工藝條件和燒成制度對仿南宋官窯青釉的影響*

包啟富 董文婕 董偉霞 劉君義

(景德鎮陶瓷大學 江西 景德鎮 333001)

陶瓷作為中華優秀傳統文化的重要組成部分之一,對中國乃至世界文化事業的進步與發展做出了重大貢獻。在宋人重文輕武的歷史背景下,中華民族傳統文化更得到了空前的發展,其中宋代陶瓷文化事業的發展更是突飛猛進、璀璨奪目。“汝、官、哥、定、鈞”五大名窯以及各地有特色的民窯系在全國紛紛興起,有力地推動了宋代對世界各國的文化輸出,同時也提高了中華文化在世界的影響力。這其中象征著皇權至高形象與皇家無上尊嚴的官窯瓷更是令世人驚嘆。

相比北宋官窯而言,南宋官窯窯址明確且均已成功發掘,它集龍泉窯、越窯、北宋官窯、汝窯等地區制瓷技藝的優點,充分利用臨安當地的原料制備出薄胎厚釉、紫口鐵足、金絲鐵線、冰裂紋片等藝術特色的青瓷,其獨特的藝術效果給官窯青瓷帶來了新的審美創意,深受古今中外鑒賞者的推崇和喜愛。然而,南宋朝廷對官窯制瓷工藝技術的嚴格保密,致使南宋被元滅亡后,相關制瓷技藝也一并失傳,其工藝至今一直是個謎。因此,筆者在前期實驗基礎上,探討了工藝條件和燒成制度對釉面效果的影響。

1 實驗過程

1.1 實驗主要原料

本實驗所用原料化學組成見表1。其工藝流程與傳統制釉過程相類似。

表1 原料化學組成(質量%)

續表1

配方組成如下,在此基礎上,改變工藝條件和燒成制度對其釉面效果的影響。

1.2 性能與表征

采用日本電色工業株式會社生產的NF-333型便攜式色差計測定古瓷片及南宋官窯仿制試樣的釉面色度,色度儀采用多色LED 光源,束斑直徑為8 mm。采用日本KEYENCE 公司生產的VHX-6000 型超景深三維顯微鏡對南宋官窯仿制試樣的釉面進行了×200倍放大的立體顯微結構測試,觀察了不同尺寸的氣泡在瓷釉中的空間分布。采用百特儀器有限公司生產的Bttersize 2000型激光粒度分析儀對南宋官窯仿制試樣進行粒度的測定,得出了不同細度下釉料的中位徑(D50)。

2 實驗結果與討論

2.1 工藝條件對釉面效果的影響

2.1.1 坯體素燒溫度對釉面效果的影響

圖1為不同坯體素燒溫度下所制備的樣品性能的結果。

圖1 不同坯體素燒溫度下的釉面性狀

從圖1可以看出,未經素燒的坯體氣孔率極低,使得釉層吸附程度較差,燒成后胎釉結合性較弱,胎釉中間層局部裂開,導致瓷釉受到不均勻的張應力而使釉面裂紋出現個別斷裂的情況。坯體素燒溫度在300～500℃時,自由水和部分有機物、結構水排出坯體,氣孔率略微提高,此時的坯釉結合性一般,導致在高溫下坯釉元素擴散程度較差,胎釉熱膨脹系數差值也較大,使得釉面開裂程度較高;且該溫度下坯體初次素燒時的有機物、碳酸鹽、硫酸鹽等物質未開始分解,因而在二次釉燒時,上述物質產生的氣體未能完全排出釉面使得釉中氣泡含量多且大。當坯體素燒溫度在700～900℃時,坯體氣孔率較高,其多孔效果較利于瓷釉的吸附,坯釉結合性較好使得高溫時坯釉間元素的擴散程度較好,胎釉熱膨脹系數相應減少致使釉面開裂程度有所降低;且有機物、碳酸鹽、硫酸鹽等物質在坯體素燒時部分已排出,再經過二次釉燒時此類物質排出釉面的程度較高,因而瓷釉釉面氣泡多而小。當素燒溫度在1 100℃時,坯體逐漸燒結,顆粒排列的更加緊密,使得瓷釉難以吸附在坯體表面,會造成釉面嚴重的縮釉。

因此,坯體素燒溫度控制在700～900℃時,仿制南宋官窯瓷釉的釉面性狀較佳。

2.1.2 釉層厚度對釉面效果的影響

圖2和圖3為不同釉層厚度所制備的樣品釉面直觀圖和Lab圖。

圖2 不同釉層厚度的釉面性狀

圖3 色度曲線圖

從圖2可以看出,隨著釉層厚度的增加,釉面青色調逐漸加深,裂紋效果由細碎的裂紋逐漸減弱到不明顯開裂。

從圖3可以看出,瓷釉的a*值隨釉層厚度的增加逐漸降低,瓷釉的綠色調逐漸加強。因為瓷釉很薄時,光線較容易透過釉層而照射到瓷胎,釉層較薄也使瓷釉對光線的吸收程度減弱,Fe2+吸收的較少,上述這兩種情況均導致了釉層較薄時瓷釉的a*值較高,青色調偏淡。當瓷釉釉層逐漸增加時,光線通過釉層的比率逐漸降低,且瓷釉對光線的吸收程度逐漸增強,Fe2+吸收的數量逐漸提高,因而瓷釉的a*值逐漸降低,青色調逐漸加深。當釉層厚度薄時,釉面受到很大的張應力,使之產生細碎的裂紋;當釉層厚度增加,接近直至超出釉面受到坯體拉伸的張應力所傳遞的厚度范圍,使得釉面的裂紋效果逐漸變為大裂紋甚至無裂紋的效果。南宋官窯瓷釉普遍開大裂紋,故釉層厚度在1.5～2 mm。

2.1.3 釉的細度對釉面效果的影響

不同細度所制備的樣品性能結果(見表2)。

表2 不同細度下所制備青釉的性能

續表2

從表2可知,釉的細度隨球磨時間的增加而不斷降低,釉的熱膨脹系數也隨之降低,并且青色調逐漸加深,釉面裂紋減小,并隨之產生針孔。由于球磨時間較短,部分大顆粒物質因磨碎不充分使得釉料均勻度較差,在高溫下粗顆粒難以熔融,導致釉面較為粗糙,坯釉適應較差使釉面抗張能力減弱,瓷釉的開裂效果明顯;釉漿顆粒較粗,相對降低了參與還原反應的Fe2O3的數量,使釉面的青色調變的很淡。隨著球磨時間的增加,釉料的顆粒物質磨碎充分,釉面逐漸平整;坯釉適應性較好,釉面抗張能力提高使其開裂程度降低;氧化物Fe2O3反應充分,釉面呈青綠色。然而球磨時間過長,釉料的顆粒物質過于細,坯釉適應性提高使得釉面開裂效果進一步減弱,且顆粒過細降低了瓷釉的燒成溫度,高溫粘度顯著降低,大量氣泡上升至釉面并破裂造成了釉面的針孔缺陷。

因此,為取得外觀效果較好的青釉,瓷釉中位徑(D50)的細度應控制在7μm 左右,即球磨時間為7～10 min。

2.2 燒成制度對釉面效果的影響

2.2.1 燒成溫度對釉面效果的影響

圖4為超景深三維顯微鏡下1 230～1 270℃條件下的釉面效果圖。在1 230 ℃燒成時,部分50～100 μm 的較大氣泡主要集中在瓷釉的中下層而未能排出釉面;在1 240℃燒成時,絕大部分大氣泡順利排出釉面,瓷釉中的氣泡集中在幾微米至幾十微米范圍內;燒成溫度至1 250℃時,眾多細小氣泡由釉層底部向釉面排出的過程中逐漸匯聚成近百微米的大氣泡,此時的大氣泡主要處于釉層的中部;燒成溫度提高至1 260℃及1 270℃時,釉中氣泡尺寸持續增大,個別氣泡的直徑達到幾百微米長,主要集中于釉層的中上部。燒成溫度合理的情況下,可將氣孔率控制在一個較小的數值,而繼續增大燒成溫度,氣孔率又會增大,甚至形成大七孔海綿狀結構。氣孔中氣體大部分為Fe2O3分解出的O2,在高溫環境下氣泡不斷向釉面方向移動,在行進過程中相鄰氣泡逐漸合并成尺寸較大的氣泡,使得氣泡數量有所減少但尺寸卻不斷增大,并且溫度越高,瓷釉粘度降低,釉面流動性逐漸增強,導致了釉面趨于平整,鏡面反射能力增強,光澤度有所提高。

圖4 不同燒成溫度下的釉面微觀效果圖(×200)

南宋官窯瓷釉的氣泡尺寸較小,且釉面光澤度不高,因此仿制瓷釉的燒成溫度應該控制在1 230～1 240℃。

2.2.2 還原溫度對釉面效果的影響

青瓷的釉色主要取決于組成中著色氧化物Fe2O3的含量及燒成制度中的還原氣氛。Fe2O3在還原氣氛中生成Fe2+與Fe3+,并且Fe2+與Fe3+的比值越高使得瓷釉的青綠色調越高,而比值降低則向黃綠色調變化。因此,還原溫度對青瓷釉面的發色影響很大。在本實驗中,隨著還原溫度的不斷提高,瓷釉青綠色調不斷減弱,最終變成黃色調。這是因為青瓷制品在燒成過程中,Fe2O3還原出的FeO 熔化在玻璃相中呈淡青色,燒成的瓷坯呈白里泛青的玉色,若在溫度較高的情況下進入還原氣氛,其中的Fe2O3實際上已在氧化焰中完成反應,殘留大量的Fe3+使瓷坯呈黃色。在燒成中,若氧化期與還原期安排不當,氧化不充分或還原過早,使坯體內的碳素、有機物或低溫沉碳未能燒盡就被釉層封閉;還原氣氛過濃,還原結束過遲,煙氣嚴重倒流,均能造成釉層內高溫沉積碳素過多,造成釉面的吸煙現象。因此,為取得釉面效果較好的青釉,燒制過程宜在1 030℃左右進入還原階段。

2.2.3 冷卻方式對釉面效果的影響

從實驗結果可知,冷卻速度快會提高瓷釉的玻化速度,使得氣泡多處于釉層中下層且尺寸較小,釉面光亮;窯門閉合時瓷釉在1 000℃以上的冷卻時間較長,有利于晶體的析出,且冷卻速率的降低,使氣泡充分上升并在運動過程中使小氣泡逐漸合并形成較大氣泡。

3 結語

在合適的工藝條件和燒成制度下,采用白云石、方解石、木金、寶金、1號紫金土、2號紫金土與龍泉粘土為主要原料制備出了仿南宋官窯青釉。工藝條件對南宋官窯青釉釉面效果有重要的影響:即當瓷釉釉層厚度為1.5～2 mm;坯體厚度在2～4 mm;坯體素燒溫度在700～900℃;瓷釉中位徑(D50)的細度控制在7μm左右時釉面效果較佳。燒成制度對釉面氣泡及最終呈現的顏色有重要影響。當燒成溫度為1 230～1 240℃,還原溫度為1 030℃左右,在快速冷卻時所制備出的青釉效果較佳。