云南建水紫陶泥料配比與工藝性質(zhì)對(duì)比研究

毛顯麗，易中周，翟鳳瑞，徐榮洪

(紅河學(xué)院，云南蒙自 661199)

一 引言

云南建水紫陶是采用建水境內(nèi)特有的五種泥土，按一定比例配兌成泥料來(lái)制作的。建水陶土均屬于天然礦物，因不同礦層的成礦條件不同，礦藏地泥料成分也有略微差異，而泥料成分的差異也直接影響制陶工藝和陶器品質(zhì)。早期建水紫陶泥料配制全憑經(jīng)驗(yàn)且密不外傳，由于建水制陶企業(yè)規(guī)模都較小，缺乏分析測(cè)試設(shè)備及獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室，且紅河州無(wú)掌握系統(tǒng)測(cè)試技能的技師，無(wú)法對(duì)原料進(jìn)行深入研究，從而較難解決建水紫陶的造型局限、粘接易裂、燒成后氣泡多等問(wèn)題。本文從建水紫陶陶土化學(xué)成分分析、燒成內(nèi)在原因等切入，探討泥料成分配比與制陶工藝、紫陶品質(zhì)直接的關(guān)系。

二 實(shí)驗(yàn)

（一）實(shí)驗(yàn)原料

1.原料化學(xué)成分分析

紫陶泥料的化學(xué)成分直接影響陶坯的成型、干燥、燒結(jié)、呈色等工藝過(guò)程和工藝特點(diǎn)，以及成品的工藝性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域。紫陶的五種原料均產(chǎn)于建水本土，土質(zhì)細(xì)膩柔軟屬軟質(zhì)粘土品質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定、存儲(chǔ)量豐富，五種陶土原料的成分見表1所示，從表1可以看出不同的陶土成分都是SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、TiO2、FeO、Na2O，只是每種成分沒(méi)有相對(duì)確切的數(shù)據(jù)。

表1 原料主要化學(xué)組分含量（%）

2.泥料制備

建水紫陶陶土一般采集地表以下，原料放室內(nèi)自然風(fēng)干，為保證原料保持最佳狀態(tài)，采回來(lái)的陶土不能迎風(fēng)、雨淋、風(fēng)化，以免礦物質(zhì)流失及摻加雜質(zhì)。待陶土徹底晾干后，將陶土敲碎，再制成粉狀。按制陶要求的配比將相應(yīng)的五種陶土原料放置缸內(nèi)浸泡、攪拌成漿，用200-300目網(wǎng)篩過(guò)濾、攪拌、浸泡，如此反復(fù)4-5次，泥漿已成最細(xì)膩狀態(tài)，最后沉淀，除去上面一層水分，把剩下泥漿倒入裝有棉布的石膏缸里，除水晾曬，即可成最初的紫陶泥料。

泥料制成后，需在煉泥機(jī)里反復(fù)攪壓，擠壓空氣壓縮泥料的密度，使泥料含水分均勻。這樣煉好的泥就可以密封存放了，目的是陳腐泥料，進(jìn)一步使泥分解發(fā)酵，除去暴性。故新泥與陳泥手感不一樣，陳泥更為細(xì)膩溫潤(rùn)有黏性。同時(shí)對(duì)于泥料的儲(chǔ)存空間也有嚴(yán)格的要求，需儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)密封，倉(cāng)庫(kù)下層有水，上有木地板相隔，泥料存放在木板上，保持整個(gè)空間的濕度，使泥持續(xù)分解發(fā)酵，陳腐時(shí)間不少于3個(gè)月。

（二）實(shí)驗(yàn)方法

1.樣品制作

根據(jù)建水紫陶傳統(tǒng)制泥工藝，將紅土、青土、黃泥漿土、白泥漿土、紫土粉五種泥料按以下比例配比：泥料配比1時(shí)，其中：紅土占45%、青土占25%、黃泥漿土占20%、白泥漿土占10%、紫土粉不超5%；泥料配比2時(shí)，其中紅土占30%、青土占%25、黃泥漿土25%、白泥漿土15%、紫土粉不超5%；泥料配比3時(shí)，其中青土占40%、白泥漿土30%、含硅土（硅砂）20%、再加熟料（陶粉）10%的比例進(jìn)行坯料配制，采用濕法成型，將其制成長(zhǎng)度100mm、寬度50mm、厚度10mm的長(zhǎng)方形坯片，每一組配比制作2個(gè)坯片樣品。

2.樣品干燥

將制作好的坯片樣品放在室溫環(huán)境下陰干，時(shí)間7天，室內(nèi)溫度18～26℃，坯片樣品基本干燥。3.燒成實(shí)驗(yàn)

將完全晾干的坯片放置于電窯中燒結(jié)，燒成氣氛為氧化氣氛，燒結(jié)溫度1150℃，燒窯程序?yàn)楹婵?、升溫、高溫?zé)?、自然降溫等四個(gè)階段，達(dá)到最高溫1150℃后保溫30min，切斷電源，在封閉狀態(tài)下自然降溫24小時(shí)，燒結(jié)完成。待溫度降至100℃—150℃時(shí)，可出窯取出樣品。具體燒結(jié)制度曲線如圖1所示。

圖1 燒結(jié)制度曲線

三 結(jié)果分析和討論

（一）不同原料配比的泥料工藝性能

根據(jù)建水紫陶原料的化學(xué)成分，分為三種泥料配比：泥料配比1時(shí)，其中：紅土占45%、青土占25%、黃泥漿土占20%、白泥漿土占10%、紫土粉不超5%；泥料配比2時(shí)，其紅土占30%、青土占%25、黃泥漿土25%、白泥漿土15%、紫土粉不超5%；泥料配比3時(shí)，其青土占40%、白泥漿土30%、含硅土（硅砂）20%，再加熟料（陶粉）10%。

1.泥料的可塑性與工藝性

不同配比的泥料所含化學(xué)元素及比例也不同，對(duì)泥料加工工藝和燒成質(zhì)量有實(shí)質(zhì)性的影響。在建水紫陶原料中，紅土含較高的Fe2O3，是建水紫陶窯變顯色的本質(zhì)因素。白泥漿土含量相對(duì)高一點(diǎn)的Al2O3，能夠?yàn)槟嗔咸岣呖伤苄?，有助于成型工藝加工。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)三種不同配兌比例的泥料進(jìn)行加工制作：

（1）三種泥料拉坯成型后，泥料配比1適宜做中小件產(chǎn)品；泥料配比2的白泥漿土和青土的比例提高，含較高的Al2O3，骨架作用較好，可以制作大件的紫陶產(chǎn)品；泥料配比3以青土和白泥漿土為主，加以硅土和熟料，鋁、硅的增加易于成型且降低收縮，適宜做底部面積較大特殊器型。

（2）三種泥料制成的陶坯體的細(xì)膩度、刻填的流暢度和貼合度無(wú)明顯區(qū)別。

（3）在1120 ℃～1180 ℃同種氣氛（還原焰、氧化焰或中性焰）下燒制效果的影響。泥料配比1含鐵高，降低了燒成溫度，在1150 ℃～1160 ℃間，呈色羊肝色或黑色；泥料配比2含鋁較高，燒結(jié)溫度較高，最高可達(dá)1200 ℃以上；泥料配方3含鋁含硅高，但由于是燒制特殊產(chǎn)品，故燒成溫度在正常范圍。

2.干燥收縮率和燒成收縮

一般來(lái)說(shuō)，建水紫陶產(chǎn)品以拉坯成型的圓型器為主，器型呈曲線圓滑的過(guò)渡，在水分蒸發(fā)泥坯干燥時(shí)，收縮率較小，不同泥料配比的坯體干燥收縮差距不明顯。

關(guān)于燒成收縮，采用濕法形成工藝制作成紫陶坯片，分析三種原料的不同配比對(duì)建水紫陶坯片燒結(jié)性能的影響。結(jié)果表明，隨著紅土比例的增加，青土比例的減少，燒結(jié)的建水紫陶坯片的燒失率、吸水率依次減小，而收縮率增大。在五種原料的基礎(chǔ)上添加熟土、瓷粉和硅砂組成混合泥料后，燒結(jié)的建水紫陶坯片的收縮率更小，不易變形。泥料配比1含鐵高，降低了燒成溫度，燒成溫度在1150 ℃～1160 ℃間，燒成收縮率大，15%～20%；泥料配方2含鐵較高，燒成收縮率較大，為10%～15%，泥料配比3含鋁高，降低了燒成收縮鋁，燒成收縮率8%～10%。在建水紫陶中常用收縮率為線收縮，主要看器型的外在大小。

表3 不同配比坯料的收縮率

表4 不同配比坯料的常用收縮率（線）

（二）不同泥料配比下的建水紫陶產(chǎn)品的穩(wěn)定性

表5為建水紫陶產(chǎn)品參數(shù)檢測(cè)結(jié)果。由表5可以看出，建水紫陶產(chǎn)品的型號(hào)和用途有著不同的泥料配方，通過(guò)用三種配方制作燒成大型號(hào)、中小型號(hào)和特種型號(hào)的紫陶產(chǎn)品進(jìn)行吸水率、抗熱震性及鉛、鎘溶出量的檢測(cè)，結(jié)果表明：

（1）吸水率都小于等于5.0%。其中小型泥料配比紫陶產(chǎn)品的吸水率最小且都在0.08%以下，特種泥料配比的吸水率最小，大型泥料配比的紫陶產(chǎn)品的吸水率相對(duì)高，但不超過(guò)1%；

（2）抗熱震性。小型產(chǎn)品在180 ℃～0 ℃水中熱交換一次不裂，中、大、特型產(chǎn)品在160 ℃～20 ℃水中熱交換一次不裂。

（3）Pb和Cd溶出量均未檢出，故Pb≤0.5（mg/kg），Cd≤0.5（mg/kg）。

從化學(xué)元素溶出量的角度，說(shuō)明建水陶土燒制的建水紫陶產(chǎn)品對(duì)人體健康是安全的。

表5 建水紫陶產(chǎn)品參數(shù)檢測(cè)結(jié)果

四 結(jié)論

一是建水紫陶原料的紅土占45%、青土占25%、黃泥漿土占20%、白泥漿土占10%、紫土粉不超5%，適宜燒制中小件炻器，燒成溫度1150 ℃～1160 ℃，燒成收縮率15%-20%；吸水率小于0.1%；二是建水紫陶原料的紅土占30%、青土占%25、黃泥漿土25%、白泥漿土15%、紫土粉不超5%，適宜燒制大件炻器，燒成收縮率15%～10%，吸水率在1.0%至0.1%之間；三是建水紫陶原料的青土占40%、白泥漿土30%、含硅土（硅砂）30%，再加熟料（陶粉）10%，適宜燒制特殊器物，如大盤子、異形產(chǎn)品等，燒結(jié)溫度高，該配比降低收縮，燒成收縮率8%～10%，容易成型且不易變形。

綜觀所述，根據(jù)不同的產(chǎn)品要求，可以通過(guò)調(diào)整陶土原料的比例以達(dá)到最佳的性能。目前對(duì)云南建水紫陶泥料的研究正處于發(fā)展階段，而建水紫陶泥料化學(xué)成分與其特有的制作工藝有必然聯(lián)系。圍繞泥料不同配兌比例的化學(xué)成分、物相組成，對(duì)制坯、刻填、燒成等工藝性能影響的研究，無(wú)論是在廣度還是深度上都相當(dāng)有限。由于建水紫陶陶土分布面積較廣，不同地點(diǎn)采集的陶土化學(xué)成分也有一定的差異，而不同比例配兌后用現(xiàn)代分析測(cè)試方法進(jìn)行系統(tǒng)分析甚少。因此，需要對(duì)建水紫陶泥料成分及燒結(jié)樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)等進(jìn)行更深入更系統(tǒng)的研究，從中篩選出更為詳盡的合適制作不同規(guī)格與不同用途的泥料，通過(guò)調(diào)整五種陶土原料的配兌比例優(yōu)化組合，以達(dá)到最佳的紫陶產(chǎn)品性能。