陳杭馨,彭忠婷,阮代錟,周駿宏
(黔南民族師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,貴州 都勻 558000)
牙舟陶產(chǎn)于貴州省平塘縣牙舟鎮(zhèn),始于明洪武年間,距今已有600多年的歷史,2008年被列為國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。牙舟陶藝作為古老的傳承藝術(shù),純手工藝制作,充滿著想象力和創(chuàng)造力,具有豐富的文化內(nèi)涵、濃郁的地域色彩[1]。然而,牙舟陶如果不施釉,其特點(diǎn)幾乎消失殆盡。釉是具有一定功能和性能覆蓋在陶瓷制品上的薄層,釉按照分類方式不同種類也不同,傳統(tǒng)牙舟陶釉按照性質(zhì)可以分為土釉和玻璃釉,隨著工藝的不斷發(fā)展,牙舟陶又以玻璃釉著稱,它是將玻璃粉末及金屬粉末按一定比例和適量量水混合攪拌而成,在燒制過(guò)程中自然流淌,由于冷卻過(guò)程中環(huán)境突變等各種原因形成了不規(guī)則的裂紋,使制品釉層上具有細(xì)小裂紋,因其獨(dú)特的美感而具有神韻,成為我國(guó)傳統(tǒng)陶瓷名釉之一。裂紋的情況取決于兩者膨脹系數(shù)的差值,因?yàn)橛詫优c坯體膨脹系數(shù)不同,釉層在降溫過(guò)程中受到不同方向的張應(yīng)力而出現(xiàn)大小不一的裂紋。高曉琳等[2]在冰裂紋釉在氧化氣氛下的燒成研究應(yīng)用三角形法對(duì)配方對(duì)輕鈣-長(zhǎng)石含量的變化進(jìn)行調(diào)整得出呈現(xiàn)玉質(zhì)感的裂紋釉;吳則昌等[3]在淺析配方組成對(duì)冰裂紋釉效果的影響中得出,當(dāng)坯釉熱膨脹系數(shù)之差Δa>3.54×10-6/℃所得裂紋效果最佳;周健兒等[4]在冰裂紋釉的制備研究中也得到釉面呈現(xiàn)有規(guī)律的開(kāi)片的冰裂紋釉,裂紋釉在研究過(guò)程可通過(guò)測(cè)定熱膨脹系數(shù)觀察分析釉面產(chǎn)生裂紋情況,并對(duì)相應(yīng)的工藝及配方進(jìn)行調(diào)整[5]。為了加強(qiáng)對(duì)牙舟陶制作技術(shù)的挖掘和提升,探索牙舟陶釉在燒制過(guò)程中產(chǎn)生各種裂紋的影響因素,本實(shí)驗(yàn)在牙舟陶藍(lán)綠色玻璃釉基礎(chǔ)配方上,主要從燒成溫度、釉料組分、釉層厚度三個(gè)方面研究影響釉面裂紋的主要因素。探討導(dǎo)致裂紋的不可控因素,對(duì)提高成品率、減少能耗和污染具有重要意義。
原料:貴州平塘牙舟陶土、鉀長(zhǎng)石、玻璃粉、碳酸鋇、鋰輝石、貴州福泉高嶺土等。
儀器:CS101-1EB電熱鼓風(fēng)干燥箱(溫度范圍:T+1C-300 ℃);LX0414箱式高溫電阻爐型號(hào),(最高溫度:1400 ℃);JCS-31002B電子天平(分度值:0.01 g)。
坯體準(zhǔn)備:精選坯用原料→按配方稱量→混合漿料→陳腐→制坯→1000 ℃素?zé)蛑苯釉诩儼咨珘|板上施釉。(便于觀察釉面顏色、裂紋、氣孔氣泡等各種情況)
釉料制備及燒成:精選釉用原料→按配方稱量→混合漿料→陳腐→上釉→高溫?zé)伞?/p>
(1)料:水=1:1;
(2)施釉厚度:2±1.2 mm;
(3)燒成周期:>4 h;
(4)燒成氛圍:氧化氣氛;
(5)施釉方法:刷釉、滴釉、浸釉。
實(shí)驗(yàn)將牙舟陶藍(lán)綠色玻璃釉與去掉著色劑氧化銅、三氧化二鐵在氧化氣氛燒制,1000 ℃未融,1200~1250 ℃完全熔融,1250 ℃且熔融效果較好,釉面光滑透明,釉面裂紋情況相似(如圖1所示),得出著色劑影響裂紋情況可以忽略,則本實(shí)驗(yàn)以表1為基礎(chǔ)裂紋配方探討釉面裂紋的影響因素。
表1 基礎(chǔ)配方Table 1 Basic formula
圖1 普通裂紋效果圖Fig.1 Common crack effect chart
實(shí)驗(yàn)在表1基礎(chǔ)釉料配方上,按照相同配比調(diào)整各組分,根據(jù)所設(shè)計(jì)方案稱量各組分,料水1:1等量均勻混合放置備用,將釉料主要施于莫來(lái)石墊板上(實(shí)驗(yàn)需要部分釉料施于經(jīng)高溫1000 ℃煅燒的牙舟陶素胚上進(jìn)行試驗(yàn)),將樣品于烘箱150 ℃左右烘干或常溫風(fēng)干,再放于箱式高溫電阻爐進(jìn)行釉燒,保溫1 h后高溫電阻爐自然降溫,待電阻爐溫度顯示低于500 ℃以下方可取出。
為了便于精準(zhǔn)的探索牙舟陶藍(lán)綠色玻璃釉中各組分對(duì)產(chǎn)生裂紋的影響因素,實(shí)驗(yàn)在基礎(chǔ)配方上通過(guò)減少某個(gè)單一組分,其它因素保持不變的情況下進(jìn)行如下試驗(yàn),方案如表2所示。
由表2中A1~A5五個(gè)方案得出,不同的降溫速度也可改變釉面裂紋,如急劇降溫可以促進(jìn)大量裂紋的產(chǎn)生,如樣方A1極速降溫可急劇增加釉面裂紋;高嶺土可增加釉料的黏性,但減弱裂紋的產(chǎn)生;面光滑透明產(chǎn)生裂紋的主要因素是玻璃粉,通過(guò)玻璃粉與鉀長(zhǎng)石共同作用產(chǎn)生裂紋,為了探索玻璃粉和鉀長(zhǎng)石相對(duì)用量對(duì)釉面裂紋的影響,實(shí)驗(yàn)將釉料比重分設(shè)定為八個(gè)樣放進(jìn)行實(shí)驗(yàn),控溫1250 ℃,方案如表3所示。
表2 釉料配方及燒成結(jié)果Table 2 Glaze formular and firing results
表3 釉料配方及燒成結(jié)果Table 3 Glaze formular and firing results
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出,隨鉀長(zhǎng)石比重的增加,釉面顏色逐漸加深,釉面氣泡大小逐漸減小,說(shuō)明鉀長(zhǎng)石可以減少減小釉面氣泡,含量過(guò)多可導(dǎo)致釉面透明度下降。釉面裂紋較為明顯的為B6樣方,玻璃粉與鉀長(zhǎng)石的比重在3.5:6.5,裂紋效果較為突出。為了探索坯體對(duì)釉面裂紋的影響,實(shí)驗(yàn)選取B4、B5、B6三個(gè)樣方在經(jīng)高溫1000 ℃素?zé)难乐厶赵嚻线M(jìn)行試驗(yàn),釉燒結(jié)果如表4所示。
表4 釉料配方及燒成結(jié)果Table 4 Glaze formular and firing results
在組分相同的試驗(yàn)過(guò)程中,不同的坯體與釉層可以改變釉面的裂紋情況,牙舟陶試片上釉裂紋情況比莫來(lái)石墊板的明顯,由于牙舟陶土顏色的遮蓋作用,釉面氣泡沒(méi)有莫來(lái)石墊板上釉面氣泡明顯。
通過(guò)大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),可使釉面產(chǎn)生裂紋的組分較多,為挖掘其它原料在玻璃釉中的應(yīng)用,借助地方資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在玻璃粉中引入磷酸鋇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)表5)。
表5 釉料配方及燒成結(jié)果Table 5 Glaze formular and firing results
磷酸鋇能使釉面產(chǎn)生裂紋,但組分不易過(guò)多或過(guò)低,過(guò)多玻璃粉于硫酸鋇不互融隨著磷酸鋇比重的增加,釉面裂紋增加,白度增加,但光滑度和透明度下降,含量過(guò)低釉面光滑透明但裂紋不明顯,實(shí)驗(yàn)還進(jìn)行不同粒徑的硫酸鋇進(jìn)行試驗(yàn),得出粒徑較小的更易于與玻璃粉融熔。
通過(guò)篩選配比得出相對(duì)較優(yōu)的裂紋釉面,探討這些組分在裂紋釉中的應(yīng)用,方案如表6所示(注:D1、D2、D3樣方均于牙舟陶試片上進(jìn)行實(shí)驗(yàn))。
表6 釉料配方及燒成結(jié)果Table 6 Glaze formular and firing results
引入的組分、工藝條件不同,產(chǎn)生裂紋情況也不同,鉀長(zhǎng)石、石英、磷酸鋇三者與玻璃粉均可以促進(jìn)裂紋的形成,但使釉面產(chǎn)生的裂紋形態(tài)和裂紋大小,釉面的氣孔氣泡數(shù)量和大小各不相同,與玻璃粉的混合比重也不同,如D2樣方的釉面氣泡相對(duì)較少,較不明顯,雖然D3樣方氣泡雖然明顯,但可以使釉面呈現(xiàn)冰裂形態(tài)的釉面,因此根據(jù)不同需求可以適當(dāng)選擇和控制各釉料組分。
2.2.1 燒成溫度
實(shí)驗(yàn)將牙舟陶藍(lán)綠色玻璃釉與去掉作色劑氧化銅、三氧化二鐵在氧化氣氛燒制,1000 ℃未融,1150 ℃半融,1200~1250 ℃完全熔融,且熔融效果較好,釉面光滑透明呈玻璃態(tài),由表3和表4可得不同溫度對(duì)釉面裂紋效果影響較大。隨著外界溫度的逐漸變化可導(dǎo)致裂紋更加明顯,隨著時(shí)間推移,外界溫度的變化可能會(huì)使裂紋的持續(xù)形成。
2.2.2 厚度分析
釉面顏色隨著鉀長(zhǎng)石比重增大和釉層厚度增加逐漸加深,釉面由淺白向淺綠,由淺綠向黃綠方向擴(kuò)展,熔融效果越好,附著力較強(qiáng),釉面均不易脫落,釉面較薄<1 mm均無(wú)裂紋產(chǎn)生,在1~2 mm有裂紋產(chǎn)生。
2.2.3 組分分析
(1)在玻璃釉中,引入的組分不同,裂紋產(chǎn)生形式也不同,各組分所起的作用也不同,膨脹系數(shù)較大組分可以促進(jìn)裂紋的形成;
(2)玻璃粉比重增加會(huì)加強(qiáng)釉料粘度,會(huì)影響整個(gè)過(guò)程中燒結(jié)速率,使表面易形成氣泡;
(3)碳酸鋇過(guò)高會(huì)使釉面無(wú)光,增加釉面的乳濁效果;
(4)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)釉層中的氣泡情況變化時(shí),釉面可由普通直裂紋向冰裂紋形貌過(guò)度,所以配方組分及其含量對(duì)釉的發(fā)色、釉層內(nèi)的氣泡大小和數(shù)量起著主要的決定作用,同時(shí)決定了冰裂紋釉的形成,如圖2樣方為1:9的磷酸鋇和玻璃粉在牙舟陶試片上的燒成情況,有大量氣泡,透明光澤,釉面光滑有裂紋,具有細(xì)小的氣泡和冰裂效果。
圖2 樣方效果圖Fig.2 Sample renderings
(1)影響裂紋產(chǎn)生的因素較多,釉料組分,釉層厚度,燒成溫度,降溫速率等均可改變釉面裂紋狀況;
(2)在釉層厚度大于0.8 mm,燒成溫度在1200~1250 ℃的條件下,鉀長(zhǎng)石、磷酸鋇等膨脹系數(shù)較大的組分可促使玻璃型釉的釉面裂紋的形成;
(3)當(dāng)玻璃釉中引入磷酸鋇時(shí),釉面可產(chǎn)生冰裂效果的裂紋。