鉻綠結(jié)晶釉呈色機(jī)理的研究

宋來振，邵明梁，孔祥明，張譯文，何易龍，張迎君

（濟(jì)南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022）

鉻綠結(jié)晶釉呈色機(jī)理的研究

宋來振，邵明梁，孔祥明，張譯文，何易龍，張迎君

（濟(jì)南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022）

主要探討基礎(chǔ)釉化學(xué)組成中各氧化物對(duì)結(jié)晶釉呈色的影響。結(jié)果表明，其中氧化鋁、氧化鋅、氧化鐵對(duì)鉻離子呈色有較大的影響，鉻綠結(jié)晶釉呈色機(jī)理為離子著色。

結(jié)晶釉；氧化物；呈色機(jī)理

0　引　言

結(jié)晶釉是一種觀賞性極高的高級(jí)藝術(shù)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(jié)晶釉的外觀色彩根據(jù)其添加的著色劑不同而呈現(xiàn)出多種多樣的顏色，釉的呈色是由于它對(duì)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(jié)晶釉的呈色機(jī)理。三氧化二鉻是綠色的兩性氧化物，在特定條件下會(huì)與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)或產(chǎn)生結(jié)合導(dǎo)致釉體顏色發(fā)生變化。文章通過分析釉料中氧化物的變化對(duì)結(jié)晶釉外觀色彩產(chǎn)生的影響進(jìn)而探究鉻綠結(jié)晶釉的呈色機(jī)理，從而生產(chǎn)出顏料用量低，著色力強(qiáng)，呈色穩(wěn)定純正，光澤度好的鉻綠結(jié)晶釉［2］。

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

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)所用原料

結(jié)晶釉所用實(shí)驗(yàn)原料為蘇州土、長(zhǎng)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(xué)組成如表1所示。

參考相關(guān)文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最終確定兩個(gè)釉料配方如表2所示。

1.2實(shí)驗(yàn)工藝及過程

1.2.1 釉料制備及燒成

（1）快速研磨時(shí)間：40 min；

（2）球磨細(xì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程

本實(shí)驗(yàn)通過調(diào)整基礎(chǔ)釉中礦物原料的含量從而達(dá)到控制基礎(chǔ)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(duì)三氧化二鉻呈色的影響。由于變量、因素過多，實(shí)驗(yàn)采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)工藝配方，通過試樣外觀以及數(shù)據(jù)分析獲悉鉻綠結(jié)晶釉的呈色機(jī)理。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程如表3所示。

圖1　燒成制度曲線Fig.1 Firing curve

2　結(jié)果與討論

將燒成的試樣根據(jù)GB/T 3532—2009標(biāo)準(zhǔn)來確定釉面的合格程度，結(jié)合結(jié)晶釉的外觀，為每組實(shí)驗(yàn)樣品劃分一個(gè)合理的等級(jí)，便于正交試驗(yàn)直觀分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。為了更準(zhǔn)確地探究基釉中氧化物結(jié)晶釉的呈色影響，對(duì)表4中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表 （g）Tab. 3 Orthogonal experiment table （g）

表4　實(shí)驗(yàn)結(jié)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(duì)各種波長(zhǎng)的色光的吸收程度不同而呈現(xiàn)出不同的顏色。當(dāng)白光經(jīng)過晶體時(shí)，鉻離子內(nèi)部的d軌道之間或f軌道之間發(fā)生躍遷，從而吸收相應(yīng)的特定波長(zhǎng)的色光，從而使整個(gè)晶體呈現(xiàn)出綠色［3］。在表5中，蘇州土、長(zhǎng)石、玻璃粉、氧化鋅極差最大，結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)可知，這些礦物原料對(duì)結(jié)晶釉呈色影響最大。對(duì)表4實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)合表1，表3發(fā)現(xiàn)，在結(jié)晶釉外觀呈現(xiàn)深綠色的基礎(chǔ)釉配方中氧化鋁與氧化鐵的含量較高，在結(jié)晶釉外觀呈現(xiàn)淺綠色的基礎(chǔ)釉配方中氧化鋁與氧化鋅的含量較高，在結(jié)晶釉外觀呈現(xiàn)淡綠色的氧化鐵的含量較高。這是因?yàn)楫?dāng)基礎(chǔ)釉料中氧化鋅含量過高時(shí)，三氧化二鉻會(huì)與氧化鋅發(fā)生反應(yīng)生成褐綠色ZnCr2O4。當(dāng)釉料中氧化鋁含量較高時(shí)，大量Al3+的摻雜使得鉻離子內(nèi)部軌道躍遷發(fā)生變化，從而吸收的光波發(fā)生變化使得結(jié)晶釉整體呈深綠色。當(dāng)釉料中氧化鐵的含量較高時(shí)，因?yàn)镕e3+可以使晶體色調(diào)偏黃色，對(duì)鉻離子呈色產(chǎn)生影響，使得釉體外觀顏色發(fā)生偏差。

3　結(jié)　論

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

（2）鉻綠結(jié)晶釉中氧化物中氧化鐵、氧化鋅、氧化鋁對(duì)鉻離子影響力最大。

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

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

［2］ 張旭東， 何文， 陳廣. Co-Cr-Fe-Mn系黑釉呈色機(jī)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(xué)研究［碩士論文］［D］. 重慶： 重慶大學(xué)， 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(lián)系人：邵明梁，男 ，副教授。

Correspondent author：SHAO Mingliang， male， Associate Professor.

E-mail：sml190@163.com