中低溫?zé)o鉛鐵系砂金藝術(shù)釉的研制

徐曉倩 梅宇濤 陸旻瑤 黃春娥

(無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇宜興 214206)

0 引 言

砂金藝術(shù)釉是一種很特殊的結(jié)晶釉，它是由于釉中含有一種或幾種含量較高的金屬氧化物的結(jié)晶劑，在適宜的溫度下，其部分溶解在釉中，冷卻后顯示出閃耀的金屬光澤而懸浮在釉層的玻璃體中，與自然界中的礦石砂金相似而得名。由于砂金藝術(shù)釉具有晶瑩剔透、閃閃發(fā)光的特點(diǎn)，同時(shí)又有典雅、莊重、華貴的藝術(shù)特色，而受到越來越多陶瓷研究者的關(guān)注。

目前，國(guó)內(nèi)陶瓷裝飾技術(shù)用砂金藝術(shù)釉普遍存在花色及品種較少、燒成溫度較高，且晶粒分布不均勻及含鉛熔塊帶來環(huán)境污染等問題。為了實(shí)現(xiàn)“綠色、環(huán)保、節(jié)能”的理念，開展中低溫、無鉛砂金藝術(shù)釉的研制具有一定的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。本文以氧化鐵為主要結(jié)晶劑，以硼熔塊、硼砂及玻璃粉配合使用來替代傳統(tǒng)的含鉛熔塊的加入，首先通過探究性試驗(yàn)確定基礎(chǔ)配方，然后研究氧化鐵、碳酸鋇、硝酸鉀及釉層厚度對(duì)鐵系砂金藝術(shù)釉釉面效果的影響。

1 試驗(yàn)條件

1.1 設(shè)備與儀器

本試驗(yàn)所用設(shè)備主要有噴壺、氣泵、箱式電窯爐、快速球磨機(jī)、球磨罐、100目標(biāo)準(zhǔn)篩、噴釉機(jī)等，主要設(shè)備及廠家見表1所示。

表1 設(shè)備名稱及廠家

1.2 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)所用原料有氧化鐵、蘇州土、鉀長(zhǎng)石、硼砂、石英、硼熔塊、碳酸鋇、氧化鈦等，主要原料的化學(xué)組成見表2所示。

表2 原料化學(xué)組成（%）

1.3 燒成制度

采用氧化氣氛燒成，經(jīng)過預(yù)試驗(yàn)之后，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的效果制定了較為合適的燒成制度，其中最高燒成溫度為1 160 ℃，保溫20 min，然后隨爐自然冷卻。具體燒成溫度制度見表3、圖1所示。

圖1 燒成溫度曲線

表3 燒成溫度制度

2 試驗(yàn)方案及效果分析

砂金藝術(shù)釉屬于結(jié)晶釉中的一種，其結(jié)晶體不僅能生長(zhǎng)在坯釉界面處，而且能生長(zhǎng)懸浮于釉層玻璃體中，由于其折射率的不同，在光的照射下閃閃發(fā)光。砂金藝術(shù)釉的質(zhì)量主要取決于結(jié)晶劑與促晶劑種類、釉層厚度、坯體類型等主要因數(shù)。試驗(yàn)采用硼熔塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的含鉛熔塊，通過多次試驗(yàn)及合理的配方設(shè)計(jì)，克服了傳統(tǒng)工藝的局限，降低燒成溫度。具體試驗(yàn)方案如下：

2.1 確定基礎(chǔ)配方

參照以往經(jīng)驗(yàn)，確定基礎(chǔ)配方見表4。

表4 基礎(chǔ)配方（%）

釉面效果分析：釉面較為平滑、光亮，顏色呈現(xiàn)黑紅色有晶體析出，但整體晶體分布不均勻，可能性的原因是采用噴釉的方式造成了釉層出現(xiàn)上層厚、下層薄的問題，而釉層太薄時(shí)晶體成核劑太少，從而導(dǎo)致無晶體或少量晶體的析出。

2.2 改良的A配方

由于基礎(chǔ)配方釉色為黑色，顏色較深，為使釉色向淺色轉(zhuǎn)變，試驗(yàn)擬通過改變氧化鐵的含量和引入氧化鈦，研究結(jié)晶劑對(duì)釉面效果的影響。改良后的配方見表5。

表5 改良的A配方（%）

釉面效果分析：1#配方與基礎(chǔ)配方相比，增加氧化鐵和碳酸鈉的量，發(fā)現(xiàn)釉色基本無變化，釉面光滑、無針孔氣泡，但析出的晶體數(shù)量明顯增加，原因是結(jié)晶劑氧化鐵的含量增加，導(dǎo)致氧化鐵晶體數(shù)量增多，析晶更加明顯。2#配方與基礎(chǔ)配方相比，將碳酸鈉換成促晶劑硝酸鉀，熔塊全由硼砂替代。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)釉面光滑、無針孔氣泡，但釉色分布不均勻，局部黑棕色、黃棕色，可能的原因是硝酸鉀有利于氧化鐵晶體的析出，但由于硼砂含量過多，容易出現(xiàn)分相和聚集現(xiàn)象而導(dǎo)致釉色不均勻。3#配方與基礎(chǔ)配方相比，將碳酸鈉換成促晶劑硝酸鉀，發(fā)現(xiàn)釉面光滑、無針孔氣泡，釉色以紅色為主，晶體析出較基礎(chǔ)配方明顯，同時(shí)顏色有向淺色轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，說明硝酸鉀不僅能促進(jìn)氧化鐵晶體的析出，同時(shí)也能改善其釉色。4#配方與基礎(chǔ)配方相比，將碳酸鈉換成析晶劑氧化鈦，同時(shí)提高熔劑性原料的含量，發(fā)現(xiàn)釉面存在大量的針孔與氣泡，表面粗糙，氧化鈦的加入使釉色由黑色變成黃褐色。原因是一方面氧化鐵含量減少，另一方面氧化鈦也屬于結(jié)晶劑，在燒結(jié)過程中容易析出黃色晶體，從而影響著釉色和析晶效果。5#配方通過提高熔劑性原料熔塊及玻璃粉含量，發(fā)現(xiàn)釉色砂金效果十分明顯，并以黃色為主，釉面較為光滑，達(dá)到了預(yù)期效果。

2.3 改良的B配方

配方擬研究碳酸鋇、硝酸鉀含量對(duì)黑色砂金藝術(shù)釉釉面光澤度的影響，改良后的配方見表6。

表6 改良的B配方（%）

釉面效果分析：6#配方與基礎(chǔ)配方相比，提高碳酸鋇的含量發(fā)現(xiàn)釉色以黑色為主，有較多的晶體析出，析出晶體呈點(diǎn)狀，但釉面出現(xiàn)無光的效果。7#配方與6#配方相比，提高碳酸鋇的含量發(fā)現(xiàn)釉色基本無變化，都有無光的效果，但由于坯體造型的影響，出現(xiàn)了紋路，光澤度明顯降低，原因是碳酸鋇含量增多造成分相較多，不利于氧化鐵晶體的析出。8#配方與基礎(chǔ)配方相比，將碳酸鋇替換為促晶劑硝酸鉀，發(fā)現(xiàn)整體釉色向紅棕色轉(zhuǎn)變，光澤度提高，說明硝酸鉀有利于晶體的析出，提高光澤度，但有輕微流釉的現(xiàn)象。9#配方與8#配方相比，擬通過增大硝酸鉀和蘇州土含量，改善其流釉現(xiàn)象及提高光澤度，整體上看釉色更加光滑、均勻，光澤度有所提高，流釉現(xiàn)象得到改善。

2.4 施釉厚度對(duì)釉面效果的影響

通過多組試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，砂金藝術(shù)釉的施釉厚度對(duì)其釉面效果影響較大，過厚會(huì)導(dǎo)致制品流釉、釉面暗沉，過薄又會(huì)使得氧化鐵晶體析出不夠明顯，甚至無析晶效果出現(xiàn)，所以在施釉方面應(yīng)控制施釉層厚度，一般控制在1～2 mm之間較為合適。

3 結(jié) 論

試驗(yàn)采取1 150～1 160 ℃中低溫氧化焰燒制，采用無鉛熔塊制備鐵系砂金藝術(shù)釉，不產(chǎn)生污染環(huán)境的有毒、有害氣體，燒成溫度較低，節(jié)約資源、成品率較高，從而在整體上達(dá)到提高生產(chǎn)效率和節(jié)能減排的目的。試驗(yàn)結(jié)論如下：

（1）氧化鐵含量過少時(shí)晶體析出較少或難以析出，過多時(shí)晶體析出過多或容易聚集，導(dǎo)致釉色不均勻，為得到釉面效果較好的鐵系砂金藝術(shù)釉，氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在10%～18%之間較為適宜。

（2）碳酸鋇不僅能降低燒成溫度，而且能降低釉面光澤度；硝酸鉀有促進(jìn)氧化鐵晶體析出的作用，同時(shí)提高釉面光澤度。

（3）添加氧化鈦可改變鐵系砂金藝術(shù)釉的發(fā)色效果，使其向黃色系轉(zhuǎn)變。

（4）釉層厚度過厚容易導(dǎo)致制品流釉、釉面暗沉，過薄又會(huì)使氧化鐵晶體不易析出，甚至無析晶效果出現(xiàn)，一般控制其厚度在1～2 mm之間較為適宜。