砂陶过程在此不予叙述。
1.1 泥坯的制备、成形与烧成
将试验所需原料全部通过40目筛网。依设定配方称量原料,先将所配原料在快速研磨机中研磨,细度控制在250目的15%左右,出浆时通过60目筛网,烘干泥浆、打粉、通过40目筛网,然后加水搅拌均匀,加水量为19%左右。搅拌均匀后泥料需陈腐72 h,将陈腐好的泥料放入真空挤出机进行2次泥坯混炼。挤出的泥段经过切割、塑料袋密封保存待用。上述备泥过程在咸阳陶瓷研究设计院完成。
成形与烧成工序在宜兴某紫砂器生产公司完成。制坯是在制作室由制壶师傅完成;烧成是采用燃气式多孔推板窑烧成,烧成周期为13 h,最高烧成温度为1 160 ℃。
工艺流程为:
原料粉碎→配料→球磨→浆料烘干→打粉→制泥→陈腐→真空练泥→切割→密封保存→塑性成形(手工)→半阴干→修坯→干燥→烧成→磨口→检验→样品
WYFB-32-2泥坯的配方见表1。
表1 WYFB-32-2泥坯配方(质量%)
1.2 技术参数
塑性成形泥坯、烧成技术参数见表2。
1.3 WYFB-32-2 配方的化学成分(见表3)
表2 泥坯与烧成参数
表3 WYFB-32-2配方的化学成分(质量%)
1.4 样品的物理性能
样品性能按国家标准GB/T 10816-2008的规定进行测试,主要检测抗热震性能、吸水率和全线收缩率,其结果见表4。
表4 样品的物理性能
1.5 小试结果
试验成形紫砂壶20把,干燥和烧成后无一开裂、变形,全部合格。样品壶体平稳,壶嘴壶把端正到位,壶盖转动顺滑流畅。紫砂壶实物图如图1所示。
图1 紫砂壶实物图
2.1 FR-1原料适应性分析
延安原料FR-1的物化性能和矿物性能在上篇文章已作了评价。为了指导配料时的用量及满足呈色要求,需要了解其与几个主要紫砂器生产地原料的差异。以下是宜兴紫砂原矿、河北邯郸紫砂土、江西高安灰埠紫砂1号、云南保靖紫砂土的化学成分(见表5)。
由表5可以看出,延安紫砂原料FR-1与宜兴紫砂原矿A相对较接近,与其他产地原料并无大的差异。综合上篇(即Ⅰ)分析结果,FR-1是一种优良的紫砂器原料,可以作为主料使用。
2.2 配方拟定指导思想
主要采用FR-1原料,尽量提高其使用量。在考虑到收缩率、烧成变形、呈色的物理性能要求下,可少量加入瘠性原料、氧化铁粉、氧化锰外加原料;料浆细度应按紫砂塑性成形要求控制;为了保障坯体烧成时变形小,应将泥料Al2O3含量调整到20%左右;经过反复试验,在Fe2O3含量达到10%前后,即使烧成试样吸水率接近零,所烧制的试样呈色仍为砖红色,不符合当前市场对紫砂色泽的要求,故添加少量的MnO2以调配呈色。实验使用的紫砂土原料先用粗碎机进行粉碎,然后使用对辊机进行细碎,破碎后的物料进行筛选,试验所需原料的细度全部通过40目筛网。研发的紫砂泥技术参数、成形性能、烧成性能、呈色色调应与宜兴的技术相接近,化学成分应相似。
2.3 泥料配方的确立
为了实现配方拟定思想,研发小组对宜兴某制泥公司的样品进行了取样分析,表6为宜兴泥料与煅烧高岭土化学成分。
由表6中3个泥料化学成分看到,紫泥和红泥成分十分相近,可以认为主配方是相同的,不一样的是紫泥中添加了少量调色氧化物,而朱泥与前两种泥化学成分则有明显区别。参照紫泥的组成调制配方,并加入调色氧化物,经过多次试验,得到了WYFB-32-2 配方。该配方的优点是泥料性能优越,成形、干燥无变形、无开裂。
2.4 泥料主要技术参数的确定
为了保障坯体成形、干燥、烧成时不变形不开裂,泥料必须具备良好的可塑性、收缩率小、烧成范围宽的性能,这些性能是由泥料的化学组成、泥料颗粒级配、瘠性原料的比例、含水率等因素决定的。表7为宜兴大生产泥料的几个参数。
表5 几种紫砂土的化学成分(质量%)
注: 标记“#”的样品为本项目化学分析结果,未标记的来自文献资料。
表6 宜兴泥料与煅烧高岭土化学成分(质量%)
由表7可以看到,宜兴3种泥料的成形水分和干燥线收缩率数据基本接近,但250目筛余量差距很大,说明成形水分和干燥线收缩率对制品影响敏感,250目筛余较大差别之目的是制品表面光滑、粗糙之不同需求,如紫泥制品为光洁表面,筛上物颗粒大小均匀;而朱泥制品则为有粗砂质感表面,筛上物不但量多且大小不同。本试验设计试制为光洁表面紫砂壶,筛余量和紫泥接近,干燥线收缩率虽然比宜兴泥料大,但在小试时没有发生样品开裂,说明在合理范围内。此次获得的样品无明显缺陷,说明泥料、工艺和技术参数控制适当,对生产有参考价值。
利用延安紫砂土能够生产出符合国家标准技术要求、性能良好、外观优美的紫砂器制品;延安紫砂器试样的综合指标能够与宜兴紫砂器相媲美;延安应该在紫砂陶方面加强人文环境的培育,加大宣传力度,相信会造福于延安人民。
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马小鹏(1959-),硕士,教授级高级工程师;主要从事陶瓷工艺技术及色釉料的研发工作。
TQ174.7
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1002-2872(2016)12-0031-03