论确保陶瓷烧成实现的环境条件

孙新明

摘 要：以陶瓷制品为核心的烧成环境，包括窑炉、燃料，以及燃料燃烧所必须具备的条件，与燃料燃烧过程中的反映，这些因素共同组成陶瓷烧成工艺的环境范畴，陶瓷烧成是陶瓷制品生产最后的工序，也是最重要的工艺程序之一，完成陶瓷产品的制作，必须经过烧成，烧成具有一般条件，即构成陶瓷烧成环境因素的普遍要求，又有特殊条件，即构成陶瓷烧成环境因素的特定要求。陶瓷制品的烧成工艺环境的正确确立，是确保陶瓷制品按照预定目标实现的唯一途径。

关键词：陶瓷烧成；实现；环境条件

0 引言

人们经常说：陶瓷是土与火的艺术。就是说，陶瓷由泥土经过火的煅烧而成的。“陶瓷被誉为‘火与土的艺术，而‘窑无疑是加工这种艺术的‘梦工场”。^[1]这句话明确指出：陶瓷之所以成为‘土与火的艺术，烧成陶瓷的环境，即窑炉，是十分重要的。从最初的裸烧，到后来的封闭烧成，实际上就是陶瓷烧成环境的变化。“环境是相对于一定核心事物而言的，即与某一核心事物相关的周围事物，共同构成的以这一核心事物为服务对象的各种事物关系的系统。”陶瓷烧成的环境就是窑炉，它是围绕陶瓷烧成这一核心事物构建的，是确保陶瓷由泥土传化成为陶瓷所必需的环境条件的总和。为此，探讨陶瓷烧成的环境条件，就显得十分重要了。

1 以窑炉为基础发展烧成技术给陶瓷生产带来的效应

陶瓷烧成工艺技术水平的高低，不仅直接影响陶瓷制品的质量，而且，直接影响到陶瓷生产的社会文化经济效益。陶瓷“坯体经过干燥、施釉后，必须经过高温烧成，才能变成陶瓷制品。烧成是制造陶瓷的最重要的工序。”科学合理的烧成不仅对确保陶瓷产品的质量具有重要意义，而且，可以节约能源消耗，起到事半功倍的社会文化经济效应。例如龙窑，在社会文化生活需要大批量的陶瓷产品之际应运而生。龙窑具有窑内容量大、窑温相对稳定的特点。“东汉的龙窑比战国时期的龙窑加长，不仅增加了坯件的装烧量，使产品显著增加。同时使流动的火焰延长了在窑内停留时间，有利于窑温的提高和分布的均匀，把窑温提高到1300℃左右，为瓷器的烧成创造了必要条件。此外，这种长条形的窑炉结构，具有升温较快的特点，而它较薄的窑体又能比较迅速地冷却。”由此可见，窑炉的改进不仅可以燒制适应生产产品的需要，而且，还可以提高烧制工艺技术，确保产品的质量，甚至可以节约能耗，起到降低投资成本的效益，进而获取更多的经济价值。正因为如此，陶瓷先民不断改进窑炉，提高烧制技术工艺。龙窑的发明及其使用，与其不断的合理改进，就是烧成技术不断得到提升的很好见证。在陶瓷生产技术不断得到提升的过程中，窑炉不断得到改进，而窑炉的改进极大地提高了陶瓷生产的水平。

2 烧成工艺制度的制定所依据的条件

随着科学技术的发展，现代陶瓷生产的烧成技术远远胜过了历史上任何时期，直到目前为止，在陶瓷生产领域常常使用窑炉，隧道窑辊道窑和梭式窑。从烧成所采用的能源看，最常用的能源是液化气、天然气，以及电等能源。有关陶瓷烧成窑炉的划分是比较复杂的，而且，也会因为烧成需要采取不同结构的窑炉，然而，不论如何改变窑炉的结构，还是采用何种能源进行烧成，烧成的工艺及其根本原理是不会改变的。陶瓷烧成的工艺过程及其原理，是一个完整过程的结体，即为“氧化与分解阶段、高温阶段和冷却阶段。”在陶瓷生产领域人们竭力改进烧成工艺，就是企图达到这些物理、化学变化朝着有利于陶瓷成瓷方向发展的根本目的。

为了促进这些物理化学变化更加有力地向着成瓷的方向发展，首先考虑的是陶瓷原材料的化学组成。因为陶瓷原料绝大多数是以氧化物，乃至化合物的形式存在的，因此，在烧成过程中，成瓷的一系列物理、化学反应由这些氧化物所组成的化学组成决定的。在陶瓷烧成中，必须根据材料的矿物组成具体地制定烧成制度。这也决定了烧成环境条件是因地制宜、因事制宜的。其次，还需要考虑陶瓷泥料的物理状态。陶瓷坯体是由一定颗粒大小不同的泥料组成的，泥料颗粒的细致度、均匀度和填充密度直接影响它的物理、化学变化。在陶瓷原材料加工之后，陶瓷产品的成型到烧成，需要考虑泥料的颗粒大小、致密度、均匀度和填充度，并制定相应的烧成制度。再次，还要根据陶瓷产品所采用的原料配方、烧成条件、窑炉的类型、陶瓷制品的形状和制品的厚度等来进行全盘考虑，然后，制定相应的烧成制度及其巨细的标准。例如，在青花瓷器生产制作中，主要是青花的发色，为了达到青花画料良好的发色效果，烧成温度必须升高到1300℃，然后，在将烧成气氛过渡到还原气氛。故此，烧制青花瓷器的窑炉，一定要有别于氧化气氛的窑炉。最后，陶瓷生产中，由于特殊表现的产品需要复烧，而复烧就是指二次烧成，甚至三次，乃至更多次烧制，方能达到预期的效果。这就需要制定更加严格的特殊的烧成曲线，要求产品每一次烧成的环境都是不一样的。总之，影响陶瓷烧成的因素是多种多样的，它们共同组成陶瓷制品烧成的环境因素。

3 因具体的烧成制度而建立具体烧成环境

陶瓷的烧成环境，就是根据烧成制度，并以陶瓷制品为核心事物所构建的烧成陶瓷产品的周围诸事物的境况，是确保陶瓷制品能够顺利烧成的诸物质因素的总和。陶瓷制品的烧成都是具体的，而不是抽象的。故此，需要针对烧成要求，建立必要的环境。

就一般意义而言，陶瓷制品的烧成，是从陶瓷坯体到陶瓷制品的发展变化过程，也是温度变化的完整的过程的结体，即陶瓷坯体从一般室温到坯体内残余水分被逐渐排除的温度，这个过程在陶瓷烧成工艺程序中被称作低温阶段；紧接着，就是坯体构成物质的氧化与分解阶段，窑炉内的温度从300℃上升到950℃，此时，绝大多数物质被氧化，这个阶段是陶瓷坯体发生化学反应较强烈的阶段；若是陶瓷完全成型，窑炉温度还需要继续升高，于是，烧成进入高温阶段。在高温阶段，坯体的氧化和分解继续进行，这个阶段所反映的特征是液相及固相熔融的形成，直到新晶相产生，晶体长大，以及釉的熔融出现；高温达到一定时间，便转入冷却阶段，冷却阶段不再继续升温，而是开始逐渐降低窑室内的温度，直至出窑温度。这个阶段至关重要，是成瓷的最后阶段，并直接关系着制品的质量。这个阶段，在技术操作上具有复杂性，需要竭力为之。

具有特殊意义的陶瓷产品，烧成环境愈加需要有针对性的构建，如结晶釉产品的烧制，“烧制气氛要用氧化焰，还原气氛对结晶不利，烧成温度一般在1260～1350℃。”这就需要控制烧成环境的变化，确保氧化气氛以有利于结晶晶体的生成。在长期的生产实践中，人们总结出“烤、升、平、突、降、保、冷”七子操作法。这种操作方法，就是为了确保结晶釉产品在烧成时必须具有特殊环境形成的可行性方法。总之，在陶瓷制品生产过程中，成瓷工序是必不可少的，烧成工艺就是成瓷工序的具体化，它起着至关重要的作用，它所设计的环境不仅包括陶瓷制品所处的窑炉，而且，包括制品自身的化学组成及其物理性能，还包括必要的能源及其消耗过程。

4 结论

陶瓷生产工序中的烧成工艺是成瓷必须经过的工艺程序之一，它的执行是按照陶瓷产品的物理化学反应所必须具备的条件进行建立。在实现烧成工序中，需要综合考虑陶瓷坯体、窑炉及其结构、燃料及其燃烧，尤其燃料的燃烧必须达到预定的温度极限，这些因素综合构成陶瓷制品烧成的必需的环境，——不论是一般性意义的烧成，还是特定意义的烧成，均需要综合考虑陶瓷烧成的环境，才能最大限度地实现烧成目的。

参考文献：

[1] 滕磊，达微佳.中国古窑的故事[M].济南：山东画报出版社，2008.