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还原焰烧成瓷器泛黄的原因分析及解决途径

还原焰烧成瓷器泛黄的原因分析及解决途径

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2020-11-12

古代的瓷器的名字。

一、还原焰烧成时陶瓷制品泛黄的机理及其具体表现形成

1 还原焰烧成瓷器泛黄的机理

对于采用还原焰烧成的陶瓷产品而言,坯釉料中的铁及其化合物的存在是导致瓷器泛黄的主要原因。例如,三氧化二铁在低温下呈相对稳定状态,随着其含量和分散度的不同其颜色可呈现出从黄色、红色到棕色的变化。如果是在高温氧化焰下烧成,即使坯釉料中只含有0.35%的三氧化二铁,也足以使陶瓷制品呈现出一定程定的黄色调来;如果是在高温还原焰下烧成,坯釉料中铁及其化合物的含量和存在状态的陶瓷制品呈色的影响将会更加明显,在这种情况下高价态的铁(F3+)绝大部分会被一氧化碳(CO)和氢气(H2)等还原为呈蓝绿色调的低价态氧化亚铁(FeO),并在较低温度下与二氧化硅作用生成易熔的淡青色低铁硅酸盐(即FeO·SiO2),促进陶瓷坯体在较低温度下烧结,使陶瓷胎体呈现白里泛青的色调,从而可在一定程度上避免陶瓷制品中因Fe3+的存在而泛黄的倾向。

2 还原焰烧成瓷器泛黄的具体表现形式

在采用还原焰烧成过程中,瓷器泛黄的具体表现形式是多种多样的,经地长期烧成实践归纳总结出如下几种类型:(1)经过还原烧成后陶瓷制品釉层和内层胎体均泛黄色调;(2)经过还原烧成后制品内层胎体泛黄色调,而表现釉层呈色正常;(3)经过还原烧成后制品釉层泛黄色调,而内层胎体呈色正常;(4)在还原烧成后的制品的底足及其周围形成环状正常颜色,而其它部位泛黄色调;(5)经过还原焰烧成后陶瓷制品底心及其周围泛黄色调,而其它部位颜色正常;(6)烧成后陶瓷制品仅一半泛黄色调,而另一半色泽正常;(7)经过烧成后制品泛黄的部位不确定。

二、还原焰烧成陶瓷制品泛黄的原因分析及其具体解决措施

1 烧成后制品釉面和内层胎体均泛黄色调

这类泛黄缺陷是由于烧成过程中还原气氛太弱或还原时间太短,不能够确保坯釉中的铁质得到充分还原。可采取的具体措施为:(1)适当调节燃料与助燃风的配比,确保还原剂浓度达到还原烧成对气氛的要求,以便坯釉中的铁质能够得到充分还原:(2)在保证陶瓷制品能够得到充分氧化的前提下适当调整由氧化焰转换为还原焰的时机,使坯釉获得足够的还原时间。

2 陶瓷制品内层胎体泛黄而釉层呈正常色调

在还原焰烧成中,引起这类泛黄缺陷的主要原因有如下两种:(1)还原焰烧成时的还原气氛太弱或还原时间太短;(2)釉面的始熔温度太低。釉层在高温烧成阶段过早熔融并封闭内层胎体,即达到所谓“釉封”,导致还原成分难以穿过熔融釉层渗入到内层胎体,内胎中的高价态铁不能得到充分还原,从而引起瓷器泛黄缺陷。

针对上述两种原因可先后采取如下具体措施:首先,通过适当调整还原气氛的强弱或通过调整氧化焰转换为还原焰的时机,使泛黄缺陷得以克服。如果采取上述措施还难以奏效,则应当对釉料配方作适当调整。通过适当调整提高釉层的始熔温度,以确保陶瓷内胎中的高价铁(Fe3+)能够在“釉封”前得到充分还原,从根本上解决内胎泛黄缺陷。

3 陶瓷制品釉层泛黄而内胎呈正常颜色

根据还原烧成理论,在烧成时随着烧成温度的逐步升高,釉层在高温下熔融并封闭内胎后,被烧制品应当处在中性气氛或微弱还原气氛中,以确保铁质持低价态。但是,如果釉层发生高温熔融并达到“釉封”后,误烧氧化焰,就会使釉层中原本在强还原价段所获得的低价铁(Fe2+)又重新氧化为高价铁,使釉层泛黄色调,即发生“二次氧化”现象。而达到“釉封”的内胎未受到“二次氧化”作用,因此,呈正常颜色。

为了避免出现这类泛黄缺陷,在釉层玻化并达到封闭之后应当准确控制窑内烧成气氛或适度的弱还原气氛,并在最高烧成温度至750℃左右采取急冷工艺。通常,在弱还原气氛中游离氧含量宜控制在1%以下,还原性成分控制在1~2.5%,如果此时还原气氛太强反会引起釉面烟熏缺陷。

4 陶瓷制品底足及其周围呈色正常而其它部位泛黄色调

这是由于釉层在氧化保温阶段就过早达到玻化并封闭内层胎体,使大部分还原性成分难以穿过玻化釉层渗透到内层,只有少量还原成分能够通过无釉底足渗透到内胎,从而使制品底足及其周围形成环状“白里泛青”色调。而制品其它部位,如底心、口沿和腹部位均泛黄色调。

对于烧成中出现这类泛黄缺陷,首先应当对烧成制度作适当调整,即通过适当调整从强氧化焰转化为强还原焰的时机,使内层胎体在“釉封”前就能够得到充分还原。通常,在还原烧成时“入还”时机的选择应根据还原气氛强弱和陶瓷坯釉中铁质的含量来确定,按照理论要求并结合还原焰烧成经验,“入还”时机一般选择在釉在始熔温度前80~160℃[2]进行。此外,为了避免在还原焰烧成中引起烟熏缺陷,还应当确保釉层始熔后能及时将强还原焰转换为弱还原焰。在采取上述措施仍未见效的情况下,还可以通过适当调整釉料配方使釉的始熔温度得到提高。如果窑炉内上下温差太大,也能够使处在上火位的陶瓷制品提前达到“釉封”而不能较好地完成还原反应;与此相反,处在下火位的制品能够在“釉封”前就完成还原反应而呈现正常颜色,因此,通过减小还原焰成窑炉内的上下温差也可避免陶瓷制品产生泛黄缺陷。

5 还原烧成后陶瓷制品底心周围泛黄色调

经过还原焰烧后,在陶瓷制品及其周围所产生的泛黄缺陷有两种具体表现形式:(1)虽然制品底心及其周围泛黄色调,但该部位光泽良好,这种情况多见于上火位的陶瓷制品;(2)陶瓷制品底心不仅泛黄色调,而且该部位的光泽较差,此种情况多见于处在下火位的陶瓷制品。对于前者而言,之所以处在上火位的陶瓷制品底心部位泛黄而光泽良好,这是由于窑炉的上部温度一般较高,内层胎体尚未得到充分还原釉层就熔融并达到“釉封”;对于后者而言,处在下火位制品底心泛黄是因为窑内还原气氛偏弱或还原时间太短导致陶瓷制品还原不足,而制品底部光泽欠佳与窑炉内温差较大、车面温度较低有关。因此,在还原烧成操作过程中,应当保证窑车的车下压力与车面压力相适应,以防车下冷空气过多逸入窑内,增大窑炉的上下温差,甚至冲击窑炉内的正常烧成气氛。

6 烧成后陶瓷制品一半泛黄色调而另一半色泽正常

有时陶瓷制品经过还原焰烧成后地半泛黄而另一半色泽正常,而且制品泛黄部位常常出现在靠近窑炉燃烧室的一侧,这是由于窑炉内存在较大的水平温差,陶瓷制品靠近燃烧室的侧面不仅会受到对流传热的作用,而且还会受到比另一侧(即指陶瓷制品背离燃烧室的一侧)强得多的辐射传热作用,使制品靠近燃烧室一侧的温度明显偏高,并导致制品该侧釉面熔融较早并达到“釉封”,使陶瓷制品因局部还原不足而泛黄色调,但是由于该侧面玻化较充分布而具备良好光泽;陶瓷制品处在背离燃烧室的侧面能够得到充分还原而呈正常色调。为了克服此类还原烧成缺陷,可适当调整装窑窑度,并通过安装等温高速喷嘴加强窑内搅动气幕,改善窑内对流传热,减小窑内水平温差。

7 还原焰烧成后制品泛黄部位不确定

在还原焰烧过程中所产生的各类无规律性泛黄缺陷,其表现形式更多样,致因更复杂,它既与陶瓷坯体施釉不均有关,又与白坯在储放、装窑不当或偶然性污染相关。例如在还原烧成后陶瓷制品底足泛黄缺陷,这是由于被烧制品与垫饼或棚板等支承物接触部位受到了有色杂质的侵蚀作用。为了避免出现此类泛黄缺陷,首先应当保证耐火垫饼或棚板等支承物表面涂覆层的厚度以及涂覆层的均匀性,因此,通过加强陶瓷生产中各道工序的工艺制度管理,并保持各生产车间内良好环境卫生,以免陶瓷制品在入窑前或烧成中受到杂色污染。

由于还原焰烧成的复杂性和普通性,所以陶瓷制品泛黄是还原烧成的常见缺陷之一,而且制品泛黄的具体表现形式多种多样,导致陶瓷制品泛黄的原因也较多。因此,为了解决还原焰成中的各类泛黄缺陷,首先应当根据产品科学家黄缺陷的表现形式,结合窑炉的结构和类型、装窑方式、还原烧成理论、各工序的操作规程以及坯釉料配方等,有针对性地寻找产品泛黄的致因,并及时采取具体措施,以便获得具有“白如玉”色调的高档陶瓷产品。

延伸阅读

景德镇陶瓷工艺设计中的生态问题与解决途径


景德镇陶瓷产业相对于塑料产业及其他产业来说有着相对的优势,但是,景德镇陶瓷产业在其生产原料选择、生产过程及后期工艺加工过程中存在着不少的生态问题。景德镇陶瓷产业是个消耗大,排放多的传统产业,因此,景德镇陶瓷产业的可持续性发展仍是必须要解决的现实问题。根据景德镇陶瓷艺术设计中的生态设计法则,主要生态设计方法有避免浪费精简节约、节能减排的工艺设计、延长已有景德镇陶瓷的寿命、景德镇陶瓷回收并再利用的工艺设计。景德镇陶瓷的生态艺术设计主要从减少对生态环境的污染,在提高景德镇陶瓷艺术水平的同时兼顾生态效益,从而为景德镇陶瓷产业的可持续发展作出贡献。

1、景德镇陶瓷艺术设计中的生态问题

景德镇陶瓷艺术设计的过程从原料到成型再到施釉、彩绘、干燥、乃至烧成等多道工艺流程中,几乎每个环节都对生态环境有着或大或小的影响,但这些环节又是制陶过程中及其重要不可跳过的环节,景德镇陶瓷产业的发展过程中的多种多样的生产工序中,面临着诸多的生态问题。首当其冲的就是土地和植被的破坏,景德镇陶瓷原料的挖掘和开采甚至危及整个生态平衡的保持,加上原料在运输过程中及加工过程中都对景德镇陶瓷产业的可持续发展造成了一定的威胁,另一方面,在原料的开采过程中形成的粉尘也会污染大气。说到粉尘,在制陶过程中的打磨抛光液会造成粉尘的污染,景德镇陶瓷的原料的不合理的应用及制陶人的水平差异会造成对资源的浪费,至此过程中还需燃料和水源。燃料烧过之后变成污染大气灰污染人们的居住环境,在施釉及洗球过程中还会对水资源造成污染,更重要的是污水直接排除将会污染更多地水源。在最后的处理过程中还会产生大量的固体废料,这些废料的堆积如:生坯废料、施釉废品、素烧废品、烧成废品及彩烤废品等,这些废料的堆积不仅会对土地进行二次污染而且也造成了资源的浪费。

2、解决景德镇陶瓷艺术设计中生态问题的途径

在景德镇陶瓷艺术设计中彻底的兼顾生态效益的理念可以更进一步的减少景德镇陶瓷产业在生产过程中对生态环境的破坏及污染,把生态设计法则贯穿于景德镇陶瓷艺术设计的始终,不断提高生态效益,最终促进景德镇陶瓷产业的可持续发展。具体来说,就是从制陶的各个工序下手,从选材到回收产品的整个过程来规划景德镇陶瓷艺术设计与环境的关系,降低资源的使用频率和浪费,同时在生产过程中降低污染物的排出。景德镇陶瓷艺术设计的生态设计法则包括避免浪费精简节约、节能减排的工艺设计、延长已有景德镇陶瓷的寿命、景德镇陶瓷回收并再利用的工艺设计。这些方法可以在最大程度上调解景德镇陶瓷艺术的可持续发展和生态环境效益的冲突。

2.1 避免浪费,精简节约

这一生态设计法则主要针对制陶在选材上这一工序。选材尽量选择最少的原材料发挥其最大的功用。在景德镇陶瓷艺术设计中分为不同种类的景德镇陶瓷,主要有日用景德镇陶瓷、艺术景德镇陶瓷、建筑卫生景德镇陶瓷等,景德镇陶瓷的分类不同选用的原材料的特性也就不同。景德镇陶瓷艺术设计的原材料主要有泥料、釉料、彩料等,根据原材料的不同的特性来做不同类型的景德镇陶瓷,做到选择准确,避免浪费。让各种材料各尽其能,各自发挥发自的特性与本质。比如日用景德镇陶瓷和建筑卫生景德镇陶瓷是人们日常生活中必不可少的生活用瓷,其功能实用性重于艺术审美性,所以日用景德镇陶瓷应该选择耐高温的泥料和釉彩,用这种材料烧成的成品具有一定的耐酸、碱、盐及大气中碳酸气侵蚀的能力和无铅中毒的危害,具有良好的安全性。同时,艺术景德镇陶瓷注重的是欣赏的艺术性,因此在烧制及选材的过程中不用想日用景德镇陶瓷那样的细致化,这样不仅减少了原料的节省,同时也降低了在烧制过程中产生的污染。这样一来既避免了原材料的浪费,又减少了生态环境的污染,更让原材料的作用发挥到极致。生态设计法则就从源头开始贯穿,从而保证了之后工序的生态保障。

2.2 节能减排的工艺设计

节能减排的工艺设计从字面上就可看出主要体现在烧制、施釉等工序中。首先通过技术的提高来减少能源的消耗和废气的排出,提高资源的有效利用率。在此过程中主要可采取以下手段来实现节能减排的效果:选择节能型景德镇陶瓷窑炉,轻质的窑炉保温耐火材料及新型涂料可以降低能耗;采用高速烧嘴,用富氧燃烧技术、微波烧结技术、自控烧成技术等对节能降耗也有很大影响;采用清洁的气体、液体燃料等方式。其次,节能减排不单单体现在烧制过程中,还体现在对原材料的选择上,对制陶的原料进行革新,也可以减少对土地和植被的危害。从别的“地方”索取原材料而不是抗挖掘地下资源,当然,别的“地方”并不是具体的那个地方,而应该是通过提高技术,加快对景德镇陶瓷原材料的研发,可以使危及化危为安。比如利用钢铁工业废渣、磷矿渣、铬盐废渣、粉煤灰、硅灰、稀土废渣、萤石矿渣等工业废弃物,技能减少工业废弃物对环境的污染也能提高制陶过程中的生态效益。

2.3 延长已有景德镇陶瓷的寿命

根据生态设计法则的贯穿原则,景德镇陶瓷产品的循环使用也是一种环保的举措。景德镇陶瓷寿命的长短关乎景德镇陶瓷更新换代的周期,通过延长产品更新换代的周期来减少景德镇陶瓷产品加工的数量,从而减少了对生态环境的破坏。景德镇陶瓷无论从其物理特征还是化学特征来看,都是一种比较不易保存的物件,如何延长景德镇陶瓷的寿命,必须从景德镇陶瓷的制作工序入手。在制作工序中不能忽略产品的质量问题,选择较好的原材料是提高景德镇陶瓷产品物理特征的本质要求,因此研发高性能的,较稳定的原材料也是迫不及待的。另一方面,在景德镇陶瓷的艺术欣赏水平上。景德镇陶瓷设计专家也要有较高的设计能力和艺术修养,好的景德镇陶瓷设计品不仅仅是具备功能,还要造型优美、色彩宜人、具有艺术价值和文化内涵使生产出来的景德镇陶瓷产品能较长的存在时尚潮流中而不被潮流所淹没。除此之外,加强景德镇陶瓷的历史文化价值和内涵,大大满足人们对景德镇陶瓷的心里需求,这样才能更好地减少消费者更换景德镇陶瓷产品的频率,避免造成资源的浪费,减少生态环境的重负,促进景德镇陶瓷设计艺术的可持续发展。

2.4 景德镇陶瓷及废弃品回收并再利用的工艺设计

回收再利用的环节包括两个方面,一是对景德镇陶瓷成品的回收,由于景德镇陶瓷成品已经不能满足现在人的需求,可以经过回收在改造,使之变成有用的产品;二是对景德镇陶瓷产品生产过程中的废弃物进行回收在利用,减少浪费。通过促进已有的景德镇陶瓷的回收和景德镇陶瓷生产过程中的废弃物的回收再利用,减少环境的负荷。在景德镇陶瓷生产过程中的废弃物主要有生坯废料、施釉废品、素烧废品、烧成废品及彩烤废品等,利用这些废料可以生产景德镇陶瓷砖、多孔砖、陶粒、水泥、固体混凝土材料等,对这次废弃物的回收再利用可大大减少对能源资源的消耗。另一方面还可以通过对已有废弃景德镇陶瓷的回收再生产更大程度的减缓环境问题和资源浪费问题,由于这些被淘汰的艺术品并没有套大的外貌问题,只是在欣赏水平上与现代的人们的欣赏水平不相符,因此,可以通过产品的再设计来实现物品的价值。

景德镇陶瓷艺术设计过程的明细化也会在很大程度上降低对能源资源的浪费。坚持把生态设计法则贯穿到景德镇陶瓷艺术设计始终,从景德镇陶瓷产品的原材料的开发到景德镇陶瓷产品的退役,始终采用最环保的方式,来达到最高的生态效果。这样的生态设计法则会在很大程度上促进景德镇陶瓷产业的有效性发展和可持续性发展。

康熙龙纹瓷器分析


清代康熙一朝,由于经济贸易发达,于康熙十九年在景德镇恢复御窑厂,在青花瓷的烧制上取得了重大的成就。康熙青花瓷以胎釉精细、青花鲜艳、造型古朴多样、纹饰优美而负盛名。康熙青花分为早、中、晚三个时期:早期是康熙元年至康熙十九年;中期是康熙二十年至康熙四十年;晚期是康熙四十年至康熙朝终,其中康熙中期青花瓷器最为突出。

清康熙款黄地红彩龙纹碗

行龙与云龙、花卉龙、龙凤的关系

在所有龙纹纹饰的瓷器中,行龙纹饰为最简单、最普遍的装饰题材,常出现于盘、碗等器物的器壁,以一条或多条行龙首尾相连绘于器物表面。在此之外,由于瓷器颜色表现丰富,可以出现不同的组合,如康熙款素三彩暗云龙花果纹盘中,将行龙绘为刻划的暗龙纹样式,配以素三彩花果纹样以丰富纹样内容。

在行龙纹的基础上,云龙纹瓷器数量巨大,可以说占了半壁江山。其龙纹形象几乎与行龙龙纹无异,只是在行龙纹饰的留白处增加了若干数量的云纹填补,就像商代中后期青铜器上三层花形式的回纹,并不会影响主体龙纹。如果说瓷器上的颜色会影响到图像的辨识,那么康熙款白釉暗花云龙纹小盅与青花云龙纹碗则更好地解读了龙纹与云纹的关系。

花卉龙纹与行龙纹和云龙纹有着密切的联系,属于装饰系统里的叠加关系。如康熙款黄地三彩云龙花卉纹大盘中的纹饰,盘外侧为首尾相接的行龙纹与云纹组成的云龙纹纹饰,内侧绘各类花卉图案,其中有兰花、梅花、菊花等。这些花绘纹饰分别代表了各种吉祥寓意,各种不同的寓意集于一身。

龙凤纹的出现,看似是一个独立而成的题材,代表着龙凤呈祥的吉祥寓意,但是通过观察行龙纹可以发现,龙凤纹实际上是在行龙纹装饰上的增加。而与花卉龙纹不同,在行龙纹装饰上增加了凤纹,不仅仅是意向寓意的阐述,更组成了一种带有特殊意义的题材。这就像汉字中“明”字左右部分分别是“日”与“月”,两个字的组合,产生了一个新字义一样。龙凤纹纹饰题材的瓷器很多,如常见的康熙款五彩龙凤纹碗、大清年制款白釉暗花龙纹等,其纹饰组成均为龙纹、凤纹、花卉纹饰和极少数的云纹。

独特的团龙、升龙及二龙戏珠

在康熙款黄地素三彩里双龙外团龙纹盘中可以看到,团龙纹均单独以不同颜色出现。就像行龙纹一样,团龙纹往往可以不与其他模件组合使用。相似的团龙纹出现方式见于故宫博物院藏康熙款釉里红团龙纹碗、青花团龙纹螭耳连盘杯、康熙款青花团云龙纹碗等。

如康熙款釉里红双龙纹观音瓶,筒体以白色为底,唯龙纹为釉里红色,双目以黑色点睛。纹饰以向上升起的龙纹为主,龙身呈S形,体型健硕,极具动感。而相同的纹饰在同时期的康熙款青花龙纹梅瓶和青花双龙纹瓶等均有体现,且龙纹走势、形体、结构等相类似。由此可见升龙可以作为独立出现的模件纹饰出现于器身。

二龙戏珠纹饰很早就成为了重要的龙纹装饰之一。康熙款黄地青花双龙纹盘为典型的二龙戏珠纹饰。盘心绘二龙与火球和火纹,形成了二龙戏珠的固定纹饰形式。

海水龙纹的多样性

在海水龙纹纹饰中,康熙款青花鱼龙纹高足盘和康熙款青花龙红海水纹盘的纹饰形式与云龙纹类似,主体纹饰为行龙纹。也许是为了表达水中蛟龙的形象,故将云纹变为海水纹,从而组成了康熙款青花龙红海水纹盘中的海水龙纹形式。而康熙款青花龙红海水纹盘中,海水纹并无太多变化,而龙纹却和行龙海水纹的行龙纹不同,变为了盘龙纹,从而组成了新样式的海水龙纹纹饰。

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