废瓷粉在梅子青裂纹釉的应用研究

董伟霞 ，Cho Woo Seok ，包启富 ，沈慧娟

(1.景德镇陶瓷大学，江西 景德镇 333403；2.Icheon Branch, Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology,Icheon-si, Kyeonggi-do 467-843, Republic of Korea)

0 引 言

中国瓷器主要分为青瓷、白瓷两大系统，其中以青绿釉色为主的青瓷生产历史最长，可追溯至迄今一千八百多年的东汉时期。在瓷器工艺领域中，青瓷胎体是瓷石质，釉质是石灰质，用还原气氛烧成，其独特的风格，独树一帜。古代生产青瓷的窑系主要有越窑、龙泉窑、官窑、哥窑和汝窑等，窑址遍布大江南北。

龙泉窑在中国陶瓷发展过程中占有独特的地位，它是中国瓷器全盛时期的代表，被誉为“青瓷之花”。龙泉青瓷历史悠久，兴于北宋、盛于南宋、在南宋时其哥窑即为中国陶瓷“五大名窑”中“官、哥、汝、定、钧”之一；其弟窑即“龙泉窑”更是中国陶瓷乃至世界陶瓷史上最大的青釉系统，其烧造时间之长，窑场之多，产品之丰富，可视为中国青瓷的集大成者。其哥窑釉梅子青釉和粉青釉创造了青釉历史上的高峰，影响至深。龙泉青瓷是我国先民勤劳智慧和社会文明的产物，它既是我国先民在材料科学、工艺科学、实用科学方面的科学产物，也是我国先民在社会文化发展中语言文明、艺术文明、物质文明的产物[1-2]。废瓷是陶瓷生产中经高温烧成后硬度较高，但存在缺陷而不能作为产品使用，与普通陶瓷组成相一致。但由于废瓷回收行业利润低，大部分废瓷被采取填埋、堆放方式处理，给环境造成了很大的污染，因此如何合理地利用废瓷而不影响其坯、釉料色泽等装饰性能，一直是目前陶瓷工作者研究的热点。

青瓷深受世界各国的青睐，为了更好地促进中韩青瓷文化交流，同时鉴于韩国利川地区有大量的日用废瓷堆放，其化学组成中含有较多的CaO与MgO，可再次重复使用。因此，本论文研究旨在保持梅子青瓷艺术特点的基础上，采用韩国当地的主要瓷土原料和中国现有工艺配方制备青瓷梅子青裂纹釉。引入废瓷粉改善青瓷釉的性能，提高釉面质量，拓宽废瓷粉在青瓷釉中的应用，利于保护环境，节约生产成本。

1 实验过程

1.1 样品制备过程

本次实验采用高岭土(EPK)、长石、方解石，石英等作为主要原料。废瓷粉是韩国利川地区青瓷废品经清洗、粉碎。其化学组成如表1所示。

坯体采用韩国青瓷坯体。将废瓷粉磨细过250目筛，与基础配方混合配制得到梅子青釉，梅子青制备工艺与传统釉料制备工艺相似[3-4]。具体工艺参数如下：球磨时间：24 h；料 : 球 : 水=1 : 2 : 0.65；施釉方式：浸釉时间 10 s； 烧成温度：1290 ℃；烧成气氛：还原气氛，在960 ℃转还原，烧成周期460 min, 保温时间60 min。

从图1可见，其青瓷坯体主要由石英晶相组成，并含有高岭石、长石混合相，这与中国传统青瓷的相组成相似。 当青瓷坯体在1290 ℃烧后，青瓷胎体主要由石英和莫来石晶相组成，由于莫来石晶相存在，可提高坯体的机械强度，并可防止在烧成过程中胎体出现开裂和大件产品的烧成变形。

其梅子青釉基础配方为(外加Cr2O30.2%)：

1.2 性能测试与表征

图1 韩国青瓷坯体及在1290 ℃烧后胎体的XRD图谱Fig.1 XRD patterns of the green and 1290 °C-fired bodysamples of Korean celadon ware

表1 原料化学组成Tab.1 The Chemica l composition of raw materials

表2 韩国青瓷坯体的化学组成Tab.2 The chemical composition of Korean celadon body

利用D/max-2500/PC型X射线衍射仪(XRD)测定该样品的晶相。采用JSM-6390型扫描电子显微镜对坯体和釉面进行了显微结构分析。采用YT--48A型白度对样品的呈色性能(L*, a*,b*)进行测试。利用UV/Vis/NIR型紫外可见光光度计测试釉面在可见光下的吸光度。样品的热膨胀系数采用Netzsch DIL402C型的晶体管状低温膨胀仪进行测试。

2 实验结果与分析

图2和表3是不同废瓷粉含量对釉面裂纹和色饱和度的影响。从图2可见，釉面微裂纹随着废瓷粉含量增加，釉面微裂纹逐渐变大。从表3中可以看出，随着废瓷粉含量增加，样品的明度值L*增加，a*减小，而b*却先增加后减小。结合图2和表3可知，当废瓷粉含量为3%时，釉面变得光滑，尽管釉面梅子青色调有所减弱，即明度值增加，但釉面仍呈现较佳的梅子青色调，并且釉面裂纹为网状细碎交错，玉质感较强。

图2 不同废瓷粉含量对釉面裂纹的影响Fig.2 Effects of the waste porcelain powder concentration on the crazing of the blue-green glaze

表3 不同废瓷粉含量样品的色度饱和值（L＊,a＊,b＊）Tab.3 L*a*b* values of the samples prepared at various waste porcelain powder concentrations

图3是不同废瓷粉含量所制备样品的紫外-可见吸光曲线图。从图3可见，在不加废瓷粉时，样品550-580 nm有强而宽的吸收，釉面吸收了蓝紫光反射出了绿光，从而使釉面呈现绿色调，呈现纯正的梅子青，但釉面有很多细小的针孔，为了解决釉面针孔提高釉的始熔温度点，实验结果表明，废瓷粉可以提高釉的始熔温度点，但引入废瓷粉后，发现釉样品的吸光度都随之减弱，吸收波长范围变窄。相对于其它废瓷粉含量所制备的样品釉面，在废瓷粉含量为3% 时，釉面在较窄的波长范围550-580 nm有较强的吸收，因此样品呈现出梅子青色调。随着废瓷粉含量继续增加，样品的吸收波长范围缩小，并且吸收强度减小，说明釉梅子青色调变淡，这与表3中的色饱和度变化相吻合。

图3 不同废瓷粉含量所制备样品的紫外-可见光吸收图谱Fig.3 UV-VIS optical spectra of the samples prepared atvarious waste porcelain powder

图4是不同废瓷粉含量所制备样品的的XRD图。从图中可见，不同含量废瓷粉所制备的釉样品中，其晶相主要由石英所组成，且随着废瓷粉含量增加，石英晶相的衍射峰强度减弱，这主要是由于废瓷粉含量增加， 由于废瓷粉已经经过高温烧成，化学反应已基本完成，由于具有较小的活化能，与其它物质反应较缓慢，相应地提高了釉的熔融温度，但由于废瓷粉中CaO与MgO含量高，可与釉中的Al2O3等物质形成二元、三元低共熔物，能够促使更多石英熔解于玻璃相中[5-6]。从而随着废瓷粉含量增加，石英晶相衍射峰强度减弱，表明石英晶相含量减小。由于石英晶相含量减小，说明釉中的石英晶相熔解，使釉的热膨胀系数减小；而且，由于废瓷粉的引入，釉中CaO与MgO含量略有提高，而K2O与Na2O含量则随之略有下降，降低了对釉网络结构的破坏作用，从而使釉面和坯体的热膨胀系数差值减小，釉所受到的热应力减弱，从而釉面微裂纹减小并变得稀疏(图2)。实验结果表明：由于废瓷粉含量3%所制备釉样品的热膨胀系数为6.82 ×10-6/ ℃ (20-600 ℃)大于胎体的热膨胀系数αbody=5.44 ×10-6/ ℃ (20-600 ℃)，从而釉面产生了较佳的网状细碎交错裂纹。

选取典型样品(废瓷粉含量为3%)进行了坯釉断面的SEM分析，如图5所示。从图5可见，坯釉没有明显的结合过渡层，但坯釉结合致密。釉层中有许多细小的气泡组成，并且也存在一些大气泡，具有不同折射率的气泡和釉中析出石英晶相(图4)对光造成漫反射和和散射，从而赋予了釉层玉质感光泽。

图4 不同废瓷粉含量所制备样品的的XRD图Fig.4 XRD patterns of the samples prepared at various waste porcelain powder concentrations

图5 典型样品的SEM图Fig.5 SEM image of the typical sample

3 结 论

采用韩国当地原料如高岭土、长石、方解石等制备梅子青裂纹釉。实验结果表明：通过添加废瓷粉可以改善釉面的针孔，且随着废瓷粉含量的增加，釉面的裂纹逐渐由稠密向稀疏直裂纹转化，釉面梅子青色调变淡，这主要是由于随着废瓷粉含量增加，石英晶相含量减小，釉的热膨胀系数减小，从而釉面微裂纹增加。当废瓷粉含量为3%时， 釉面呈现交叉网状的细碎裂纹，梅子青色调并呈现玉质感。XRD和SEM结果可知，釉中析出石英晶相，并且釉中有许多的小气泡和石英晶体存在，对光造成了漫反射和散射，因此釉面呈现玉质感。

参考文献：

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