第二章陶瓷原料基础.ppt

第二章 陶瓷原料基础一、日用陶瓷原料矿物学基础二、中国古代陶瓷原料简介制釉原料釉是陶瓷表面形成的薄玻璃层。主要是在有碱性氧化物和二氧化硅在高温下反应形成的。未形成釉层的原料叫做釉料，或者是粉末，或者是水悬浮液，水悬浮液又叫做釉浆。综上所述，釉层是一种玻璃。而其基本化合物构成是碱性氧化物和二氧化硅。中国传统陶瓷釉的主要分类高温釉（high-fired glaze)中温釉(middle-fired glaze)低温釉（low-fired glaze)传统陶瓷釉的熔融温度和熔剂元素釉种釉种类熔融温度熔融温度主要熔主要熔剂元素元素高温釉石灰釉1150-1250Ca石灰-碱釉1200-1300Ca、K、Na中温釉高碱釉1000-1100K低温釉铅釉1000Pb不同种类古陶瓷釉的主要成矿物构成高温釉碳酸盐草木灰石灰石釉灰石英粘土中温釉石末硝石铅粉低温釉铅的氧化物粘土小结传统高温釉的主要熔剂元素为钙（Ca），在釉形成后，以CaO形式存在。其主要来源是各类含CaCO3的矿物。传统中温釉的主要熔剂元素为钾（K），釉中为K2O，古代使用主要牙硝（硝石）即KNO3来配制。传统低温釉则使用Pb为熔剂元素，各类含铅的矿物是其主要来源。传统高温釉原料粘土长石石英碳酸盐原料（草木灰，石灰，釉灰）我国古代瓷釉的主要助熔剂（石灰石，草木灰），主要化学组成CaCO3。高温下(850-970)发生分解反应，850 左右开始分解，放出CO2，950 剧烈反应。反应方程：CaCO3 CaO+CO2分解形成的CaO和SiO2在高温下发生反应，形成玻璃。釉果中国传统陶瓷碳酸盐原料的发展釉灰石灰釉草木灰釉草木灰釉目前普遍认为早期原始瓷表面的釉都是草木灰釉。分析的大部分原始瓷釉的成分和一些植物草木灰的成分接近。原始瓷釉中含有大量的P2O5，只有草木灰含有较高P2O5，其它原料含量都较低。（相对骨灰瓷釉中的含量又偏低）各种草本、木本植物煅烧形成的灰。主要成分是Ca、K的碳酸盐。草木灰釉的优缺点优点：原料易得，普通燃料即可拿来配釉。一些草木灰原料如松木灰可以直接配釉。一些草木灰含有高温釉所需的一切成分，包括作为骨架的硅、铝元素和助熔剂的钙、镁、钠、钾元素，以及呈色元素铁。石灰釉发明以后，草木灰仍是配釉的最必要配方。有“无灰不成釉”的说法。缺点化学组成不太稳定熔融温度太窄，烧成温度不好控制。（易过烧，流釉）来源太窄，不适合大量生产。配釉工艺性能不好，釉浆缺乏粘性。石灰釉在草木灰中添加普通粘土、石灰质粘土或石灰石，烧制形成的釉。后期，亦有直接使用石灰石或者白云石等纯的碳酸盐矿物和粘土配釉的工艺。商代后期及以后的原始瓷大量使用类似的石灰釉，说明类似的工艺在商代末期就已经发明了。石灰釉的发明克服了单纯使用草木灰配釉的缺点。石灰釉的发明是陶瓷工艺史上的第三大技术突破。开创了中国制瓷业延续3000年的工艺传统。石灰釉的特点化学组成稳定，人为按照特定比例配制釉浆粘性较好，便于施釉操作原料易得，价廉物美熔融温度较低，熔融温度范围1150-1250熔融温度通常较胎的烧结温度低，且高温粘度较差，易流釉高温下易发生析晶反应，生成钙长石、硅灰石等晶体，降低釉的透明度。釉灰釉灰为石灰石和草木灰共同烧炼而成。釉灰出现于南宋以后。釉灰的主要成分和草木灰、石灰石相同都是碳酸钙。釉灰和瓷石或者釉果按照一定比例配釉。釉灰的制备和特点草木灰与石灰石一起煅烧。釉灰的颗粒度可以达到很细，呈蓬松状态，可以非常均匀的分布在釉料中。石灰石则无法达到釉灰的细度。高温下不易发生石灰釉出现的析晶反应，釉层透明。颗粒度很细且分布均匀，烧成的瓷器釉面光亮润泽。釉灰配制过程中的化学反应煅烧石灰石，形成生石灰生石灰加水形成熟石灰和烧草木灰的草相间堆叠反复煅烧通过化学反应不断降低原料的粒度，达到物理加工无法达到的细度，是古代陶工经验积累的结果釉果“釉果”是景德镇陶工对配釉用瓷石的称谓。“釉果”和制胎用瓷石相比，其中助熔剂元素K、Na的含量相对要高。高温灰釉原料小结助熔剂为CaO，来源是草木灰、石灰石、釉灰等含碳酸钙的矿物。灰釉的熔融温度通常在1150-1250。灰釉的高温粘度较差，容易发生流釉现象。使用石灰釉易析晶，形成硅灰石、钙长石等晶体，使釉层出现乳浊效果，仿玉青瓷和钧釉瓷的主要原因。釉灰配釉克服了以上的缺点。传统中温釉的配釉矿物传统中温釉产品出现较晚，为宋代磁州窑发明的。最早主要流行于河北、山西等北方地区，后景德镇开始生产。传统中温釉的主要品种为孔雀绿釉、法华釉。传统中温釉的主要熔剂元素是K。也有少部分含有Pb和Ca。中温釉实际上可能和传统钾玻璃、钾钙玻璃以及钾铅玻璃的制作工艺有关。硝石（牙硝）硝石的主要成分为硝酸钾（硝酸钾（KNO3），无色、白色或灰色结晶状.有玻璃光泽。传统工艺主要来源：硝土，制盐副产品。低温（400）分解，反应方程式为：牙硝和马牙硝有区别，马牙硝指的是芒硝，即Na2SO310H2O中温釉的特点烧成温度较低。孔雀绿釉只有在硝石釉中才能烧成，其它灰釉、铅釉都无法烧成类似效果。硝石极易溶于水，直接配釉易造成釉浆流失。后期配釉时需先和石末（石英粉）煅烧成为玻璃熔块。烧成后膨胀系数较胎大很多，胎釉严重不匹配，导致釉面出现细密裂纹。早期中温釉釉层易剥落。传统低温釉配釉原料中国传统低温釉指的是以氧化铅（PbO）作为助熔剂的铅釉。铅釉的最早出现为西汉武帝后期。铅釉技术可能是有更早的铅钡玻璃演变来的。但是铅钡玻璃流行的时期，没有发现单纯的铅玻璃，而目前仅发现了4件铅钡玻璃釉制品。PbO类原料铅釉的主要提供助熔剂原料是PbO，自然界中含铅的主要矿物包括以下几种：铅丹，红丹，化学式为b34。黄丹，密佗僧：b。黑铅：b2过度态。铅白（碱式碳酸铅）：Pb2CO3（OH）2方铅矿：PbS铅釉的特点优点烧成温度最低PbO熔融后溶蚀力较强，很少含有残留石英和其它不熔物，釉层清澈透明。高温粘度小，流动性强，釉面平整光滑，少有气泡。铅釉是很多色料的优良发色剂，因此后世的唐三彩、各色琉璃、以及各种彩瓷多以铅釉为助熔剂。缺点铅釉的化学稳定性差，易被侵蚀。铅釉的硬度很低，易被硬物刮花。易发生铅中毒。铅釉器多为冥器、建筑构件。铅釉的发展历史汉代釉陶唐三彩和琉璃构件宋三彩、辽三彩金代北方红绿彩瓷（矾红）明清素三彩、釉上彩银釉银釉是铅釉发生腐蚀后再沉积形成的，其化学组成和原生铅釉基本相同。银釉的显微结构是层状的，一般的银釉大约有十几二十层的薄层构成，每层厚度仅为微米级。银釉的银色是由于再沉积层的乳浊以及光线的干涉作用引起的。银釉的有无可以作为古代铅釉器真伪的一种鉴别依据。