刘干平,谈梅英,李刘旒,刘小文
摘 要: 以龙泉窑梅子青釉为基础,逐步外加滑石配制7种釉,施于龙泉窑铁胎上,针对釉的分相特性和结晶特性分别采用不同烧成制度进行实验,以观察釉的成熟度、玻化程度、平滑度、光泽度、透明度、气泡、裂纹、呈色、晶体分布等性状变化情况并结合相图,推论出外加滑石对釉的始熔温度、成熟温度、高温粘度、表面张力、热膨胀系数、光学、分相和结晶等性能的影响规律。
关键词:梅子青釉;外加滑石;性能;性状;分相;结晶
1 前 言
龙泉窑以烧制青瓷而闻名,始于五代,盛于南宋。龙泉青瓷传统上分为哥窑和弟窑,哥窑胎色灰黑、釉面开片、端庄典雅,古时“紫口铁足”、“金丝铁线”是对其最恰当的形容;弟窑胎白釉青、釉色晶莹、温润如玉,南宋的粉青、梅子青达到了青瓷釉色的巅峰。
以梅子青釉为基础,不断外加滑石,得到一系列釉。从滑石的分子式3MgO·4SiO2·H2O可以看出,增加滑石,一方面相当于增加碱土金属氧化物MgO的含量,使得釉的组成逐渐接近于透辉石析晶区,碱土金属氧化物在釉中呈过饱和状态,从而析出晶体,变为无光釉;另一方面相当于增加釉中SiO2含量,釉的组成逐渐接近于二液区,产生分相作用,形成乳浊釉。
2 实验
2.1 实验设计
龙泉梅子青釉的釉料配方为:西源瓷土45%、黄坛瓷土20%、狮子笼紫金土3%、石灰石22%、石英10%[1]。该釉配方原料取自龙泉本地瓷土,适用性广、稳定性好、烧成温度范围宽。
本次所实验之釉料以龙泉窑梅子青釉为基础,分别外加5%、10%、15%、20%、25%、30%的滑石,包括梅子青釉共配制7种釉,各原料的化学组成见表1、各釉料的原料配方见表2、各釉料的化学组成见表3。
2.2制备工艺
2.2.1胎体的制备流程
坯料→淘洗→过100目筛→干燥成泥→成型→素烧。
本实验施釉胎体分别选用龙泉铁胎,有利于表现釉的呈色和开片情况。
2.2.2釉料的制备流程
釉用原料→湿法球磨→过100目筛→釉浆
2.2.3施釉
首先采用浸釉法上底釉,然后在底釉的基础上进行喷釉,确保釉层厚度达到1-1.5mm。施釉完成后,刮洗干净素坯的底足。
2.2.4烧成
为观察釉的分相效果和结晶效果,采用两种烧成制度进行烧制,形成分相和结晶两大系列制品。
(1)分相系列制品烧成制度:氧化和还原气氛转换温度为1020℃,至实验最高烧成温度1290℃,快速降温至常温。图1为烧成曲线图。
(2)结晶系列制品烧成制度:氧化和还原气氛转换温度为1020℃,至实验最高烧成温度为1270℃,快速降温至1050℃,再慢速升温至1200℃,最终快速降温至常温。图2为烧成曲线图。
3 结果和讨论
3.1烧成试验结果
随着外加滑石比例的增大,釉料成熟度、玻化程度、釉面平滑度、光泽度、透明度,釉层气泡数量和大小、针眼和凹陷、裂纹,釉的呈色、分相和结晶大致呈现循序漸进的变化。其变化规律和变化程度详见表4。
3.2 釉的性能和性状
釉可以近似地看作是原子或离子的聚集体。当然它们不是任意毫无规律地集合在一起,而是在结构化学等规律制约地前提下根据离子电价和大小等特性,以一定方式组织起来的,这就是结构。当外来因素如热、电、光、机械力和化学介质等作用于釉时,釉就会起一定反应,这种反应就是釉的性能,包括但不限于釉的始熔温度、高温粘度、表面张力、机械强度和硬度、热稳定性、化学稳定性、光学性质及析晶性能;而釉在陶瓷制品上能用肉眼观察到的宏观表现,则称之为釉的性状,包括成熟度、玻化程度、平滑度、光泽度、透明度、气泡数量与大小、釉呈色、裂纹、分相和析晶等[2]。
3.3对釉分相和结晶的影响
纵观MgO-Al2O3-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2三元相图,以梅子青釉为基础,不断外加滑石,由于滑石的组成为3MgO·4SiO2·H2O,增加滑石,一方面相当于增加碱土金属氧化物MgO,釉的组成逐渐接近于透辉石析晶区,碱土金属氧化物在釉中呈过饱和状态,从而析出晶体,变为无光釉,形成结晶系列釉,采用在晶核形成和晶体长大的范围内长时间保温的方法烧成;增加滑石,另一方相当于增加釉中SiO2含量,釉的组成逐渐接近于二液区,产生分相作用,形成乳浊釉,此为分相系列釉,采用高温烧成 [3]。
从实验结果可以看出,对于结晶系列釉,随着釉中滑石含量的增加,釉逐渐从光泽透明釉变为亚光半透明釉最后变为无光失透釉,当增加滑石含量0%、5%时,釉中硅灰石或透辉石饱和度较低,不能析出从釉中析出,釉仍呈光泽透明状;当滑石增量达10%时,釉中硅灰石或透辉石饱和度得以提高,出现局部析晶,釉呈亚光半透明状;当石灰石含量为15%、20%、25%、30%时,釉的组成点接近于透辉石化合物点,致使透辉石在釉中呈过饱和状态,在熔体结晶区间的保温过程中不断析出,使釉呈无光失透状态。而对于分相系列釉,随着釉中滑石含量的增加,釉逐渐从光泽透明釉变为半乳浊半透明釉最后变为乳浊失透釉。
3.4对始熔温度的影响
综合MgO-Al2O3-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2三元相图,在梅子青釉基础上外加滑石,组成点在MgO-Al2O3-SiO2三元相图上沿梅子青釉与3MgO·4SiO2连线变化,或者在CaO-Al2O3-SiO2三元相图上沿梅子青釉与3CaO·4SiO2连线变化,釉的组成之连线与等温线基本平行,因此,釉的始熔温度基本相同,变化较小[4]。
3.5对釉高温粘度的影响
增加滑石对釉高温粘度的影响较为复杂,从烧成试验结果表可以看出,当釉未出现结晶的情况下,即分相系列釉,随着滑石含量的逐渐增大,釉的高温粘度是降低的,釉的成熟度,玻化程度,釉的平滑度、光泽度、透明度逐渐变好,甚至出现轻微流釉和严重流釉现象,说明釉的高温粘度变小;但是在釉出现结晶的情况下,即结晶系列釉,随着滑石含量的逐渐增大,釉中透辉石微细晶体逐渐增多,使得釉熔体粘度反而增大。
由熔体理论通过计算可知,梅子青釉的O/Si比为2.57,而滑石3MgO·4SiO2的O/Si比为2.75,增加滑石含量,熔体总的O/Si比值增大,因此对于分相系列釉,釉的高温粘度随滑石含量增加而降低;但对于结晶系列釉,增大滑石3MgO·4SiO2含量时,虽然釉熔体O/Si比值增大,但釉层由于析出透辉石微晶,一方面晶体使得釉熔体的粘度增大,另一方面,由于透辉石CaO·MgO·2SiO2的氧硅比为3,透辉石的析出,使得釉熔体玻璃相熔体O/Si比值降低,从而引起釉熔体粘度的增大,而且,晶体析出越多,釉熔体粘度增加的幅度越大。
3.6对釉表面张力的影响
熔体的表面张力随碱土金属离子半径的增大而减小,而碱土金属中Mg2+离子的半径最小,因此由其组成的氧化物增大熔体的表面张力,即外加滑石增大釉熔体的表面张力,表现在釉的外观和性状上,可使气体逸出的开口气孔封闭,从而减少气泡、桔釉、针眼、凹陷等现象,而且提高釉的平滑度。
从实验结果可以看出,无论分相系列釉还是结晶系列釉,随着外加滑石不断增加,釉的平滑度逐渐提高,而且气泡、针眼缺陷亦逐渐减少。
3.7对釉膨胀系数的影响
从烧成试验结果表可以看出,随着外加滑石含量的逐渐增大,烧成制品釉的裂纹基本上按网格状大片裂纹-网格状小片裂纹-网格状细碎裂纹-零星裂纹-无裂纹的规律变化,说明釉的热膨胀系数随滑石含量增加而逐渐减小。
根据索特和文凯尔曼的资料计算可得梅子青釉的热膨胀系数为0.74×10-7/℃,而滑石组成中的MgO和SiO2热膨胀系数均小于0.1×10-7/℃,因此,按加和法计算,增加滑石即减小釉的热膨胀系数,使釉的裂纹程度减轻,从而提高坯釉适应性[4]。
3.8对釉呈色影响
实验结果表明,外加滑石对两个系列釉的呈色各不相同。
对于分相系列釉,随着滑石含量的增加,釉的色调从青色,逐渐变为青中带蓝色,最后变为蓝色。其因在于滑石的加入,釉熔体中形成二液相,其中一相以小液滴形式均匀分散在另一相中,小液滴的尺寸与可见光的波长一致,由于分相液滴与基质玻璃相的化学组成和折射率不同,当光线照射到这些尺寸与可見光的波长比较接近的分相液滴的界面时,会引起光的散射,从而在釉中产生蓝色乳光。再加上釉中Fe2+的作用,导致釉层呈现天青、天蓝色调。可见,外加滑石形成的分相系列釉之呈色是化学成分和显微结构共同作用的结果,也是对可见光散射和吸收共同作用的结果[5]。
而对于结晶系列釉,随着滑石含量的增加,釉的色调由青色逐渐变为青白色最后变为白色,即镁质无光釉对颜色釉适应性较差,其原因在于无论玻璃相中,还是结晶相透辉石晶体中,Mg2+的离子半径与配位数均与釉层中的Fe2+离子接近,因此可以固溶部分Fe2+离子,致使釉层中二价铁离子减少,釉的颜色变浅。釉中滑石含量越多,釉的色调越显浅淡,白度越高。
4结论
(1)梅子青釉不断外加滑石,一方面相当于增加碱土金属氧化物MgO,釉的组成逐渐接近于透辉石析晶区,碱土金属氧化物在釉中呈过饱和状态,从而析出晶体,变为无光釉,形成结晶系列釉;另一方面相当于增加釉中SiO2含量,釉的组成逐渐接近于二液区,产生分相作用,形成乳浊釉,此为分相系列釉。
(2)外加滑石,对釉的始熔温度影响不是很大;但对釉的高温粘度、表面张力、热膨胀系数、釉的呈色均产生较大影响。
参考文献
[1] 周仁,郭演义,万慕义.龙泉青瓷原料的研究[M].杭州.浙江省轻工业厅.1962:4-6.
[2] 赵彦钊,殷海荣.玻璃工艺学[M].北京:化学工业出版社.2006.
[3] 刘玉琴.硅酸盐陶瓷相图[M].北京:化学工业出版社。2011.
[4] 马铁成.陶瓷工艺学(第二版) [M].北京:中国轻工业出版社,2011.
[5] 侯佳钰,Trinitat Pradell,苗建民. 氧化铁及分相结构对钧窑蓝色系釉的呈色作用[J]. 文物保护与考古科学, 2015, 27 (2): .
Study on the Effect of Talc on the Green Glaze Traits of Plum in Longquan Kiln
LIU Gan-ping, TAN Mei-ying, LI Liu-liu, LIU Xiao-wen
( Longquan Dingqing Celadon Fang, Longquan ,323700 ,Zhejiang,China)
Abstract: Based on the green glaze of Longquan kiln plum seed, 7 kinds of glaze were gradually prepared with talc, which were applied to the iron tire of Longquan kiln, and different firing systems were used to observe the maturity, vitrification, smoothness, gloss, transparency, bubbles, cracks, color, crystal distribution and other properties of the glaze, and combined with the phase diagram, the influence of talc on the initial melting temperature, maturity temperature, high temperature viscosity, surface tension, thermal expansion coefficient, optics, phase separation and crystallization of the glaze was deduced.
Keywords: Plum green glaze; plus talc; properties;properties;phase separation; crystallization