鉻綠結晶釉呈色機理的研究

宋來振，邵明梁，孔祥明，張譯文，何易龍，張迎君

（濟南大學材料科學與工程學院，山東 濟南 250022）

鉻綠結晶釉呈色機理的研究

宋來振，邵明梁，孔祥明，張譯文，何易龍，張迎君

（濟南大學材料科學與工程學院，山東 濟南 250022）

主要探討基礎釉化學組成中各氧化物對結晶釉呈色的影響。結果表明，其中氧化鋁、氧化鋅、氧化鐵對鉻離子呈色有較大的影響，鉻綠結晶釉呈色機理為離子著色。

結晶釉；氧化物；呈色機理

0　引　言

結晶釉是一種觀賞性極高的高級藝術陶瓷，因其外觀的不確定性以及色彩的多樣性深受人們的青睞。結晶釉的外觀色彩根據其添加的著色劑不同而呈現出多種多樣的顏色，釉的呈色是由于它對可見光的選擇性吸收和選擇性折射所致［1］。本文以三氧化二鉻為主要著色劑探究鉻綠結晶釉的呈色機理。三氧化二鉻是綠色的兩性氧化物，在特定條件下會與其他物質發生反應或產生結合導致釉體顏色發生變化。文章通過分析釉料中氧化物的變化對結晶釉外觀色彩產生的影響進而探究鉻綠結晶釉的呈色機理，從而生產出顏料用量低，著色力強，呈色穩定純正，光澤度好的鉻綠結晶釉［2］。

表1　礦物原料的化學組成（wt.%）Tab.1 Chemical composition of mineral raw materials （wt.%）

1　實　驗

1.1實驗所用原料

結晶釉所用實驗原料為蘇州土、長石、石英、玻璃粉、滑石、方解石、分析純氧化鋅、三氧化二鉻。其中礦物原料及其化學組成如表1所示。

參考相關文獻設計實驗，最終確定兩個釉料配方如表2所示。

1.2實驗工藝及過程

1.2.1 釉料制備及燒成

（1）快速研磨時間：40 min；

（2）球磨細度： 250目篩＜0.1%；

（3）料 ： 球 ： 水=1 ： 2 ： 0.5；

（4）燒成制度：采用還原性氣氛燒成， 燒成制度曲線見圖1。

1.2.2 實驗設計過程

本實驗通過調整基礎釉中礦物原料的含量從而達到控制基礎釉中各氧化物的比例，通過觀察試樣的外觀呈色從而探究氧化物對三氧化二鉻呈色的影響。由于變量、因素過多，實驗采用正交實驗設計工藝配方，通過試樣外觀以及數據分析獲悉鉻綠結晶釉的呈色機理。實驗設計過程如表3所示。

圖1　燒成制度曲線Fig.1 Firing curve

2　結果與討論

將燒成的試樣根據GB/T 3532—2009標準來確定釉面的合格程度，結合結晶釉的外觀，為每組實驗樣品劃分一個合理的等級，便于正交試驗直觀分析，實驗結果如表4所示。為了更準確地探究基釉中氧化物結晶釉的呈色影響，對表4中的實驗結果進行進一步的直觀分析，如表5所示。

表2　釉料配方 （wt.%）Tab.2　Glaze formula （wt.%）

表3　正交設計實驗表 （g）Tab. 3 Orthogonal experiment table （g）

表4　實驗結果分析Tab.4 The analysis of experimental results

表5　直觀分析表 （g）Tab.5 Visual analysis table （g）

在光的照射下，由于物體對各種波長的色光的吸收程度不同而呈現出不同的顏色。當白光經過晶體時，鉻離子內部的d軌道之間或f軌道之間發生躍遷，從而吸收相應的特定波長的色光，從而使整個晶體呈現出綠色［3］。在表5中，蘇州土、長石、玻璃粉、氧化鋅極差最大，結合正交實驗相關知識可知，這些礦物原料對結晶釉呈色影響最大。對表4實驗結果進行分析，結合表1，表3發現，在結晶釉外觀呈現深綠色的基礎釉配方中氧化鋁與氧化鐵的含量較高，在結晶釉外觀呈現淺綠色的基礎釉配方中氧化鋁與氧化鋅的含量較高，在結晶釉外觀呈現淡綠色的氧化鐵的含量較高。這是因為當基礎釉料中氧化鋅含量過高時，三氧化二鉻會與氧化鋅發生反應生成褐綠色ZnCr2O4。當釉料中氧化鋁含量較高時，大量Al3+的摻雜使得鉻離子內部軌道躍遷發生變化，從而吸收的光波發生變化使得結晶釉整體呈深綠色。當釉料中氧化鐵的含量較高時，因為Fe3+可以使晶體色調偏黃色，對鉻離子呈色產生影響，使得釉體外觀顏色發生偏差。

3　結　論

（1）Cr3+離子由于內部發生躍遷，吸收特定波長的色光，在玻璃相中呈現以綠色為主的顏色。

（2）鉻綠結晶釉中氧化物中氧化鐵、氧化鋅、氧化鋁對鉻離子影響力最大。

（3）適當控制釉料中蘇州土、長石、玻璃粉、氧化鋅的含量可以有效地保證釉體呈現翠綠色。

［1］ 陳全慶， 周宇松， 周少華. 南宋官窯青瓷器呈色機理的研究［J］.陶瓷學報， 1996（3）： 42-47.

［2］ 張旭東， 何文， 陳廣. Co-Cr-Fe-Mn系黑釉呈色機理的研究［J］.佛山陶瓷， 1996（3）： 12-14.

［3］ 楊麗君. 氧化鉻綠性狀特征分析及量子化學研究［碩士論文］［D］. 重慶： 重慶大學， 2003（4）.

The Color Mechanism of Chromium Green Crystal Glaze

SONG Laizhen， SHAO Mingliang， KONG Xiangming， ZHANG Yiwen， HE Yilong， ZHANG Yingjun
（School of Material science and Engineering， Jinan University， Jinan 250022， Shandong， China）

In this paper， the effect of various oxides on the color of crystal glaze was mainly discussed. The results show that aluminum oxide， zinc oxide， and iron oxide have great infuence on the coloration of chromium ion. The color mechanism of chromium green crystal glaze is ionic coloring.

crystalline glaze； oxide； color mechanism

date：2016-06-18.Revised date： 2016-06-25.

TQ174.4+3

A

1006-2874（2016）04-0025-03

10.13958/j.cnki.ztcg.2016.04.005

2016-06-18。

2016-06-25。

通信聯系人：邵明梁，男 ，副教授。

Correspondent author：SHAO Mingliang， male， Associate Professor.

E-mail：sml190@163.com