茶叶末釉制备工艺的研究.docx
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1、Uingoezhemceramicinstitute本科生毕业论文(设计)茶叶末釉制备工艺的研究ThePreparationProcessofResearchonTeaDustCrystallineGlaze学号:200910210143姓名:石康专业班级:无机非金属材料1班指导老师:孙国梁教授完成日期:2013年6月1日材料科学与工程学院摘要茶叶末釉是我国古代著名的陶瓷铁系结晶釉之一。本课题将通过改善工艺配方和烧成制度,研究一类低成本、色泽稳定优良的、烧成易控制的茶叶末釉。本课题在查阅大量我国历代茶叶末釉的相关研究内容的基础上,采用单因素和正交实验的方法,研究配方组成对茶叶末釉釉面结晶效果的
2、影响。通过研究发现,当当Fe2O3为5.1%、瑶里釉果为60.5%、滑石为7.5%、方解石为21.8%、石英为5.1%时,呈现出较佳的茶叶末釉。结合实验样品的外观效果,探讨了不同工艺制度(包括烧成制度、釉厚度、釉料细度等)对茶叶末釉的发色影响情况,初步探明了茶叶末釉的最佳配方和工艺制度,为研究和利用茶叶末釉做好了前期准备。关键词:茶叶末釉结晶釉影响因素AbstractTeadustcrystallineglazeisChina,sfamousancientceramicirononeofthecrystallineglaze.Thissubjectwillthroughimprovingthe
3、processformulationandfiringsystem,tostudyalowcostandstablecolorexcellent,firingofteatocontroltheglaze.Subjectinthepastdynastiesinconsultingalargenumberofrelevantresearchattheendoftheteaglazebasedonthecontent,thesinglefactorandorthogonalexperimentmethod,theformulaofteaglazeOfcrystallizationeffect.Thr
4、oughtheresearchfoundthatwhenthecontentof5.1%,ferricoxideyaoliglazefruitwiththecontentof60.5%,talccontentis7.5%,calcitecontentis21.8%,quartz5.1%whenpresentabetterattheendoftheteaofglaze.Withtheeffectoftheappearanceofthesample,thispaperdiscussesthedifferentprocesssystem(includingfiringsystem,glazethic
5、kness,glazematerialsfinenessect.)attheendoftheglazeofteahaircolorinfluencesituation,thepreliminaryprovedthebestprescriptionofteaglazeandprocesssystem,forresearchanddevelopmentanduseofteaglazereadybytheendofthepreparation.Keywords:TeadustcrystallineglazeCrystalglazeInfluencefactors目录摘要I1前言2文献综述2.1釉的特
6、点及分类2 .1.1釉的特点3 .1.2釉的分类2.2 颜色釉的概述22.3 结晶釉的概述22.4茶叶末釉的概述32.4.1茶叶末釉的产生42.4.2茶叶末釉的组成、烧成52.4.3茶叶末釉的釉色溯源52.4.4茶叶末釉的辉煌72.4.5茶叶末釉的艺术魅力82.4.6茶叶末釉的审美特征92.4.7故宫收藏清代茶叶末釉瓷器的特色102.4.8国内外茶叶末釉研究的现状112.4.9茶叶末釉在日用瓷中的应用122.4.10烧成茶叶末釉存在的问题122.4.11本课题研究的目的123实验内容153.1实验的原料和设备153. 1.1实验原料154. 1.2实验设备153.2 研究方案和工艺流程163.
7、 2.1研究方案164. 2.2工艺流程165. 2.3釉的工艺参数166. 2.4烧成制度173.3 实验过程173.3.1探索性茶叶末釉配方的确定173.3.2Ca0Mg0摩尔比对茶叶末釉的影响183.3.3不同CaO/MgO摩尔比条件下Fe2O3含量对茶叶末釉的影响193.3.4SiO2Al2O3摩尔比对茶叶末釉的影响203. 3.5烧成制度对茶叶末釉的影响203.4正交实验213. 4.1制定因素与水平表214. 4.2正交实验安排225. 4.3优化实验234结果分析与讨论244. 1CaO/MgO对茶叶末釉的影响244 .2不同CaOZMgO摩尔比条件下FeB含量对茶叶末釉的影响2
8、45 .3SiO2AkO3对茶叶末釉的影响264. 4烧成制度对茶叶末釉的影响264.5正交实验分析结果274.6其他因素对茶叶末釉的影响305结论316经济分析326.1釉的价格326.2 能耗、水电设备折旧326.3 税收与利润337致谢34参考文献351前百茶叶末釉是一种以铁元素为主要结晶剂和着色剂微晶颜色釉,釉在氧化气氛下显黄褐色(还原气氛下显现黄绿色),在底色上闪出犹如茶叶末的黄色细点。茶叶末的标准是在底色釉中泛出一种错落自然、金光灿灿的黄色星点,这种釉对烧成条件敏感性较大,烧成温度越高,气氛越浓,釉色越深,黄色金星少而发亮;烧成温度越低,气氛越淡,釉色较浅,难见明显的金色小点。在暗
9、绿的底色上闪出犹如茶叶细末的黄褐色细点,古朴清丽,耐人寻味。正是这种独特的艺术效果越来越受到人们的喜爱。茶叶末釉是始创于唐代的一种传统名贵陶瓷颜色釉。其釉面平滑如脂,光泽柔和,呈色为黄绿色,有鱼黄、鱼子绿、吉翠等名贵品种。然而,该釉亦仅局限在高档陈设艺术瓷上,为适应现代陶瓷生产快速发展趋势一“日用陶瓷艺术化,艺术陶瓷实用化”的市场需求,在传统茶叶末配方基础上稍作调整,将这一传统名贵色釉成功地再现在墙地砖制品上。本文将这一次试制过程作一总结,以求与同行共同探讨。该课题的研究,对于理论与实际相结合,锻炼自己的能力,应用自己所学的知识,为以后走向工作岗位解决工厂生产中存在的实际问题,生产中质量及外观
10、符合客户的要求做好铺垫,具有重要的现实意义。2文献综述2.1 釉的特点及分类2.1.1 釉的特点“釉”是指覆盖在陶瓷坯体表面上的一层薄薄的玻璃态物质,用矿物原料(如石英、长石、高岭土)和化工原料按一定配比混合并细磨成浆状液体,施于坯体表面,经高温煨烧而成。从微观结构看,含玻璃态物质和少量气泡、未熔融石英颗粒及冷却时析出的晶体。具有类同于玻璃态的物理和化学特性,不透水,平滑而有光泽,不易沾污,并可提高制品的机械强度、热稳定性和化学稳定性。釉面还可以采用各种装饰以增强制品的艺术效果。釉的组成类似于硅酸盐玻璃。这种特殊的玻璃结构,可认为是由微粒所组成的,呈非几何状排列的,近程有序、远程无序的结构。这
11、层玻璃态物质当被冷却成为固体后,还保留着液体的一部分性质,不过它不是独立存在的,而是依附在陶瓷坯体表面上的。在烧成过程中,它不会像玻璃那样自由流动。硅和硼的氧化物在陶瓷釉中,通常被用作玻璃形成剂,即网络形成剂。氧化硅的熔点高,通常可以通过加入Naa、CaOsMg0、BaO等物质使其熔点降低,并改变其它性质。它们不能自己形成网络,但能影响网络的一系列性质,故称为网络改变剂。此外,玻璃的形成过程也可以通过加入Ab3来控制,它有时也可作为网络形成剂。熔融的釉在组分之间的反应程度以及熔质的均匀性方面都较玻璃差,但结合玻璃形成的动力学理论,从玻璃结构的观点来分析两者之间的相似点,对研究种料的组成、调整釉
12、料的配方和改善釉料的性质等方面都具有一定的指导意义。釉与坯体连系在一起,它的性质往往会受到坯体的影响。而且釉与陶瓷坯体的烧成工艺的限制,使釉的熔融不能充分进行。釉料在未烧之前必须粘附在陶瓷生坯的表面,因而在釉的配方中需加入适量的塑性粘土以增加其粘附能力,并保持釉浆的悬浮性能。2.1.2 釉的分类(1)按被施釉的坯体种类可将釉分为:陶釉、精陶类、拓器釉和瓷釉等。(2)按釉的制备方法不同,可分为:生料釉、熔块釉和盐釉。(3)按主要的釉用原料的不同,可将袖分为铅釉、硼和、长石釉、石灰釉、镁质釉、锌釉、银釉、钢釉、错釉、锡釉等。(4)按釉的烧成温度高低,可将釉分为低温釉、中温釉和高温釉。(5)按釉的特
13、性不同,可将釉分为耐磨釉、低膨胀釉、装饰釉、化学瓷釉、半导体釉、导电釉等。2.2 颜色釉的概述颜色釉:颜色釉就是用多种金属氧化物和天然矿物为着色剂,在装饰在坯胎上,可以分为高温(1300C左右)、中温(1200左右)、低温(900C左右)三种。烧制出来的产品鲜艳夺目,高雅动人。在釉料中渗入不同的金属氧化物,在不同的温度及焰性中呈现不同的色泽,中国古代陶瓷工匠巧妙地掌握了各种金属氧化物在不同温度及不同焰性下的变化规律,从而创造出色彩缤纷的颜色釉陶瓷。颜色釉瓷在中国古陶瓷中占有相当重要的地位,它不仅被广泛使用于民间日用器和陈设器,有的还被严格的使用于封建朝廷的日常生活和祭祀活动。颜色釉按烧成温度划
14、分,一般习惯分为高温颜色釉(1300C左右)、中温颜色釉(12OOe左右)和低温颜色釉(IoO(TC左右)三种。按烧成后的火焰性质分为氧化焰颜色釉、还原焰颜色釉两种。有些颜色釉只能在相应的温度中才能烧成,焰性也会影响颜色釉的呈色,如以铜为着色剂的颜色釉,在还原焰中呈红色,在氧化焰中则呈绿色。按烧成后外观特征分类,可分为单色釉、复色釉(花釉)、裂纹釉、无光釉、结晶釉等。2.3 3结晶釉的概述结晶釉系指釉内出现明显粗大结晶的釉。它是一种装饰性很强的艺术釉,源于我国古代的颜色釉,如宋朝的“茶叶末”、“芝麻点”、“铁锈花”等名贵色釉就属于微晶结晶釉范畴。结晶釉是在我国古色釉基础上发展起来的一种人工晶花
15、釉。基本特征是:在釉中或釉表面分离出许多各种形状的晶花。结晶釉发展历史悠久,它源于釉的分相与析晶。结晶釉种类很多,按选用的结晶剂可分为铁系结晶釉、硅酸锌结晶釉、硅酸钛结晶釉、硅锌钛结晶釉、锦结晶釉、铀结晶釉、砂金石釉等;按烧成温度可分为高温、中温和低温结晶釉;按晶体大小可分为粗结晶釉和微结晶釉两大类,粗结晶和可凭肉眼看见,表面为完全或部分发达的众多结晶所覆盖,或结晶在釉表面的下部,封闭在玻璃质基体之中;微晶釉结晶很小,结晶形态基本上为针状、板状或微小的球状;按结晶釉的色彩分为白色、黑色、黄色、蓝色、变色等结晶釉。结晶釉的生成与基础釉的原料组成、化学成分和物理性质有关;生成硅酸盐结晶所用的基本氧
16、化物;整个制备过程中的工艺技术参数为烧成温度、时间和保温、冷却速度等。结晶釉系由液态转变为固态的结晶作用而形成。析晶主要取决于釉组成物质本身和外部过冷却程度。当釉熔体达到止火温度时,釉已全部熔成液体,而过冷却到析晶保温时,釉熔体即发生过饱和而产生析晶。釉中若有结晶析出,会生成失透釉,失透釉一般是有光亮的。氧化锡、氧化钛、错石、尖晶石等析出生成有光亮的失透釉。随着结晶量的增多,失透釉的光亮度逐渐变差,形成半无光状态。在另一种条件下,例如硅酸锌与辉石类会生成无光釉的结晶体,形成蛋壳状外观。结晶釉的形成是使用1种或2种以上的结晶物质,使釉在形成玻璃的过程中,形成过饱和熔体,从液相中析出结晶。硅酸盐釉
17、的结晶决定于釉化学组成中自生的结晶能力。液相转变为固相的结晶作用和晶核的生长速度等直接影响晶体结构,使结晶构造发生变化。所以受不同的化学组成和外界因素(釉层厚度、烧成升温速度、保温时间、冷却速度)影响,会形成不同晶形的结晶釉。2.4茶叶末釉的概述在中国古代陶瓷中,有这样一种釉一一在失透的绿色底釉上泛着星星般细细密密的黄色斑点。这种深沉古朴中又蕴含着无数变幻的釉色,因其好似新春的碧茶细末,而被称作“茶叶末釉”。而且,其因釉色色调的深浅有别(偏黄或偏绿)、年代不同,又有,如“鳍鱼黄”、“蛇皮绿”、“鳍鱼青”、“蟹甲青”、“鼻烟”、“新橘”、“鳖裙绿”、“黄斑点”、“老僧衣”等等不同的称呼。茶叶末的
18、起源历史悠久,早在公元960T127年的北宋汝窑就有出现,。嗣后各代助继仿制,明洪武时出现的色调偏古黄色的“老僧衣”、“鳍鱼黄”。雍正乾隆年间出现的色调偏青的“蟹甲青”,都是从茶叶末繁衍出来的,其釉方组形同属一类。只是工艺和烧成方面的某些差异。而形成色调上的一些变化.在封建的清王朝中,这类色调自然、形象逼真的“茶叶末”、“鲤鱼黄”和“蟹甲青”、均被列为当时官窑的秘釉。茶叶末作为釉色名称,始见于陶雅一书,该书初名瓷学,后又名古瓷汇考,是一部记述清末古董商人心得体会笔记性质的杂录。该书所称茶叶末,是指清代官窑那种釉面呈失透状,釉色黄、绿掺杂的瓷器,因其极类似茶叶细末,故名之曰“茶叶末”。从工艺学角
19、度分析,其呈色机理是因釉中的铁、镁与硅酸化合而产生的结晶,是由于烧成时焰性和温度的差异可产生多种变调。因茶叶末一词通俗易懂,故现在学术界统称为茶叶末釉,但在清代官窑此种釉色的创烧人唐英处,该釉色被称为“厂官釉”。唐英发明的“厂官釉”,系仿直隶厂官窑的缸、钵类粗瓷的造型,而以白瓷胎代替了缸胎,且精工细作,从而使其成为一种名贵的釉色瓷。但溯本求源,更早期的“厂一官釉”是否在文献和实践中存在呢?考古学的重要成果已证明唐代耀州窑及其北方诸窑均有该类产品生产,而在文献中亦有蛛丝马迹可寻。从此,茶叶束这一类的色釉、常常被一些人不加分折地称作“厂官釉”。2.4.1 茶叶末釉的产生最初,茶叶末釉并不是一种刻意
20、制作。唐代,在中国北方的一些烧造黑釉的窑场,窑工们因烧黑釉瓷过火而无意中烧出了茶叶末釉,一种特殊的釉色从此诞生,因而,茶叶末釉也被认为是从黑釉基础上发展来的。位于陕西铜川的耀州窑出土了大量茶叶末釉瓷,器物种类齐全,不仅有餐具、茶具、酒具、日用器皿,还有工具、医药用具、宗教用具、化妆用品、乐器和瓷塑玩具等类,可见当时人们是非常偏爱这一新兴的釉色。有些器物上还有印花、贴花、画花、划花等装饰,釉色为褐绿、黄绿、翠绿、深绿等。器物的茶叶末釉色偏绿色,非常典雅,非常舒适。壶是琢器产品中数量较多的一种器物,喇叭口、短颈、瓜棱鼓腹、圈足、单把手、壶流短直的造型和深绿的茶叶末釉色给人一种造型规范、比例恰当、变
21、化适度、精巧多样的美感。唐宋时期,山西浑源窑和北方地区其他窑口也烧造茶叶末釉瓷,然而,其质量和艺术效果都无法与耀州窑相比。当然,耀州窑的茶叶末釉和以后的茶叶末釉相比,还存在胎质较粗糙、胎土不均匀(呈灰或黄色的胎骨中,可见气泡和颗粒状物质)、施釉不到底等缺陷。中国北方地区多产白云石,白云石富含镁,可以满足茶叶末釉中镁高的配方要求,而中国南方地区古代窑场很少采用白云石配釉,因而茶叶末釉清代以前在北方轰轰烈烈,在南方则默默无闻。2.4.2 茶叶末釉的组成、烧成茶叶末釉其实是一种高温结晶釉,它的化学组成与黑釉相似,也是一种石灰釉。其配方为:寒水石7.5乐赭石5.8%、白土7.5%、滑石子7.5%、二灰
22、IL32%、釉果37.74乐紫金土22.64%。它的化学组成特点是铁高、钙高、镁高,镁的含量必须在2%以上。奇妙地分布在釉层表面的茶叶细末并不是人工撒或点上去的,它是在烧制过程中自动从釉中析出的晶体,这种晶体是一种属于辉石类型的结晶,其分子式为Ca(Mg,Al,Fe)(Si,Al)206,如果配方中镁含量太低,就达不到这种效果。茶叶末釉的制作要求很苛刻,除了配方要符合要求外,釉料还不宜过细,烧成温度必须控制在1250C1280C之间,以还原气氛为主,并且冷却速度要慢。在科学不发达的古代,由于精确的配方和工艺控制很难掌握,又造成了茶叶末釉色调的多样性,其艺术效果给人以不尽的幻想。2.4.3 茶叶
23、末釉的釉色溯源唐人南卓著揭鼓录,书中记载鲁山窑产花釉腰鼓一种,现代科学考古的发现己证明南卓记载无误,所发现的文物资料证明陶瓷腰鼓在唐代非常盛行,除鲁山窑外,唐代长沙窑、耀州窑、交城窑及河南禹县窑、郑县窑等均生产陶瓷腰鼓,其釉色品种为花釉和釉下彩两种。宋开府嫌,虽耿介不群,亦深好声乐,尤善揭鼓,始承恩顾,与上论鼓事,曰:“不是青州石末,即是鲁山花瓷”棋小碧上掌,下须有朋肯之声,据此乃是汉震第二鼓也。且躲用石末、花瓷,固是腰鼓,掌下朋肯声,非揭揭鼓明矣。此处文字十分明确,宋憬与唐明皇谈论鼓事,宋撮指出,当时流行的腰鼓“不是青州石末,即是鲁山花瓷”。后者己有定论,但“青州石末”究为何物,至今无人论证
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