A Study of Ca-Mg Silicate Crystalline Glazes——An Analysis on Forms of Crystals

In the study on Ca-Mg silicate crystalline glazes, we found some disequilibrated crystallization phenomena, such as non-crystallographic small angle forking and spheroidal growth, parasitism and wedging-form of crystals, dendritic growth, secondary nucleation, etc. Those phenomena possibly resulted from two factors: (1) partial temperature gradient, which is caused by heat asymmetry in the electrical resistance furnace, when crystals crystalize from silicate melt; (2) constitutional supercooling near the surface of crystals. The disparity of disequilibrated crystallization phenomena in different main crystalline phases causes various morphological features of the crystal aggregates. At the same time, disequilibrated crystallization causes great stress retained in the crystals, which results in cracks in glazes when the temperature drops. According to the results, the authors analyzed those phenomena and displayed correlative figures and data.

陶瓷釉层透明度的色差法测量研究

由于陶瓷釉层的透明度难以量化测量,对利用色差测量陶瓷釉层透明度的方法进行研究。通过在透明釉中添加莫来石、硅酸锆和二氧化锡等晶体,在坯体上施釉、干燥并烧成,制备了不同透明度的陶瓷釉样品。分别研究了晶体种类和添加量、釉层厚度、坯体底色和釉面状况对色差的影响。结果表明,色差与晶体添加量存在较好的线性关系,同时如果晶体折射率越大,色差也越大,原因是晶体对光的散射;釉层厚度增大,色差快速增加,原因是厚度增加引起了大气泡的增多。坯体底色对色差几乎没有影响,釉面被腐蚀后表面粗糙对色差有一定的影响。该方法简单,适应性好,可以作为陶瓷釉层透明度的评价方法。

基于正交试验法优化高温还原铁系结晶艺术釉配方

通过正交试验对结晶釉化学组成中主要影响因素:K_(2)O+Na_(2)O、K_(2)O/Na_(2)O、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、CaO/MgO、BaO、ZnO、Fe_(2)O_(3)进行定量并确定主次关系,制备出适合景德镇梭式窑烧成制度的铁系结晶艺术釉,解决流釉粘足、析晶保温时间过长的问题。得出釉料中组成(wt%)为:Si O_(2)68.9%,Al_(2)O_(3)5.3%,Fe_(2)O_(3)2.6%,CaO 5.3%,MgO11.9%,K_(2)O 1.3%,Na_(2)O 2.6%,BaO 0.7%,ZnO 1.3%,TiO_(2)0.1%时,可得到底色黄绿,圆点状墨绿色晶体均匀分布的结晶釉。

固相法合成钙长石粉体及其在透明釉中的应用研究

以石英、碳酸钙、氧化铝为原料,采用固相法制备了钙长石粉体,借助XRD、SEM、DSC-TG和力学性能等检测手段研究了化学组成、煅烧温度、保温时间及球磨时间对钙长石合成的影响,探究了钙长石的析晶机理及其在透明釉中应用。结果表明:在钙长石的化学组成附近适当增加CaO的量有利于合成单一的钙长石晶相,但过量的CaO则导致析出钙铝黄长石杂质相。适当提高煅烧温度、延长保温时间或减小颗粒粒径均有利于钙长石析晶。析晶机理研究表明钙长石的析晶是由钙铝黄长石、铝酸钙等中间相转化而来,开始温度在1230℃附近,至1300℃时完全转化。钙长石加入透明釉中会降低釉面的透光度和光泽度,但会提高釉面硬度,钙长石的加入量为3%~15%(wt)时效果最佳,能获得高硬度的透明微晶釉。

氧化铁对建窑油滴釉呈色与析晶行为的影响

建窑油滴釉是中国古代最典型的铁系析晶釉之一,明晰氧化铁对析晶釉呈色与析晶的影响规律,能够为开发与创新多种呈色效果的铁系析晶釉提供科学依据和理论指导。本文采用XRD、Raman、SEM和EDS等测试方法,探究了不同氧化铁含量对釉熔体中析出晶体显微结构和釉面呈色的影响,揭示了釉层晶体结构对呈色的作用机制。结果表明,随着氧化铁含量增加,釉面析出棕黄色-银蓝色-银白色-银白泛红棕色的晶斑,晶斑呈色是由晶体的化学色与结构色耦合而成。晶斑中间区域的铁元素富集度高于边沿区域,优先发生ε-Fe_(2)O_(3)向α-Fe_(2)O_(3)的相变,形成不同的呈色效果。中间区域先析出2~4μm的叶状ε-Fe_(2)O_(3)晶体,呈棕黄色;随着氧化铁含量增加,釉层中析出与釉面平行定向排列的棒状α-Fe_(2)O_(3)晶体,形成晶体薄膜,对光产生强反射而呈银白色;随着氧化铁含量继续增加,釉层中析出10~20μm的树枝状α-Fe_(2)O_(3)晶体穿透晶体薄膜,薄膜产生的结构色(银白色)削弱,α-Fe_(2)O_(3)的化学色(红棕色)增强,耦合呈银白泛红棕色。边沿区域先析出大量30~50 nm的晶粒,产生瑞利散射,呈蓝色;随着氧化铁含量增加,表层棒状晶体也形成晶体薄膜,薄膜下层析出100~200 nm的板状纳米晶体,形成非晶光子晶体,产生相干散射呈蓝色,与反射的银白色耦合呈银蓝色。

基于相图理论分析釉的组成与性状的关系

以CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)三元相图为基础,在SiO_(2)、CaO·SiO_(2)、CaO·Al_(2)O_(3)·2SiO_(2)三角形区域中的四个析晶区对应配制四种釉料:透明釉、结晶釉、乳浊釉和无光釉。通过四种釉料烧成制品的外观观察和性状分析,对相图四个析晶区域展开分析和讨论,从而揭示了各种釉料的化学组成与性状的关系,以及釉料之间的变化规律。

不同冷却气氛浓度对油滴釉呈色及显微结构的影响

实验以釉石、红土、草木灰、长石等天然矿物为主要原料,以松柴为气氛还原介质,在电柴两用窑炉中烧制出不同呈色的油滴釉。采用CIE L*a*b*、XRD、Raman、SEM、EDS、XPS等测试手段,探究不同冷却气氛浓度对油滴釉呈色及显微结构的影响。结果表明:当还原气体H2浓度为0.024%,CO浓度为0.18%时,釉面析出红棕色的晶斑,晶斑的呈色以微米级取向杂乱的ε-Fe_(2)O_(3)晶体的化学色为主;当还原气体H2浓度为8.16%,CO浓度为19.18%时,釉面析出银白泛红棕色的晶斑,晶斑的呈色是由取向较好的α-Fe_(2)O_(3)晶体对光的全反射和α-Fe_(2)O_(3)晶体的化学色耦合而成;当还原气体H_(2)浓度为10.55%,CO浓度为23.36%时,釉面析出银蓝色的晶斑,晶斑的呈色由大小约50 nm斜立薄片状的Fe_(3)O_(4)晶体产生瑞利散射的乳蓝色和对光反射产生的亮银色共同作用的效果。

山东青岛“德国总督楼”旧址琉璃瓦件的釉胎损毁研究

针对青岛“德国总督楼”旧址博物馆最具代表的女儿墙绿色琉璃瓦目前出现的釉层脱落和胎体粉化等不同病变,为探索其原因,采用扫描电子显微-能谱分析、微区X射线衍射分析、热扩散系数分析、热膨胀特性分析以及界面张力分析等,确定琉璃构件釉层和胎体呈层状脱落的主要原因。结果表明:1)琉璃保护材料、釉层和胎体的热扩散、热膨胀以及各界面性能等的差异,使得含磷、铅和钙元素的腐蚀物形成于胎釉界面尤其是釉层冰裂纹延伸区域,造成胎釉界面结合强度降低,冰裂纹扩展并与胎釉结合薄弱处形成的裂缝贯通后,造成釉面呈片层状脱落;2)对于无釉胎体表面的层状剥落,含保护层胎与基体胎界面形成硫酸钙结晶带,造成界面处孔隙增加、颗粒结合降低,推测这是造成琉璃胎体呈片层状脱落的主要因素。本工作从基础性科学研究角度确定琉璃釉层和胎体层状脱落的内在原因,为进一步保护提供科学依据。

钙镁锌钡对龙泉窑梅子青釉析晶影响的对比研究

以透明釉为基础,在透明釉中分别加入石灰石、滑石、氧化锌和碳酸钡四种不同的结晶剂,采用不同的烧成制度进行实验,观察釉的结晶效果和外观形状,从而总结出釉的结晶规律,并详细论述了釉的性状与釉的组成的关系以及与烧成制度的关系,为配制透明釉、结晶釉以及无光釉提供了理论基础和数据支撑。

利用铜尾矿制备铁系釉的研究

笔者以铜尾矿、弋阳瓷石、星子高岭土、钾长石、石英为主要原料,在1310℃还原气氛下制备出铁系釉,研究了SiO_(2)/Al_(2)O_(3)摩尔比、铜尾矿加入量对釉面效果的影响。采用XRD、Raman、SEM和EDS等测试手段对釉的物相组成、显微结构、微区化学组成等进行了表征。其研究结果表明:SiO_(2)/Al_(2)O_(3)摩尔比在10左右,铜尾矿加入量为30%时,釉面均匀布满银色斑点;XRD显示晶相组成为赤铁矿α-Fe_(2)O_(3)。

汝窑瓷釉呈色机理研究概述

汝窑是我国宋代五大名窑之一,汝窑青瓷素有“天青色”的美誉。从化学组成的角度看,汝釉中的主要着色元素是铁元素。汝釉具有低硅、高铝、高钙的特点,为汝瓷釉层中析晶—分相结构的形成提供了基本的理化条件。汝釉在较强的还原气氛下烧成,铁元素主要以二价铁离子的形式存在,使釉面呈较纯正的青色。汝釉的烧成温度较低,降温过程可能较慢,有利于釉层中析晶—分相结构的形成,而析晶—分相结构导致的物理着色作用有助于釉面表现出蓝色乳光。

宋代建窑黄兔毫釉的试制

实验采用建阳原料建瓯石、红土、草木灰、石英、钾长石、钠长石等为主要原料,对宋代建窑的黄兔毫釉进行试制。通过采用单因素实验法探究析晶保温时间和釉层厚度对黄兔毫釉呈色及毫纹的影响。实验结果表明:随着析晶保温时间的延长,釉面兔毫纹颜色逐渐加深,数量也呈递增趋势直至覆盖釉面;釉层厚度由薄至厚,釉面兔毫纹逐渐呈现拉丝状,但流釉现象也逐渐明显。当兔毫釉的析晶保温时间为1h,釉层厚度为1mm,所获得的兔毫釉釉面效果较好,毫纹数量较适中,呈现细长的拉丝状。

外加滑石对龙泉窑梅子青釉性状影响之研究

以龙泉窑梅子青釉为基础,逐步外加滑石配制7种釉,施于龙泉窑铁胎上,针对釉的分相特性和结晶特性分别采用不同烧成制度进行实验,以观察釉的成熟度、玻化程度、平滑度、光泽度、透明度、气泡、裂纹、呈色、晶体分布等性状变化情况并结合相图,推论出外加滑石对釉的始熔温度、成熟温度、高温粘度、表面张力、热膨胀系数、光学、分相和结晶等性能的影响规律。

硅锌矿结晶形态的研究

以透明釉为基础,在透明釉中加入氧化锌制成结晶釉,采用氧化气氛进行烧制实验,观察釉的外观形貌和显微结构,并结合晶体结构,总结出硅锌矿结晶形态与成核和生长的关系。硅锌矿三方晶系、六方柱状晶型的晶胞结构决定了硅锌矿沿c轴方向的生长习性,从而形成由细逐渐变粗的空心管状晶体,结晶与熔融的对立统一使得空心管状晶体外圈形成溶蚀圈,而组成晶核的单体组合与取向决定了空心管的组合与走向,即决定了晶体的最终形态。

结晶釉的研究现状

本文综述了目前结晶釉研究现状、结晶釉的形成机理、影响因素,并简单介绍了结晶釉组成、制备及其今后发展方向。

分相-析晶乳浊釉的制备及其乳浊机理研究

采用天然矿物原料,通过四角配料法优化组成制备出了无锆的分相-析晶乳浊釉。借助X射线衍射仪、透射电镜等测试手段,对乳浊釉的晶相组成和显微结构进行了分析,探讨了其乳浊机理。结果表明:该乳浊釉中P2O5和B2O3促进釉分相,CaO和MgO促进釉析晶,分相与析晶结构并存,釉层中均匀分布着大量尺寸接近可见光波长的球形孤立液滴和细小的透辉石晶体,两者对可见光强的散射作用是釉面产生乳浊的根本原因,优化出的乳浊釉白度可达80.2%。

钙镁硅酸盐系列结晶釉的研究——钙、镁氧化物对结晶釉析晶的影响

针对钙镁硅酸盐系列结晶釉,研究配方中钙、镁氧化物含量及CaO/MgO比值发生变化时,对釉烧温度及析晶体矿物种属、析晶集合体形态的影响;分析探讨钙、镁氧化物影响析晶的作用机理。研究表明,CaO/MgO比值近于1时,釉烧温度相对较低;CaO/MgO比值向大于1或小于1方向变化时,釉的烧成温度趋于升高。CaO/MgO比值在影响釉析晶体矿物种属的同时,影响析晶集合体的形态特征,认为这是由矿物的析晶习性决定的。

高铁析晶釉的烧制工艺及显微结构研究

本研究以前期对宋代福建建窑的研究成果为基础,选用矿物原料和适量的化工原料,合理控制烧成的温度制度和气氛制度,烧制出多种形貌的高铁析晶釉。本文着重探讨了烧成制度对高铁析晶黑釉瓷形成的影响规律,并对实验样品的显微结构进行了深入研究。

R_2O–RO–B_2O_3–SiO_2–Al_2O_3–P_2O_5–CaF_2系分相–析晶乳浊釉的形成机理

通过正交试验方法优化釉料组成和烧成工艺,制备了R_2O–RO–B_2O_3–SiO_2–Al_2O_3–P_2O_5–CaF_2多元系光亮无锆的分相–析晶乳浊釉。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜/X射线能谱、场发射扫描电子显微镜等研究了釉的显微结构及分相与析晶的形成机理。结果表明析晶与分相结构并存,分相促进析晶;尺寸接近可见光波长的孤立液滴和所析出的钙钠长石晶体是釉面产生乳浊的根本原因。研究了不同烧成制度对分相–析晶乳浊釉显微结构的影响,发现缓冷釉样的分相液滴尺寸明显大于急冷釉样,急冷釉样中的第二相形貌表里存在明显差异,内部呈球形液滴状,表面则为蠕虫状。

辊道窑快烧结晶釉的制备与晶体形貌分析

围绕结晶釉的组成、晶核剂的加入量及作用、保温时间等进行了系统的探讨。为适用于大规模生产的辊道窑,试验的烧成阶段直接在辊道窑中进行。在本研制中,结晶釉里分别添加了孔雀蓝和氧化钴色料,以氧化锌和二氧化钛作为成核剂,得到A、B两种具有不同装饰效果的结晶釉。通过试验,得出两个适宜于辊道窑快速烧成的结晶釉的配方。在辊道窑烧成的这两种结晶釉析晶程度虽不及常规的结晶釉,但两种釉都形成了自己独特的装饰效果,并且生产成本和效益都要优于普通结晶釉。经锥光显微镜分析表明,由辊道窑直接烧成无保温的试样在显微镜下可观察到釉面析出过饱和液滴,直径约2mm。液滴中有晶核存在,呈三角形或者四边形的小颗粒状,发育不完整。若将试样置于电炉中模拟辊道窑的烧成制度,通过适当保温,结果在样品的表面分别析出了多种多样的数量不等的晶花。若釉层较厚,则釉面析出粒状晶体,边缘带有细小的金光;釉层稍薄,则釉面析出树枝状晶体。晶花的数量及大小随保温时间的长短而有明显变化。釉中晶体是多种形态共存,有典型的硅酸钛结晶、硅酸锌结晶,还有对称程度较高的多种结晶形态的组合。