◎劉宇帥 溫建華 邵 芳

（北京城市學(xué)院 北京 101399；首都博物館 北京 100045）

【關(guān)鍵字】陶瓷工藝 陶器種類 陶瓷燒制溫度 陶瓷修復(fù)性能

本次的研究在數(shù)據(jù)檢測主要分兩部分，一是顯微觀察；其二是質(zhì)量、吸水率等常規(guī)檢測。顯微觀察是為了觀察陶瓷胎體的結(jié)構(gòu)。本次研究使用三種不同工藝制作試片，為了了解同一溫度及同一類陶土，因制作工藝不同，相應(yīng)的顯微結(jié)構(gòu)也是不同的。硬度測試，主要是測量陶器與瓷器燒制后，劃分陶器與瓷器的界限與差異。耐水性檢測，主要是為了了解不同溫度燒制后的陶瓷試片是否具有耐水性，同時這也是對陶器與瓷器是否燒熟的一個判定。吸水率檢測，要了解不同溫度與種類下陶瓷吸水率性能。

本研究選擇市售十二種陶瓷土。每種陶瓷土一共要燒制23種不同溫度的試片，制作捏塑法和泥板法以及注漿法進(jìn)行制作。

一、實驗材料

本次研究黏土來源于中國江西省景德鎮(zhèn)地區(qū)，陶瓷黏土分別是粗陶土（粗陶器）、灰陶土（普通陶器）、淺黃陶（細(xì)陶器）、紫砂土（炻瓷器）、高白泥（普通瓷器）、超白泥（細(xì)瓷器），共六種陶瓷土[2]。在制作試片中，遇到了制作工藝的問題，采用三種不同工藝（捏塑法、注漿法、泥板法），盡量避免質(zhì)量等誤差。制備完試片后，將進(jìn)行相關(guān)性能檢測：顯微觀察（體視顯微鏡）、質(zhì)量、硬度、耐水性、吸水率。

（一）粗陶器（粗陶土）

粗陶土，屬于高黏性黏土，同時也是二次生成土，一般可以在河道旁沖積處地層下挖出該類陶土。粗陶土的黏性很大，干燥后收縮率比較小。粗陶土主要是在史前時代多用此種黏土制作陶器，一般燒成溫度在700℃－1000℃之間，主要特點是吸水率大，孔隙率高，密度不大。

（二）普通陶器（灰陶土）

灰陶土，也稱作細(xì)陶土或泥質(zhì)陶土，同時是二次生成土，遠(yuǎn)離河道旁的腹地地層及下游地層中可以挖掘到此種黏土，屬于泥質(zhì)沉積土形成的黏土。一般情況，燒成溫度為1000℃-1200℃，燒成后吸水率小于粗陶土。

（三）細(xì)陶器（淺黃陶）

淺黃陶，也稱作黃陶土，也就是一般的陶土。淺黃陶加入了比較少的瓷土混合出來的，具有一定的可塑性與黏性，也提高能燒成的溫度，在生活中，陶器用品如醬釉大缸等都是此種類型的陶土燒成，一般燒成溫度為1000℃-1200℃，燒成后屬于細(xì)陶器的范疇，胎體偏黃白色。

（四）炻瓷器（紫砂土）

紫砂土，又稱作紫砂泥，可以分為紫泥、綠泥、紅泥三種。紫砂土主要產(chǎn)地是江蘇省宜興地區(qū)。一般開采紫砂土主要是用隧道式開采，經(jīng)過粉碎、過篩、加水?dāng)嚢琛㈥惛?、錘煉眾多工序后，才能制成紫砂土。紫砂土含鐵量很高，具有很高的黏性，是我國重要的紫砂類陶瓷原料。紫砂土燒成溫度大約在1100℃-1250℃左右，溫度需要嚴(yán)格控制。

（五）普通瓷器（高白泥）

高白泥，又稱作白泥、白陶土，目前市場上所銷售的常見種類，該黏土是從非天然地層中所挖出來的，經(jīng)過人工配方后，加入了很多瓷土進(jìn)行混合，配置出該黏土。日常使用的瓷器都是使用高白泥作為原料，燒成后，一般稱為普通瓷器、半瓷器等，一般燒制溫度大約在1150℃-1300℃左右，是一種類似瓷器，但是有沒有瓷器密度高，敲擊聲音比較清脆。

（六）細(xì)瓷器（超白泥）

超白泥，又稱作特白泥，是燒制瓷器的主要原料。超白泥是黏土中，主要成分為礦石中一次生成的瓷石，再加上高嶺土后，形成二元配方瓷土。高嶺土主要成分為二氧化硅及其三氧化二鋁，可塑性比較低，一次收縮率很大，黏土致密性較高。燒成溫度大約在1250℃-1300℃左右，燒成后胎體是潔白、致密，敲擊聲清脆，胎體薄時有透光性，是我國重要的發(fā)明。

二、實驗過程

（一）質(zhì)量測量

（1）陶瓷試片燒制前后，選取試片，進(jìn)行測量，試片需要測量五次并且進(jìn)行平均值計算。

（二）硬度測試[3]

（1）使用邵氏硬度測量機（D款）進(jìn)行硬度測量，并且給予檢測試片5kg的重力砝碼，進(jìn)行檢測。試片需要測量五次并且進(jìn)行平均值計算。

（2）按照要求進(jìn)行測量。記錄數(shù)據(jù)，并且求平均值。

（3）200℃—13000℃，每50℃燒制一片試片（共23片）整理數(shù)據(jù)，并且對每組試片進(jìn)行檢測分析。

（三）耐水性檢測

（1）將待檢測試片分類，依次放入盤中，并且固定試片。

（2）盤中注入純凈水且沒過試片，放到陰涼處靜置48小時浸泡，觀察耐水情況。

（四）吸水率檢測

（1）測量出干燥陶瓷試片的質(zhì)量，并記錄。

（2）將測量完成的試片，放到鐵盤中注入純凈水，水面應(yīng)沒過試片超過10mm。

（3）經(jīng)過二十四小時浸泡，試片飽水的狀態(tài)下，進(jìn)行二次測量質(zhì)量，并且記錄。

（4）吸水率計算公式：[4]

式中：

W=（m1-m0）/m0*100

W——試樣的吸水率，%

m0——干燥試樣的質(zhì)量，單位為（g）

m1——吸水飽和試樣的質(zhì)量，單位為克（g）

根據(jù)要求，計算出吸水率。

（五）顯微觀察（體式顯微鏡）

（1）使用包埋試片進(jìn)行顯微觀察，觀察時應(yīng)打磨表面的污染物，減少誤差。

（2）使用WIFI數(shù)碼電子體視顯微鏡放大350X倍數(shù)，對陶瓷試片表面和部分?jǐn)嗝嬗^察。

三、實驗結(jié)果

（一）質(zhì)量檢測

圖1 陶瓷試片捏塑法燒制前與燒制后對比

圖2 陶瓷注漿法制前與燒制后對比

圖3 試片泥板法燒制前與燒制后對比

（二）硬度測試

圖4 陶瓷試片燒制400℃三中制作工藝硬度值對比

圖5 陶瓷試片燒制800℃三中制作工藝硬度值對比

圖6 陶瓷試片燒制1000℃三中制作工藝硬度值對比

圖7 陶瓷試片燒制1300℃三中制作工藝硬度值對比

（三）耐水性檢測

圖8 陶瓷耐水性溫度匯總

（四）吸水率檢測

圖9 制作不同工藝陶瓷試片吸水情況

（五）顯微觀察（體式顯微鏡）

圖10 體視顯微鏡-粗陶器-950℃

圖11 普通陶器-普通陶器-1100℃

圖12 體視顯微鏡-細(xì)陶器-1000℃

圖13 體視顯微鏡-炻瓷器-1250℃

四、結(jié)果和討論

（一）質(zhì)量測量

捏塑法燒制前后幾乎沒有變化，注漿法和泥板法燒制前后略有變化。本次實驗無法完全的控制試片的含水量，因此選擇質(zhì)量測量，避免誤差。

（二）硬度測試

在1000℃之前，相同溫度下，捏塑法和泥板法的硬度超過了注漿法，燒制到1300℃左右，三者可以達(dá)到基本持平，甚至部分超出了捏塑法和泥板法的硬度，在未燒熟和燒熟的情況下，陶瓷胎體本身的硬度受制作工藝影響，但是過燒后，不受制作工藝影響。

（三）耐水性檢測

陶瓷胎體耐水性主要是在400℃-600℃中間，因此陶瓷本身受燒制溫度的影響，不受陶瓷制作工藝的影響。

（四）吸水率檢測

圖14 體視顯微鏡-普通瓷器-1300℃

圖15 體視顯微鏡-細(xì)瓷器-1300℃

粗陶器注漿法吸水率最高，其他種類的差距不是很大。經(jīng)過48小時浸泡，測出不同溫度的陶瓷試片的基本情況。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)法，陶瓷試片吸水率一般不超過5%（燒熟狀態(tài)）。日用陶瓷中細(xì)瓷器、普通瓷器、炻瓷器吸水率分別為≤0.5%、≤1.0%、≤5.0%[5]。

（五）顯微觀察

1.粗陶器

捏塑法與泥板法制作的試片顯微結(jié)構(gòu)基本相同，結(jié)構(gòu)緊密，密度大，孔隙率?。蛔{法制作的試片顯微結(jié)構(gòu)略有不同，結(jié)構(gòu)疏松，密度小，孔隙率大。粗陶器整體斷面起伏較大。

在350倍的WIFI數(shù)碼電子體視顯微鏡下，可以看出粗陶器中有含沙顆粒物，長石（白色）、云母、石英，氧化鐵（紅棕色）。粗陶器本身胎體顏色偏紅，表面質(zhì)感疏松，孔隙率大，耐水性弱，吸水率強。

2.普通陶器

捏塑法與泥板法制作的試片顯微結(jié)構(gòu)基本相同，結(jié)構(gòu)緊密，密度大，孔隙率??；注漿法制作的試片顯微結(jié)構(gòu)就略有不同，結(jié)構(gòu)疏松，密度小，孔隙率大。與粗陶器相比，普通陶器的結(jié)構(gòu)、密度、孔隙率都有明顯的緊密現(xiàn)象。

在350倍的WIFI數(shù)碼電子體視顯微鏡下，與粗陶器對比，表面的顆粒明顯變小，主要成分是長石（白色）、碳酸鈣（白色）、石英（白色）、云母（白色）氧化鐵等。普通陶器胎體偏紅，表面起伏比粗陶器略有平緩。普通陶器表面疏松，孔隙率大，耐水性弱，吸水率強。

3.細(xì)陶器

三種方法顯微結(jié)構(gòu)基本相同，結(jié)構(gòu)緊密，密度大，孔隙率小。細(xì)陶器的結(jié)構(gòu)、密度、孔隙率等比普通陶器都有明顯的緊密現(xiàn)象。

在350倍的WIFI數(shù)碼電子體視顯微鏡下，與普通陶器對比，表面的顆粒明顯變小，主要成分是長石（白色）、碳酸鈣以及氧化鐵等。細(xì)陶器胎體偏白和紫，表面比較平整。細(xì)陶器表面緊密，孔隙率小，耐水性強，吸水率弱。

4.炻瓷器

捏塑法與泥板法的顯微結(jié)構(gòu)密集，密度大，孔隙率??；注漿法的顯微結(jié)構(gòu)不同，密度小，孔隙率大。與細(xì)陶器相比，炻瓷器的結(jié)構(gòu)、密度、孔隙率都有明顯的緊密現(xiàn)象。

在350倍的WIFI數(shù)碼電子體視顯微鏡下，與細(xì)陶器對比，表面的顆粒明顯增多，主要成分是長石（白色）、氧化鐵（褐色）顆粒物。紫砂土中含有二氧化硅（因含鐵量較高，在圖中呈現(xiàn)淡黃色）等主要原料已經(jīng)完全進(jìn)入了燒熟凝結(jié)。炻瓷器胎體偏深紅，表面平整精密。少量的黑色顆粒，有可能是磁鐵礦物質(zhì)，紅色胎體主要是氧化鐵含量高所致。炻瓷器表面緊密，孔隙率小，耐水性強，吸水率弱。

5.普通瓷器

捏塑法、泥板法、注漿法制作的試片顯微結(jié)構(gòu)相似，密度大，孔隙率小，耐水性強。

在350倍的WIFI數(shù)碼電子體視顯微鏡下，與炻瓷器對比，表面有細(xì)小的顏色顆粒，有可能是赤鐵礦（灰色）或氧化鐵（褐色）。普通瓷器主要成分是長石（白色）、石英（透明）。普通瓷器偏淺灰藍(lán)，表面緊密，孔隙率小，耐水性強，吸水率弱。

6.細(xì)瓷器

捏塑法、泥板法、注漿法顯微結(jié)構(gòu)幾乎相同，密度大，孔隙率小，耐水性強。

在350倍的WIFI數(shù)碼電子體視顯微鏡觀察下，與普通瓷器對比，表面的顆粒幾乎沒有。細(xì)瓷器主要瓷土完全的燒熔后，形成的器物。細(xì)瓷器胎體偏淺灰藍(lán)，表面緊密，孔隙率小，耐水性強，吸水率弱。