钧瓷窑变工艺的研究.docx

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钧瓷窑变工艺的研究

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在中国制瓷史上，钧瓷是以多彩的窑变釉色著称的瓷器类型。

人们通常把钧瓷艺人用特定的原料和制作方法制成器物后，在合适的窑炉中依照特定的烧成制度烧制出釉面具有窑变色彩和窑变纹路的瓷器的工艺过程称为窑变。

从釉色上看，传统钧瓷窑变釉大体上有三大类：

一是窑变单色釉;二是窑变彩斑釉;三是窑变花釉。

窑变单色釉以宋元时期的具有蓝色乳光的月白、天蓝、天青、豆绿釉为代表;窑变彩斑釉以宋元时期的天蓝红斑釉为代表;窑变花釉以官钧紫红釉为代表。

当代钧瓷窑变釉早已不再局限于这三大类，新的釉色品种不断涌现，种类更加丰富多彩。

　　自上世纪中叶起，陶瓷科技工作者和钧瓷艺人对钧瓷的窑变现象和工艺过程进行了诸多研究和探索，其发生机理和产生规律也逐渐为人们所了解。

　　一、钧釉窑变乳光蓝色的光学分析　　大部分钧瓷的基本釉色是浓淡、深浅不一的窑变乳光蓝色。

诸多学者对这一乳光现象进行了深入研究，认为其产生的主要原因是钧釉的液——液分相，即在连续的玻璃基质中悬浮着另一种滴状玻璃，这种小颗粒称为分散相，或称为第二相粒子。

钧釉的分相是一种富含二氧化硅的液滴状玻璃，分散相的粒度介于40—200um之间。

钧釉的乳光蓝色，正是釉层中这些分散相粒子对可见光谱中短波光的散射作用所引的视觉效应。

一些学者认为，钧釉中的一些不熔融的物质，如残留于釉层中的方石英、磷酸钙粒子，以及许许多多微小的气泡（这些微小气泡直径1—2um），也会对乳光蓝色的形成起一定作用。

用显微镜对钧釉的断面进行仔细观察可以发现，乳光釉的断面实际上分成上下两层，上层为深蓝色乳光层，下层为橄榄绿色的透明层。

在烧成过程中，当下层中的气泡聚焦长大并向釉面移动时，会把下层的部分透明釉带到上层的蓝色乳光釉中去，使两种不同色调的釉进行交融。

与此同时，釉也在不断地流淌，在一面交融一面流淌的双重作用下，就产生许多蓝白交错而又复杂多变的流纹。

仔细观察还可以进一步发现，在官钧釉的青蓝色釉层中分布着许多尺寸较大的气泡，气泡附近的釉，其乳浊性较弱，蓝色也较深，离开气泡稍远的釉，其乳浊性逐渐增强，蓝色也逐渐变浅。

官钧钧红釉也有着类似的气泡和流纹结构。

此外，氧化亚铁的存在，对蓝色也起一定的装饰作用，乳光蓝色是分散相和氧化亚铁呈色的综合效果。

　　钧釉中的分散相液滴，磷酸钙粒子、残留的方石英晶体及微小的气泡相，统称为第二相粒子。

第二相粒子在釉中存在的尺度不同，会引起釉层产生不同的光学现象。

一般来说，单相的玻璃釉具有高度的光学均一性，光线通过时是透明的，若釉中存在许多第二相粒子，其化学均一性就受到破坏，光线照射到每个粒子时就引起散射。

若粒子尺度比光波的波长大时，散射的光线强度与入射光的波长关系并不显著，从不同的方向看到的散射光是白色的，不呈现色彩，这就是乳浊现象;相反，若粒子尺度小于入射光的波长，粒子则对光波进行选择散射（瑞利散射），长波光的散射弱，短波光散射强，因而釉呈乳光蓝色，这就是乳光现象。

正是由于第二相粒子的尺度不同，引起乳光和乳浊这两种不同的光学现象，使得钧釉产生蓝白相错的窑变现象。

　　二、窑变现象产生的光学原理　　学界大多认同，窑变现象的产生至少应具备三个条件：

首先必须是分相乳光釉;其次，这种釉的熔体在成熟温度下必须有较低的黏度和较小的表面强力（这就要求釉中含有较低氧化铝，并且有较高的二氧化硅与氧化铝比值）;再次，胎体的氧化铝和三氧化二铁含量要高，以便形成一个非乳浊性的透明的底釉层。

由于钧瓷胎釉化学组成间的差异，釉在成熟温度下熔解，含氧化铝较高的胎体，在胎釉交界形成一层透明的不分相釉层。

由于烧成期间气泡的浮动和搅动作用，造成非分相的底釉层与分相釉层发生不均匀混合，从而影响不同区域内的分相结构，形成不同尺度的分散相粒子。

这些分散相粒子的光学效应不同——粒子尺寸大于可见光波长者产生乳浊白色，小于可见光波长者产生乳光蓝色，于是就形成蓝白相互交错的流纹。

　　窑变钧釉中氧化铜的引入，为钧釉色彩带来红色。

一般认为，氧化亚铜胶体对光有选择性吸收，也就是釉中加入的氧化铜，首先要在还原气氛中还原为氧化亚铜，氧化亚铜在釉中形成胶体而呈色，胶体粒子极小时黄色，稍大呈红色，更大时则呈青色。

钧釉红色一般加入0.2%—0.5%氧化铜为宜。

氧化铜过多，就得不到鲜艳的红色。

中国科学院上海硅酸盐研究所陈显求、黄瑞福等应用直接透射电镜（DTEM）、扫描透射电镜（STDM）、能量色散X光线莹光分析法（EDX）等测试手段证实：

主要是向在高温冷却时，发生分相和析出赤铜矿微晶，它是0.2—1.0um大小完整立方形晶体，以及辉铜矿小珠，是蓝灰色多晶聚集体。

许多研究表明，氧化亚铜着色的各种红釉，如钧红、郎窑红、海棠红等，整个釉层呈多色层结构，釉层整体红色的最终形成是在釉冷却过程中显现。

烧成后期，窑内氧气的进入对呈色有极重要的作用，烧成期间只有通过氧化、还原、氧化这一气氛的转化过程，才能形成美丽鲜艳的红色。

后期氧化焰的引入是形成胶体不可缺少的条件。

　　氧化铜还原为氧化亚铜后，形成的红色与乳光蓝色相混，形成赤、青、紫、白等一系列色调，丰富了窑变色彩。

为增加钧釉红色，钧窑工匠又在釉料中引入起乳浊作用的氧化锌与二氧化锡，使窑变更加瑰丽绚烂。

　　三、陶瓷科技界对钧瓷窑变工艺的研究　　20世纪60年代初期到70年代中期，中科院上海硅酸盐研究所以及山东淄博硅酸盐研究所先后对宋元时期的钧瓷作了较为系统的研究，研究成果大致归纳如下：

　　根据化学分析结果，钧釉在化学组成上的特点是三氧化二铝含量低而二氧化硅含量高，还含有0.5%—0.95%的五氧化二磷。

早期宋钧的二氧化硅与三氧化二铝比在11.0—11.4之间，五氧化二磷含量多数为0.8%,官钧釉的二氧化硅与三氧化二铝比在12.5左右，五氧化二磷含量在0.5%—0.6%之间。

　　钧釉的红色是由于还原铜的呈色作用，红釉中含有0.1%—0.3%的氧化铜，还含有相近数量的氧化锡。

在天蓝、天青和月白色釉中，氧化铜含量极低，只有0.001%—0.002%，和一般白釉中的铜含量差不多。

钧釉的紫色是红釉与蓝釉互相熔合的结果。

钧釉的紫斑是由于在青蓝色的釉上有意涂上一层铜红釉所造成的。

　　钧瓷的烧成温度在1250到1270℃之间，采用还原气氛。

还原的作用在于大大降低三氧化二铁的含量，以便使分相过程得以顺利进行。

这是由于三氧化二铁和三氧化二铝在硅酸盐玻璃的网状体中所起的作用相似的缘故。

如果在氧化气氛中，三氧化二铁的含量就会大大提高，这就跟提高三氧化二铝含量所起的作用差不多。

在这种二液分相釉的组成中，三氧化二铝的含量是不允许太高的，否则就会阻碍釉的分相。

　　钧瓷釉药的发色效应,主要受3个方面因素的影响：

　　1、五氧化二磷的含量。

含有磷酸盐的天青基本釉中，五氧化二磷的含量为0.35%—1%（重量百分比），由于磷酸盐的浓度会影响乳浊效果的深度，所以一般而言，磷的含量越少，成熟的釉药越清凉。

反之则成熟的釉药越乳浊。

如果釉中磷酸盐的含量超过了1%以上，则很容易引起釉的“失透”，月白釉就是上述情况造成的。

磷含量高到5%左右，将会产生龟裂、针孔以及气泡的大量生成。

钧釉天青的发色剂是铁元素，铁元素在钧釉中的重量百分比通常在1.5%—2.5%，铁含量较低，青色会很淡，铁含量较多，就会变成“绿钧”釉。

所以2%的含量是最理想的，不过微量的铜和磷，也是促使铁元素呈现天青色的重要因素。

　　2、铜元素的运用。

钧釉的烧成技术主要在使釉中微量的铜元素，尽可能朝氧化亚铜的方向去发展。

烧成后，若二价铜粒子越多则窑变色越蓝，氧化铜多，则色调黑暗，只有氧化亚铜较多，才会显出美丽的红色。

　　3、烧窑技术。

釉中含有氧化铜和氧化铁，都会促进氧化亚铜的生成，用火的技巧就显得更加重要。

烧制铜红釉色时，最好采用阶梯式的烧成曲线表，不要采用一般的抛物线上升曲线。

在900—1000℃时，进行第一次还原气氛，此后每上升一XX进行五十度的氧化，然后再进行一XX的还原。

在接近1260℃时要格外小心，因为铜粒子在1260℃以上时，非常活跃而不安定，很容易随火飞离釉面。

所以到了1260℃最好用中性焰烧到结束，其成功率较高。

　　四、钧瓷生产中对一些具体窑变现象的工艺实践总结　　1、钧花釉　　钧瓷蓝钧釉上时常会出现很多蓝白交错的多彩的流纹，紫钧釉的紫红色的背景上经常会点缀着许多夹有蓝白丝的紫红色流纹，形成紫、红、蓝、白多种色彩相互交织在一起的现象。

有人用“夕阳紫翠忽成岚”的诗句来赞美这种窑变之美，这种窑变釉被称为“钧花釉”。

　　钧花釉是通过不同性质的底、面釉而实现的。

底釉是以铁或铜为着色剂的普通钧釉，面釉则为钙、镁含量很高而铝含量很低的乳浊釉。

其中有时还含有一定量的粗颗粒窑汗。

施釉时底釉一般采用浸釉法，面釉采用淋、洒、涂、滴、烧、喷等不同方法，依不同需求而定。

面釉的流动性一般都大于底釉。

烧成时，钧花釉的烧成温度必须恰到好处。

烧成过程中，底釉层中由于铁、铜氧化物的还原不断释放二氧化碳气体，使釉层中产生大量气泡，当烧成温度继续提高，釉的高温黏度进一步下降时，这些气泡会从底釉向面釉运动，然后鼓破釉面外逸。

气泡的运动对底、面釉起着一种局部的搅拌作用，使透明的底釉与乳浊的面釉相互渗透交融。

同时，在高温的作用下，面釉向下自然流淌，特别是其中的一些精颗粒在流淌过程中形成一丝丝或一条条的自然流纹，其色调复杂多变，一般由乳白色、蓝白色、淡蓝色的流纹错综复杂地交织在一起，并有乳光现象，十分美妙生动。

　　2、蚯蚓走泥纹　　蚯蚓走泥纹是钧瓷窑变的特色之一，是指钧瓷釉面上形成的像蚯蚓爬过的痕迹。

这些痕迹长短、曲折不同，使人们在观赏钧瓷窑变艺术时，感受到动与静的完美结合。

在过去相当长时间里，是否具有蚯蚓走泥纹这一特征被当成判断官钧瓷器真伪的重要依据。

而当代钧瓷艺人已经基本掌握“蚯蚓走泥纹”产生的原理和工艺要点。

　　实验证明，钧瓷釉面上“蚯蚓走泥纹”的产生，是由于素烧过的坯体在施釉后产生裂纹，经干燥涂刷，在高温烧制时釉料发生流淌而填平干裂行成的。

以下工艺要素对蚯蚓走泥纹的形成具有重要影响：

　　a、釉料粘度的大小釉的粘度过大，在烧制过程中不能很好地熔融填充裂纹，粘度过小在烧成中完全融为一体，也表现不出蚯蚓走泥纹的纹路。

　　b、釉浆细度釉浆越细，釉面的开裂部分越密集，反之则疏松，过粗则不能形成开裂。

釉料细度万孔筛余应控制在百分之零点三以下，但正常生产中不能过细，过细虽然对形成釉面开裂有利，但其与坯体的结合不好，易造成滚釉缺陷。

　　c、涂刷工艺涂刷釉中水分的大小、涂刷的厚度都和后期蚯蚓走泥纹的形成是分不开的。

如涂刷不当，不但影响蚯蚓走泥纹的形成，并且在烧制过程中造成严重的脱釉现象，直接影响钧瓷的产品质量。

　　d、釉层厚度釉层过厚，蚯蚓走泥纹的纹路越粗，且少，在烧制过程中也容易造成流釉，反之则细密，过薄则釉面干枯、暗淡，失去乳光莹润之感，并对蚯蚓走泥纹的开裂有着直接影响。

釉层厚度一般控制在1.5毫米—2毫米之间，施釉浓度宜在62度左右。

　　e、止火温度的高低温度过高则产生流釉，造成釉面过于薄化失透，不能显示出纹路，过低不能填充其裂痕，釉面光泽度不佳。

只有合适的温度才能烧造出曲折蜿蜒、动静相生的艺术效果，给人以返璞归真、自然清新的美感。

　　3、钧瓷开片　　钧瓷烧成后釉面上产生的裂纹现象，称为“开片”。

对于日用陶瓷制品来说，开片是一种缺陷，它直接影响着产品的使用寿命，但对于艺术陶瓷，它却是一种美化装饰手段，从而受到人们的青睐。

　　钧瓷产品有的刚一出窑就开始开片，开片纹路不断出现，并向四下延伸布满釉面。

钧瓷开片的纹路纵横交织，仍富韵味。

常见的开片纹路有：

冰裂纹、百极碎、蟹爪纹、鱼子纹、牛毛纹、蜘蛛网纹、叶脉纹等。

　　钧瓷釉面产生开片的基本原因是胎与釉不相匹配而造成的，即钧瓷釉的膨胀系数大于钧瓷胎的膨胀系数所致。

钧瓷在烧成过程中不会产生纹片，在低温阶段釉层一般不会开裂，即使偶尔产生开裂，也会在烧成后期被具有一定的流动性的釉所填平。

在高温阶段，包括烧成后期和冷却前期，釉层呈熔融液态，有很大的弹性，能伸能缩，也不能产生开片。

当烧成的瓷器冷却到500℃—300℃时，一方面胎釉之间的收缩还相差不大，另一方面釉还未完全硬化，所以这个阶段釉也不会产生纹片。

由于釉的配方中含有较多量热膨胀系数大的成分，而胎的配方中则含有较多量热膨胀系数小的成分，热胀和冷缩是一个可逆过程，加热时胀得多，冷却时也就缩得多。

当冷却到200℃以下时，釉的收缩量大大超过胎，而且釉已完全硬化，弹性愈来愈小，在这种情况下釉就受到较大的张应力。

当这种张应力积累到一定程度并超过釉本身的抗张强度时，釉就产生开裂。

开裂的产生使应力得以局部消除，釉不断开裂，应力不断消除，当应力消除到一定程度时就恢复平衡，暂时不再产生裂纹。

　　钧瓷片纹的明显程度与其釉色的变化和釉的乳浊度还有关。

一般乳浊度高的釉没有透明性好的釉片纹明显;紫红色釉的片纹没有天蓝和豆绿釉的明显。