陳杭馨,彭忠婷,阮代錟,周駿宏
(黔南民族師范學院化學化工學院,貴州 都勻 558000)
牙舟陶產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年被列為國家級非物質文化遺產。牙舟陶藝作為古老的傳承藝術,純手工藝制作,充滿著想象力和創(chuàng)造力,具有豐富的文化內涵、濃郁的地域色彩[1]。然而,牙舟陶如果不施釉,其特點幾乎消失殆盡。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,在燒制過程中自然流淌,由于冷卻過程中環(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小裂紋,因其獨特的美感而具有神韻,成為我國傳統(tǒng)陶瓷名釉之一。裂紋的情況取決于兩者膨脹系數的差值,因為釉層與坯體膨脹系數不同,釉層在降溫過程中受到不同方向的張應力而出現大小不一的裂紋。高曉琳等[2]在冰裂紋釉在氧化氣氛下的燒成研究應用三角形法對配方對輕鈣-長石含量的變化進行調整得出呈現玉質感的裂紋釉;吳則昌等[3]在淺析配方組成對冰裂紋釉效果的影響中得出,當坯釉熱膨脹系數之差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有規(guī)律的開片的冰裂紋釉,裂紋釉在研究過程可通過測定熱膨脹系數觀察分析釉面產生裂紋情況,并對相應的工藝及配方進行調整[5]。為了加強對牙舟陶制作技術的挖掘和提升,探索牙舟陶釉在燒制過程中產生各種裂紋的影響因素,本實驗在牙舟陶藍綠色玻璃釉基礎配方上,主要從燒成溫度、釉料組分、釉層厚度三個方面研究影響釉面裂紋的主要因素。探討導致裂紋的不可控因素,對提高成品率、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電熱鼓風干燥箱(溫度范圍:T+1C-300 ℃);LX0414箱式高溫電阻爐型號,(最高溫度:1400 ℃);JCS-31002B電子天平(分度值:0.01 g)。
坯體準備:精選坯用原料→按配方稱量→混合漿料→陳腐→制坯→1000 ℃素燒或直接在純白色墊板上施釉。(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→高溫燒成。
(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。
實驗將牙舟陶藍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,則本實驗以表1為基礎裂紋配方探討釉面裂紋的影響因素。
表1 基礎配方Table 1 Basic formula
圖1 普通裂紋效果圖Fig.1 Common crack effect chart
實驗在表1基礎釉料配方上,按照相同配比調整各組分,根據所設計方案稱量各組分,料水1:1等量均勻混合放置備用,將釉料主要施于莫來石墊板上(實驗需要部分釉料施于經高溫1000 ℃煅燒的牙舟陶素胚上進行試驗),將樣品于烘箱150 ℃左右烘干或常溫風干,再放于箱式高溫電阻爐進行釉燒,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。
為了便于精準的探索牙舟陶藍綠色玻璃釉中各組分對產生裂紋的影響因素,實驗在基礎配方上通過減少某個單一組分,其它因素保持不變的情況下進行如下試驗,方案如表2所示。
由表2中A1~A5五個方案得出,不同的降溫速度也可改變釉面裂紋,如急劇降溫可以促進大量裂紋的產生,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,但減弱裂紋的產生;面光滑透明產生裂紋的主要因素是玻璃粉,通過玻璃粉與鉀長石共同作用產生裂紋,為了探索玻璃粉和鉀長石相對用量對釉面裂紋的影響,實驗將釉料比重分設定為八個樣放進行實驗,控溫1250 ℃,方案如表3所示。
表2 釉料配方及燒成結果Table 2 Glaze formular and firing results
表3 釉料配方及燒成結果Table 3 Glaze formular and firing results
由實驗結果得出,隨鉀長石比重的增加,釉面顏色逐漸加深,釉面氣泡大小逐漸減小,說明鉀長石可以減少減小釉面氣泡,含量過多可導致釉面透明度下降。釉面裂紋較為明顯的為B6樣方,玻璃粉與鉀長石的比重在3.5:6.5,裂紋效果較為突出。為了探索坯體對釉面裂紋的影響,實驗選取B4、B5、B6三個樣方在經高溫1000 ℃素燒的牙舟陶試片上進行試驗,釉燒結果如表4所示。
表4 釉料配方及燒成結果Table 4 Glaze formular and firing results
在組分相同的試驗過程中,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石墊板的明顯,由于牙舟陶土顏色的遮蓋作用,釉面氣泡沒有莫來石墊板上釉面氣泡明顯。
通過大量文獻發(fā)現,可使釉面產生裂紋的組分較多,為挖掘其它原料在玻璃釉中的應用,借助地方資源優(yōu)勢互補,在玻璃粉中引入磷酸鋇進行實驗(見表5)。
表5 釉料配方及燒成結果Table 5 Glaze formular and firing results
磷酸鋇能使釉面產生裂紋,但組分不易過多或過低,過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,含量過低釉面光滑透明但裂紋不明顯,實驗還進行不同粒徑的硫酸鋇進行試驗,得出粒徑較小的更易于與玻璃粉融熔。
通過篩選配比得出相對較優(yōu)的裂紋釉面,探討這些組分在裂紋釉中的應用,方案如表6所示(注:D1、D2、D3樣方均于牙舟陶試片上進行實驗)。
表6 釉料配方及燒成結果Table 6 Glaze formular and firing results
引入的組分、工藝條件不同,產生裂紋情況也不同,鉀長石、石英、磷酸鋇三者與玻璃粉均可以促進裂紋的形成,但使釉面產生的裂紋形態(tài)和裂紋大小,釉面的氣孔氣泡數量和大小各不相同,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,但可以使釉面呈現冰裂形態(tài)的釉面,因此根據不同需求可以適當選擇和控制各釉料組分。
2.2.1 燒成溫度
實驗將牙舟陶藍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可得不同溫度對釉面裂紋效果影響較大。隨著外界溫度的逐漸變化可導致裂紋更加明顯,隨著時間推移,外界溫度的變化可能會使裂紋的持續(xù)形成。
2.2.2 厚度分析
釉面顏色隨著鉀長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展,熔融效果越好,附著力較強,釉面均不易脫落,釉面較薄<1 mm均無裂紋產生,在1~2 mm有裂紋產生。
2.2.3 組分分析
(1)在玻璃釉中,引入的組分不同,裂紋產生形式也不同,各組分所起的作用也不同,膨脹系數較大組分可以促進裂紋的形成;
(2)玻璃粉比重增加會加強釉料粘度,會影響整個過程中燒結速率,使表面易形成氣泡;
(3)碳酸鋇過高會使釉面無光,增加釉面的乳濁效果;
(4)實驗發(fā)現釉層中的氣泡情況變化時,釉面可由普通直裂紋向冰裂紋形貌過度,所以配方組分及其含量對釉的發(fā)色、釉層內的氣泡大小和數量起著主要的決定作用,同時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,鉀長石、磷酸鋇等膨脹系數較大的組分可促使玻璃型釉的釉面裂紋的形成;
(3)當玻璃釉中引入磷酸鋇時,釉面可產生冰裂效果的裂紋。