青瓷设计与制作
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第二节 青瓷原料

青瓷,是以黏土为主要原料与各种天然矿物经过粉碎、凝炼、成型和烧制的一种制品。青瓷的原料主要取自于自然界的硅酸盐矿物,如瓷土、石英、钾钠长石等。瓷土是青瓷坯料中的主要组成部分,龙泉瓷土矿产丰富,密布整个龙泉境内区域。龙泉的瓷土原料中有一部分属瓷石类,有一部分属原生硬质黏土类。瓷石类主要包含石英和高岭土、绢云母等矿物,原生硬质黏土类其中亦含有石英和高岭石等矿物。青瓷生产当中的坯料、釉料等各种原料都由矿产原料制成,用于青瓷生产的矿产原料很多,既有金属矿产也有非金属矿产。矿产分布区域有龙泉八都溪头、木岱、源底、野窖、小梅镇大窑、金村、查田镇溪口、孙坑、道太乡杨梅岭、安仁镇安福、锦溪镇锦旦、龙渊镇新岭、周村、梧桐口等地。在青瓷制品中常用的青瓷原料矿产有高岭土矿、瓷石矿、长石矿、石英矿、硅灰石矿、叶蜡石矿、滑石矿、黏土等。

一、高岭土矿

高岭土俗称瓷土,是一种主要由高岭石组成的黏土,呈白色土状。高岭土白度高、质软,而且有良好的可塑性和黏结性。高岭土的可塑性是陶瓷器坯体成型的基础,也是工艺要求的技术指标。高岭土的白度是高岭土工艺性能的主要参数之一,其白度又可分为自然白和煅烧白等。而对青瓷原料而言,煅烧白更为重要,其煅烧白度越高则质量越好。高岭土在瓷坯中所占的分量最大,是青瓷生产中的主要原料之一。

二、瓷石矿

瓷石通常呈灰白色或灰青色,经粉碎加水后,具有一定的可塑性,干燥后具有一定强度,烧结后呈白色。瓷石矿一般为坚硬或半坚硬的瓷石,其矿物组成以石英为主,含有绢云母、水云母、高岭石、长石等矿物中的一种或几种,着色氧化物的含量较低。其中含绢云母、水云母、高岭石的瓷石因有较高的耐火度和良好的工艺性能而作为瓷胎的基本原料,称为硬质瓷石。瓷石是由石英斑岩、浅成岩等经过风化与半风化的产物。瓷石需粉碎后才能使用,塑性差,单独成瓷焙烧时易变形。瓷石质地纯洁,白度好,其Li2O、K2O、Na2O等碱金属化物含量较高,并含有适量的P2O5和F,赋予了其较好的助熔能力和乳浊能力。

三、长石矿

长石是陶瓷和玻璃工业的原料,属常见的矿物之一,长石是长石族矿物的总称。长石多产于伟晶岩、伟晶花岗岩,或以钾长石、石英为主的细晶岩或斑岩,长石是一种含有钾、钠、钙的铝硅酸盐矿物。长石也有很多种,如钡长石、钠长石、钙长石、钡冰长石、微斜长石、正长石、透长石等,都具有玻璃光泽。长石的颜色丰富多样,有黄、绿、粉红和白、灰、黑以及无色透明、半透明等。长石本身是无色透明的,之所以有颜色或不透明,是因为其含有其他杂质,因而被染成黄、褐、浅红、深灰等颜色,有的还具有美丽变幻的晕彩色等。长石的形状有块状的,也有板状、柱状、针状的等。富含钾或钠的长石,主要用于陶瓷工业、玻璃工业以及搪瓷工业等。含有铷和铯等稀有元素的长石,则可作为提取元素的矿物原料。长石在青瓷生产中,多用在釉料配方中,在坯体中用量很少。长石的特性为在高温下熔融后会形成黏稠的玻璃熔体,其熔体能填充于各结晶颗粒之间,有助于坯体致密,降低成瓷的烧成温度和降低坯体熔化温度。在冷却后,其熔体则构成瓷的玻璃基质,增强透明度,有助于提高瓷器的机械强度。长石在釉料配制中是主要溶剂,在坯料中作为瘠性原料,可缩短坯体干燥时间和减少坯体的收缩变形等。

四、石英

石英为地质学专业术语,属非可塑性原料。石英结晶是典型的耐火材料,其熔点高达1300℃以上。石英与黏土在高温中生成的莫来石晶体,赋予坯体高的机械强度,同时增加坯体的半透明性等。石英是在受热或一定压力下就容易变成液体状的一种矿物,属常见的造岩矿物。石英是由二氧化硅组成的矿物,其主要成分是SiO2。纯质的石英是无色的,有色的石英是因含有过渡元素的杂质成分,所以呈现不同的颜色,并使透明度降低,而变为半透明或不透明的晶体。石英质地坚硬,玻璃光泽,断口呈油脂光泽。石英是一种化学性质和物理性质均稳定的矿产资源。石英的用途也相当广泛,可以作陶瓷、玻璃、研磨材料以及精密仪器的轴承等的工业原料。石英有多种类型,陶瓷原料所用的有石英砂、石英岩、脉石英、砂岩、蛋白石、硅藻土、硅石等。石英烧成前是瘠性原料,对泥料的可塑性起到调节作用,可降低坯体的干燥收缩,烧成时,其膨胀的熔体可部分抵消坯体收缩影响,而未熔的颗粒则构成坯体的骨架。石英对坯体机械强度有很大的影响和作用,合理的石英颗粒能提高坯体的强度,可改善胎体的白度和透光度。石英在釉料配制中,如含量增加,能提高釉的熔融温度与黏度,减少釉的膨胀系数,赋予釉以高的机械强度、耐化学侵蚀性和耐磨性。

五、硅灰石

硅灰石呈白色,微带灰色,吸水率和吸油值低,有玻璃和珍珠光泽,是一种无机针状矿物。硅灰石具有无毒、耐化学腐蚀、热稳定性良好、尺寸稳定良好以及力学性能、介电性能优良等特点。硅灰石特殊的晶体形态和结构,决定了其有良好的介电性能和绝缘性,同时还具有很高的白度,以及较高的耐热性能等。硅灰石的应用很广,硅灰石可应用于陶瓷、冶金、造纸以及化工、涂料、塑料等领域。硅灰石是一种钙的偏硅酸盐矿物,主要化学成分为CaO·SiO2。硅灰石在陶瓷生产中的应用越来越普遍,由于硅灰石干燥快、易成型,烧成温度低,烧成后机械强度高,硅灰石矿在陶瓷生产中的用量将会不断增大,目前多用于釉料的配方和釉面砖、建筑卫生陶瓷等。硅灰石还具有独特的工艺性能,在陶瓷原料中加入适量的硅灰石粉,可以有效地减小坯体收缩率,而且能够减少坯体的吸湿膨胀,防止青瓷器坯体后期干裂等。硅灰石的引入可以使坯体在烧结过程中的成熟速度得以加快,且可以大幅度降低烧成温度、缩短烧成时间,可以降低单位制品的热损耗,明显降低产品成本。含硅灰石的坯体具有较高的机械强度,能够提高产品的机械性能,减少产品开裂和变形,增加器物釉面光泽,提高产品的质量。

六、叶蜡石

叶蜡石是一种非常软的硅酸盐矿物。叶蜡石属单斜晶系,晶体结构高度无序,很少具有完整的晶体,通常呈致密块状、片状或放射状集合体。叶蜡石是低温热液蚀变形成的黏土矿物,其化学组成为Al2[Si4O10](OH)2。叶蜡石主要由酸性火山凝灰岩经热液蚀变而成,常与蒙脱石、石英、地开石、绢云母、高岭石、红柱石、刚玉、蓝晶石等矿物共生。叶蜡石外观很像滑石,许多物理性质也与滑石相似。颜色有白、黄、淡绿、灰绿、淡蓝、红、紫红、褐等,微透明或半透明,有油脂光泽、珍珠光泽,耐腐蚀性良好,质地细腻。纯叶蜡石为白、灰、黄色调,有蜡光,手摸有滑腻的感觉。叶蜡石矿目前在陶瓷生产中多用于建筑陶瓷釉面砖的生产中,在坯料中加入适量的叶蜡石,可提高制品的热稳定性。叶蜡石的化学成分与高岭土基本相同,也属于含水的铝硅酸盐矿物。叶蜡石料工业用途广泛,可用作耐火材料、陶瓷、电瓷、坩埚、玻璃纤维、橡胶、造纸、颜料、制药、制糖、化妆品、塑料制品的辅助材料。叶蜡石有良好的机械加工性能和质地细、柔软脂润、粉末色白、吸油率高和遮盖率好等特点。其耐火度在1690℃左右,绝缘和绝热性能好,化学性能稳定,主要用作耐火材料和陶瓷材料,也用于雕刻。

七、滑石

滑石是一种常见的硅酸盐矿物,属层状结构矿物,其化学式为Mg3[Si4O10](OH)2。滑石一般呈块状、叶片状、纤维状或放射状,质地非常软,并且具有滑腻的手感,滑石是已知最软的矿物,用指甲可以在滑石上划出划痕。颜色为白色和灰白色等,如含有其他杂质时会略带其他颜色。置水中不崩散,无臭,无味,绝热及绝缘性强。滑石矿在陶瓷工业中目前多用于特种陶瓷、釉面砖及釉料的配方中。滑石用途广而多,可作雕刻用料以及耐火材料等。

八、黏土

黏土是一种含水铝硅酸盐产物,是由地壳中含长石类岩石经过长期的风化和地质作用而形成。黏土在自然界中分布广泛,种类繁多且藏量丰富,是一种天然且宝贵的矿产资源,在陶瓷工业所用到的黏土矿物主要有高岭石类、蒙脱石类、伊利石以及较少见的水铝石等。黏土矿物的主体化学成分是硅铝氧化物和水,其主要特征是色白而耐火。黏土具有颗粒细、可塑性强、结合性好、触变性过度且收缩适宜、耐火度高等工艺性能,在坯料中结合其他瘠性原料,能使坯体具有一定的干燥强度,有利于坯体成型。黏土的可塑性,是瓷器坯体赖以成型的基础,在注浆泥料与釉料中,其具有悬浮性与稳定性。黏土是形成瓷器主体结构以及瓷器中莫来石晶体的主要原料,莫来石晶体的产生赋予瓷器以良好的机械强度和介电性能、化学稳定性和热稳定性。因此,黏土是瓷器坯体的主体,在烧结时,黏土中氧化铝和杂质的含量,是决定瓷器坯体的烧结程度、烧结温度以及软化温度的主要因素。黏土与适量水调和具有可塑性,塑形烧结后则变成具有一定强度且坚硬的烧结体。因为正是由于这种特性,制瓷文明发展到了今天,黏土仍是制瓷业最重要也是最基本的原料。