合成青花色料的研究初探

董方文

摘 要：本课题以MnO2，Fe2O3，Co2O3等化工原料采用固相合成法进行青花色料的合成制备试验。在青花色料的研制中，主要研究青花色料的配方组成，色料细度，混合程度对釉面效果的影响。在青花色料的研制中，采用正交试验法与单因素试验法针对配方组成对青花色料的影响。试验表明，颜料的细度为过325目筛为佳。该试验通過以MnO2，Fe2O3，Co2O3，Al2O3等化工原料在1300℃的还原气氛下烧成了发色较好的青花色料。

关键词：化工原料;青花色料

1前言

青花瓷是我国古陶瓷中最具有代表性的品种之一，传统青花瓷在不同的时代呈现出了不同的产品特点。元青花装饰画面形式丰富、气势磅礴，呈现出庄重而活泼的雅丽之风韵；明青花在元代基础上推陈出新，注重绘画性装饰，在艺术风格上表现出虚实相间的装饰面貌；清青花在装饰纹样方面吸取中国画的特色，减少了图案的装饰效果，追求生动自然，表现形象多概括夸张，常用刚劲细致的笔法勾线，再以多种深浅的色料予以分水。青花经历了元、明、清三个时代，从而形成了独特的艺术面貌，无论是御窑的青花瓷，还是民窑的青花瓷，都有自己的艺术特色，有着无与伦比的艺术成就，也确立了传统青花艺术雅致清丽、端庄典雅的文化品格。

但是由于传统青花料一向采用天然钴土矿作为青花料的着色剂，由于钴土矿来源不能适应青花瓷日益发展的要求，而且发色很不稳定，给青花瓷的生产带来困难，因此本课题拟采用各种化工原料进行人工合成青花料解决由于原料的不稳定带来的发色问题。

2试验所用原料

2.1色料所用原料

原料的组成与来源见表1。

2.2 试验用仪器设备：

试验所用仪器设备如表2所示。

3 试验方法与流程

3.1青花色料制备工艺

青花色料制备工艺[1]如图1。

3.2色料制备试验内容

3.2.1 初步确定色料配方

在高温条件下煅烧釉下颜料最稳定的不是着色的金属氧化物，而是它的硅酸盐，铝酸盐，硅铝酸盐等化合物，因此，采用了下列系统[2]：

（1）铁---锰---钴---硅系统

（2）铁---锰---钴---铝系统

青花料配方着色氧化物和其他原料组成的，参阅相关文献资料，拟定初始配方如下[3]：

方案一（1#）：

试验所用原料为：三氧化二钴、二氧化锰、三氧化二铁和氧化铝

方案二（2#）：

试验所用的原料为：三氧化二钴、二氧化锰、三氧化二铁和三氧化二铝

由结果可知，2#相对较好，因此将2#作为优化实验的基础配方。

3.2.2正交优化试验

调整Fe2O3（A因素），MnO2（B因素），Co2O3（C因素）的含量，采用4因素3水平的L9（34） 正交试验优化配方[4]，实验安排表如表6。

3.2.3 单因素试验

（1）Fe2O3组分单因素实验 。   Fe2O3组分单因素实验安排见表7。

（2）添加SiO2组分单因素实验。

为了降低色料合成温度，本组实验降低Al2O3的含量而引入部分SiO2，其实验安排见表8。

（3）研磨细度单因素实验如表9。

4 结果分析与讨论

（1）根据安排好的试验方案，按各号试验规定的试验条件进行试验，根据测得的数据，利用正交表分析试验的结果如下表10。

① 由表10可以直接看出最优的方案为A1B3C3，但是这并不一定是最优搭配。

② 用因素的水平作横坐标，综合值作为纵坐标，画出指标与因素关系如图2。

由图1可以看出：A因素对色料的影响为主要因素，B为次要因素，C基本不影响。图中的最佳配方为A1B3C1.考虑到A为影响色料的主要因素，因此继续对A减少含量进行分析，对B和C因素取B3和C1。

（2） Fe2O3在烧成过程中存在着下列平衡：2Fe2O3=4FeO+O2。由于Fe2O3受窑内气氛的影响较大[5]，因此Fe2O3对青花的发色影响至关重要，Fe2O3的含量选定为1mol。

（3）氧化铝加入陶瓷颜料中能显著地提高颜料对高温的稳定性。在试验中通过减少Al2O3的含量增加SiO2的含量以降低色料的合成温度，Al2O3的含量至少为6.8，否则青花色料将无法耐高温而熔化。

（4）在制备色料时，研磨细度对色料的发色影响较大，研磨细度过粗，色料发色不纯且发色效果不稳定。只有细度达到一定时，制出的色料才能达到较稳定的发色效果。研磨细度至少为325目筛时，青花色料发色才较好，因此研磨细度至少为325目筛为宜。

5 结论

（1）本次试验以MnO2，Fe2O3，Co2O3，Al2O3等为主要原料，采用固相合成法在1300℃的还原气氛下制备得到青花色料。

（2） 色料的细度为过325目筛，否则发色不理想。

参考文献

[1] 李家驹. 陶瓷工艺学[M].中国轻工业出版社，2001.

[2] 素木洋一. 釉及色料（上＼下册）[M].中国建筑工业出版社，1984.

[3] 俞康泰. 现代陶瓷色釉料与装饰技术手册[M].武汉理工大学出版社，2002.

[4] 成岳，夏光华.科学研究与工程试验设计方法[M].武汉理工出版，2004.

[5] 祝桂洪，周健儿.陶瓷釉配制基础[M].轻工业出版社，1989.