铬绿结晶釉呈色机理的研究

宋来振，邵明梁，孔祥明，张译文，何易龙，张迎君

（济南大学材料科学与工程学院，山东 济南 250022）

铬绿结晶釉呈色机理的研究

宋来振，邵明梁，孔祥明，张译文，何易龙，张迎君

（济南大学材料科学与工程学院，山东 济南 250022）

主要探讨基础釉化学组成中各氧化物对结晶釉呈色的影响。结果表明，其中氧化铝、氧化锌、氧化铁对铬离子呈色有较大的影响，铬绿结晶釉呈色机理为离子着色。

结晶釉；氧化物；呈色机理

0　引　言

结晶釉是一种观赏性极高的高级艺术陶瓷，因其外观的不确定性以及色彩的多样性深受人们的青睐。结晶釉的外观色彩根据其添加的着色剂不同而呈现出多种多样的颜色，釉的呈色是由于它对可见光的选择性吸收和选择性折射所致［1］。本文以三氧化二铬为主要着色剂探究铬绿结晶釉的呈色机理。三氧化二铬是绿色的两性氧化物，在特定条件下会与其他物质发生反应或产生结合导致釉体颜色发生变化。文章通过分析釉料中氧化物的变化对结晶釉外观色彩产生的影响进而探究铬绿结晶釉的呈色机理，从而生产出颜料用量低，着色力强，呈色稳定纯正，光泽度好的铬绿结晶釉［2］。

表1　矿物原料的化学组成（wt.%）Tab.1 Chemical composition of mineral raw materials （wt.%）

1　实　验

1.1实验所用原料

结晶釉所用实验原料为苏州土、长石、石英、玻璃粉、滑石、方解石、分析纯氧化锌、三氧化二铬。其中矿物原料及其化学组成如表1所示。

参考相关文献设计实验，最终确定两个釉料配方如表2所示。

1.2实验工艺及过程

1.2.1 釉料制备及烧成

（1）快速研磨时间：40 min；

（2）球磨细度： 250目筛＜0.1%；

（3）料 ： 球 ： 水=1 ： 2 ： 0.5；

（4）烧成制度：采用还原性气氛烧成， 烧成制度曲线见图1。

1.2.2 实验设计过程

本实验通过调整基础釉中矿物原料的含量从而达到控制基础釉中各氧化物的比例，通过观察试样的外观呈色从而探究氧化物对三氧化二铬呈色的影响。由于变量、因素过多，实验采用正交实验设计工艺配方，通过试样外观以及数据分析获悉铬绿结晶釉的呈色机理。实验设计过程如表3所示。

图1　烧成制度曲线Fig.1 Firing curve

2　结果与讨论

将烧成的试样根据GB/T 3532—2009标准来确定釉面的合格程度，结合结晶釉的外观，为每组实验样品划分一个合理的等级，便于正交试验直观分析，实验结果如表4所示。为了更准确地探究基釉中氧化物结晶釉的呈色影响，对表4中的实验结果进行进一步的直观分析，如表5所示。

表2　釉料配方 （wt.%）Tab.2　Glaze formula （wt.%）

表3　正交设计实验表 （g）Tab. 3 Orthogonal experiment table （g）

表4　实验结果分析Tab.4 The analysis of experimental results

表5　直观分析表 （g）Tab.5 Visual analysis table （g）

在光的照射下，由于物体对各种波长的色光的吸收程度不同而呈现出不同的颜色。当白光经过晶体时，铬离子内部的d轨道之间或f轨道之间发生跃迁，从而吸收相应的特定波长的色光，从而使整个晶体呈现出绿色［3］。在表5中，苏州土、长石、玻璃粉、氧化锌极差最大，结合正交实验相关知识可知，这些矿物原料对结晶釉呈色影响最大。对表4实验结果进行分析，结合表1，表3发现，在结晶釉外观呈现深绿色的基础釉配方中氧化铝与氧化铁的含量较高，在结晶釉外观呈现浅绿色的基础釉配方中氧化铝与氧化锌的含量较高，在结晶釉外观呈现淡绿色的氧化铁的含量较高。这是因为当基础釉料中氧化锌含量过高时，三氧化二铬会与氧化锌发生反应生成褐绿色ZnCr2O4。当釉料中氧化铝含量较高时，大量Al3+的掺杂使得铬离子内部轨道跃迁发生变化，从而吸收的光波发生变化使得结晶釉整体呈深绿色。当釉料中氧化铁的含量较高时，因为Fe3+可以使晶体色调偏黄色，对铬离子呈色产生影响，使得釉体外观颜色发生偏差。

3　结　论

（1）Cr3+离子由于内部发生跃迁，吸收特定波长的色光，在玻璃相中呈现以绿色为主的颜色。

（2）铬绿结晶釉中氧化物中氧化铁、氧化锌、氧化铝对铬离子影响力最大。

（3）适当控制釉料中苏州土、长石、玻璃粉、氧化锌的含量可以有效地保证釉体呈现翠绿色。

［1］ 陈全庆， 周宇松， 周少华. 南宋官窑青瓷器呈色机理的研究［J］.陶瓷学报， 1996（3）： 42-47.

［2］ 张旭东， 何文， 陈广. Co-Cr-Fe-Mn系黑釉呈色机理的研究［J］.佛山陶瓷， 1996（3）： 12-14.

［3］ 杨丽君. 氧化铬绿性状特征分析及量子化学研究［硕士论文］［D］. 重庆： 重庆大学， 2003（4）.

The Color Mechanism of Chromium Green Crystal Glaze

SONG Laizhen， SHAO Mingliang， KONG Xiangming， ZHANG Yiwen， HE Yilong， ZHANG Yingjun
（School of Material science and Engineering， Jinan University， Jinan 250022， Shandong， China）

In this paper， the effect of various oxides on the color of crystal glaze was mainly discussed. The results show that aluminum oxide， zinc oxide， and iron oxide have great infuence on the coloration of chromium ion. The color mechanism of chromium green crystal glaze is ionic coloring.

crystalline glaze； oxide； color mechanism

date：2016-06-18.Revised date： 2016-06-25.

TQ174.4+3

A

1006-2874（2016）04-0025-03

10.13958/j.cnki.ztcg.2016.04.005

2016-06-18。

2016-06-25。

通信联系人：邵明梁，男 ，副教授。

Correspondent author：SHAO Mingliang， male， Associate Professor.

E-mail：sml190@163.com