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用化學(xué)原理分析現(xiàn)代建盞制作工藝過(guò)程中出現(xiàn)各種品相的原因

2021-08-05 08:10雷建榕
數(shù)理化解題研究 2021年21期
關(guān)鍵詞:釉層兔毫胎體

雷建榕

(福建省南平市建陽(yáng)一中 354200)

首先從原料角度分析.制作建盞胎體的原料主要是建陽(yáng)區(qū)水吉鎮(zhèn)山上挖的黃土、風(fēng)化巖以及田里的高黏土按一定比例混合,土質(zhì)中的成分較穩(wěn)定且耐高溫.釉水的原料一般是鈾礦、高溫土、紅土、黏土、草木灰按一定比例加水混合均勻.無(wú)論是胎體還是釉水主要成分都是化學(xué)材料中的硅酸鹽材料.主要成分可以表示成鹽的形式,也可以表示成氧化物的形式.例如:長(zhǎng)石(KAlSi3O9此為鹽形式)也可以表示成K2O · Al2O3· 6SiO2(此為氧化物形式).陶藝師們專門將胎體及釉水的樣本寄到中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所,請(qǐng)專家們幫忙測(cè)定化學(xué)成分,以下是測(cè)定所得結(jié)果:

宋建窯建盞化學(xué)成分分析數(shù)據(jù)報(bào)告:

化學(xué)組成(成分)/%釉水胎體二氧化硅60-6362-68三氧化二鋁18-1921-25氧化鈣5-8<0.2三氧化二鐵5-87-10氧化鉀32.7氧化鎂20.4-0.5五氧化二鋁>1二氧化鈦0.5-0.91-1.6氧化錳0.5-0.9氧化鈉0.1<0.12

專家們給的數(shù)據(jù)主要以氧化物的形式表示成分,由數(shù)據(jù)顯示胎體及釉水中二氧化硅的含量占絕大部分,其次是氧化鋁、氧化鐵.從化學(xué)角度看二氧化硅、氧化鋁性質(zhì)都較穩(wěn)定,要發(fā)生化學(xué)變化條件要求很高,較之前兩者氧化鐵就更活躍一些了,所以建盞的各種紋理的產(chǎn)生,很大程度上跟它有關(guān)了.因此建盞也可稱為鐵系結(jié)晶釉.

接下來(lái)從建盞燒制過(guò)程分析.為了提高產(chǎn)率,現(xiàn)代建盞燒制工藝過(guò)程都有素?zé)@一環(huán)(指電窯燒制,柴窯燒制無(wú)此環(huán)節(jié)),即將陰干的生胚放入電窯中,將溫度緩慢升高至700℃左右,讓胎體的水分緩慢揮發(fā)掉,以保證胎體不變形的情況下得到干燥的熟胚.切忌升溫速度太快,后果是胎體變形甚至可能出現(xiàn)因胎體中的成分受熱不均而使胎體炸裂,出現(xiàn)危險(xiǎn).這一步在化學(xué)上講,只是蒸發(fā)水分的過(guò)程,沒有新物質(zhì)生成,未發(fā)生化學(xué)變化.但這一步在建盞的燒制過(guò)程中卻起著很重要的作用,一方面,足夠干燥的胎體,能夠使釉水更好底附著在上面;另一方面,能夠很好地保證碗的形狀,不致在正式焙燒環(huán)節(jié)出現(xiàn)變形或碎裂,大大提高了產(chǎn)品的成功率.

建盞在正式燒制時(shí),窯爐(以下過(guò)程均在電窯中進(jìn)行)中發(fā)生的變化大致可以分為以下幾個(gè)階段:

第一階段: 加熱升溫階段.在坯體能夠承受的升溫速度下,盡快的升溫,一般溫度升至1280~1350℃.這個(gè)過(guò)程的表層的釉水融化呈液態(tài),液態(tài)釉水能很好地滲透到胎體表層,并與之黏合.與此同時(shí),釉水中的一些具有還原性的物質(zhì)被氧化,筆者預(yù)測(cè)可能是此時(shí)窯爐中的氧氣作氧化劑,把釉水中含有的有機(jī)物氧化,至于氧化的產(chǎn)物是什么,那要看此時(shí)窯爐中的氧氣濃度,以及窯爐達(dá)到的溫度.

第二階段:保溫還原階段.這個(gè)階段溫度控制在1300℃左右,維持時(shí)間因窯爐的結(jié)構(gòu)不同,胚胎的原料不同,要求產(chǎn)品品相不同而不同,一般30分鐘至2小時(shí)不等.之后,從特定入口投入松油柴(此柴較之其它柴質(zhì)更易在氧氣稀少的環(huán)境下產(chǎn)生還原性氣體),立刻關(guān)緊入口防止空氣進(jìn)入.每次投入約100~150g不等,約五六分鐘投放一次,投放的總次數(shù)依據(jù)燒制的盞形而定,根據(jù)幾家作坊的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì):一般兔毫盞形,投放兩三次即可,若要燒制油滴形,則需8~10次不等.此時(shí)整個(gè)盞器處于還原性氣體環(huán)境中,根據(jù)爐中空氣含量以及所達(dá)到的溫度,筆者預(yù)測(cè)該還原性氣體主要可能是一氧化碳和炭黑.氣體通過(guò)液相釉面,進(jìn)入釉層,并透過(guò)釉層進(jìn)入胎體,將釉層與胎體的鐵氧化物從高價(jià)態(tài)還原到低價(jià)態(tài).為什么只涉及含鐵元素物質(zhì)的還原呢?筆者查閱大量文獻(xiàn)資料,上述原料中的氧化物要被還原,溫度要求都很高,有些甚至不被還原,都不是1280~1350℃所能達(dá)到的,而在這個(gè)溫度區(qū)間,鐵氧化物有機(jī)會(huì)被還原,根據(jù)出窯器具的色澤,可以對(duì)產(chǎn)物中鐵元素存在價(jià)態(tài)作進(jìn)一步預(yù)估.

例如:雜色釉中底鐵銹斑,表觀顏色為紅棕色,或棕色偏黃的,這應(yīng)該是鐵氧化物未被還原充分的,鐵元素大部分仍以三價(jià)形式存在.而那些名貴的烏金釉,這應(yīng)該是鐵元素大部分被還原至二價(jià)形式.當(dāng)這些還原性氣體將釉層及胎體的鐵氧化物中的氧原子奪取過(guò)來(lái),形成二氧化碳?xì)怏w,該氣體要透過(guò)胎體及釉層排到窯爐中,大家可以想象一下,當(dāng)每一個(gè)二氧化碳?xì)馀菀高^(guò)液相的釉層表面出來(lái),會(huì)引起表面發(fā)生多少有趣的現(xiàn)象!當(dāng)然這是一個(gè)我們無(wú)法親見的場(chǎng)景,但已經(jīng)可以想象,那是多么熱鬧而震撼人心的啊!當(dāng)窯中溫度達(dá)到1300℃左右時(shí),由于窯溫高、釉粘度小,二氧化碳帶著被還原的鐵氧化物浮在釉層表面,形成與釉主體相不同的液相小滴.隨著時(shí)間推移,這些液相小滴越來(lái)越多,就象漂浮在水面上的青萍,它們隨機(jī)而遇,三五成群,拼合成一個(gè)個(gè)大小不同的包裹團(tuán),包裹團(tuán)越大,其中的液相小滴也越多,但這些液相小滴僅僅挨在一起,沒有熔為一體,就象一葉葉青萍靠在一起,當(dāng)溫度下降時(shí),窯中環(huán)境條件適合包裹團(tuán)中的鐵氧化物析晶時(shí),便形成建窯油滴.

油滴的斑點(diǎn)大小與釉層厚度沒有必然關(guān)系,關(guān)鍵在于包裹團(tuán)大小,即使同一件茶盞上不同部位的斑點(diǎn)大小疏密都可能差別很大,而斑點(diǎn)一般呈卵形狀,這是因?yàn)闊蓽囟雀撸簯B(tài)釉流動(dòng)強(qiáng),且包裹團(tuán)受向下的重力所致,若重力過(guò)大,斑點(diǎn)則成條形狀,形成似兔毫的紋理.

由于油滴斑點(diǎn)是鐵氧化物結(jié)晶體,其中二價(jià)鐵與三價(jià)鐵的含量不同,斑點(diǎn)顏色就不同,若三價(jià)鐵含量稍高,則斑紋多呈褐色或紅褐色,如圖1所示,這種價(jià)態(tài)鐵氧化物性能較穩(wěn)定,因此這種紋理的盞較易燒制;這也是市場(chǎng)上金油滴、金兔毫較普遍底緣故.

圖1 圖2

若二價(jià)鐵含量高,則顏色呈銀灰,或呈銀中帶藍(lán)(即化學(xué)上稱普魯士藍(lán)),如圖2所示.但是二價(jià)鐵本身不太穩(wěn)定,在后續(xù)冷卻開窯遇見空氣后極易被氧化,致使斑紋變得模糊甚至消失.特別是銀藍(lán)色的斑紋,更是稍縱即逝.所以就算燒制成銀油滴、銀兔毫,但在紋理上就不如金油滴、金兔毫紋理來(lái)的清晰,更別提銀中帶藍(lán)的曜變天目盞了,更是千載難逢.

第三階段:冷卻降溫階段

繁華終須落幕,當(dāng)窯爐的溫度開始慢慢冷卻,釉水慢慢固化,穩(wěn)定的晶體形態(tài)開始形成,體系也趨于穩(wěn)定,各種紋理的盞形終于形成.一場(chǎng)熱熱鬧鬧的表象過(guò)后,走出了兔毫、油滴、鷓鴣斑、五光十色的曜變等不同紋理的盞中精品.

建盞的制作技藝是一門人、火、泥完美結(jié)合的藝術(shù).要想制作出高品質(zhì)的建盞,從選坯泥、到成胚、到燒制各方面需環(huán)環(huán)相扣,每一步都極為重要,否則失之毫厘,謬之千里.高難度的燒制技藝,不僅蘊(yùn)含著勞動(dòng)人民的智慧,也體現(xiàn)出建盞的藝術(shù)價(jià)值.

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