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    柴烧、电烧、气烧:陶瓷烧成攻略全解析

    时间:2023-12-08 17:08:52    点击量:4065
    1.温度原理
           陶瓷烧成能使坯体稳定耐久。古时,人们在地上用细枝和其他可燃材料烧成陶瓷。在一些地方,人们会在一堆陶瓷上盖上泥土用来隔热。在中国西安出土的兵马俑,考古学家猜测它们是平躺在坑里篝火烧成,也有可能在塑像上堆了一些手工制成的砖块隔热,等到烧成结束再移除砖块。印第安人会用木头或牛、羊、松鼠、鹿的粪便等有机材料,在开放的篝火中同时烧成一个或多个罐子。所谓篝火,须达到红热温度,即700℃,这是黏土在化学属性上变得坚硬、持久的最低温度。世界各地常见的地表黏土在低温条件下比其他各种黏土都更密实,在部落民族中广泛使用。古代,大部分地区的人们会在洞穴、地面土坑以及底部烧火,在顶部有盖的砖砌圆柱里烧成陶瓷。在印度和尼泊尔,许多“窑”由砖块堆叠而成,在烧成罐子时,人们会交替放入细枝、灌木等可燃材料,然后再覆盖一层隔热的黏土以及更多的灌木,有助于点燃大火,加速燃烧,可持续重烧数日。令人惊讶的是,如今这些烧成方法在许多地方依旧很普遍。许多当代陶艺家也热衷使用这些原始技巧进行试验,以探索与众不同的效果。特别需要指出的是,烧成温度至少达到红热温度,黏土才能持久耐用。任何可以燃烧的材料都能作为燃料,但是黏土需要的温度要大大高于烘箱温度。毕竟我们可不是在烘烤,也建议你不要使用这个词语,而把这个过程叫作“烧成”。在那些树木茂盛或者施行可持续种植计划的国家,最好使用不同种类的木柴来烧成陶瓷。你可以通过工程图表获取不同木头、粪便、石油燃料和电力的BTU(British Thermal Unit,英国热力单位)等级。其中,红热温度是明火烧成的木头与粪便能达到的最高温度。若含有汽油、石油、煤油和煤炭等石油燃料以及电力,则可以达到更高的温度。有时,人们会使用石油在地面土坑内烧成,这在中东地区尤为普遍。如今,许多地方都会使用这一燃料进行窑烧。
    2.窑
          中国最早发明了窑,并围绕陶瓷棺木建造密闭空间,使其达到一定温度,在里面发生反应,折射,并进一步达到更高温度。从而能够在足够高的温度下把黏土烧成精细的瓷器。没有窑或封闭空间的发明,就不能保温,也就无法制作瓷器。窑的设计构造十分古老,但至今几乎未做改变。窑的种类繁多,有“穴窑”这样的单室山窑;“登窑”这样的多室山窑;顶部或侧面有门,底部或陶瓷周围可以火烧的盒子形状、圆形构造的梭式窑;陶瓷拥有烧成和冷却曲线的隧道窑;可以传送、运载坯体的辊道窑等。烧嘴在燃烧室底部、顶部为出气孔、以石油为燃料的顺焰窑,而烧嘴位于两边、底部为烟道孔的则是倒焰窑。可以根据烟道的开合来控制环境与温度。如今,陶工们使用的大部分窑都以天然气、丙烷或石油为燃料。有些窑也用电,但是它不能像石油燃料一样,提供不同环境的可能性。用木柴烧成也颇受欢迎,充满独特乐趣,大家必须齐心协力,连续几日几夜把窑烧成至最高温度。燃料种类以及窑的设计构造使得烧成本身变得截然不同。烧成一些特殊釉料时也更易受到影响。石油和煤炭的杂质比汽油和丙烷多。电力则只能提供中性气氛,既非氧化,也非还原,因此无法烧成某些金属氧化物的釉料着色剂。一些陶工会建造数个不同类型的窑,探索不同效果。
    1)燃气窑
          许多地方无法获取天然气,取而代之的是丙烷或罐装液化气。燃气干净、好控制、易快速燃烧。需要注意的第一项规则就是永远在门、盖开启的状态下,点燃燃气窑,且无时无刻保持风门畅通。不要让火熄灭,若熄灭,再次开窑,重新点燃烧嘴。燃气能完全控制窑的气氛,或完全氧化,或介于中性气氛,或部分还原。
    2)电窑
          比起柴窑或油窑,电窑会相对简单一些。世界各地都生产电窑,你还可以购买到开关窑炉的其他配件、用来开大火势的装置或是能够恒温的自动调温器。目前有适用于家用电流的小型电窑,体积越大,需要的电压就越大。电窑有的顶部带盖,有的侧边装门,几乎各种大小都有。其中,最简单、最便宜的电窑由轻质耐火砖或陶瓷纤维制成,圆形设计,配有卡环,不仅易于运作,还会适时提醒升温。方形或矩形的电窑价格更昂贵,配以铰链或闸门。如今,电窑上亦可装置通风孔,这样更利于烧成金与光泽彩。
    3.烧成原理
    1)坯体在干燥和和烧成的初始阶会产生缩水现象。随着烧成的温度逐渐升高,它会变得更密实。最终当温度过高时,坯体弯曲、熔化。
    2)装窑的容量决定了烧成和冷却的速度,东西越多,烧成和冷却的时间就越久。
    3)陶瓷在窑室里是否均匀分布,将会影响到窑炉中温度的气氛与反应。大多数陶工需经历各种失败,才会逐渐明白合理装窑的重要性。
    4)烧成陶瓷的温度来自于窑壁上的热辐射以及其他周围的罐子。
    5)你需要一开始就正确制陶,这样在烧成时才能容许一定的质量与缩水变化。不同的坯体,变化也会有所不同。
    6)窑炉可以快速燃烧至875℃,并持续一两个小时,再慢慢升温几个小时到最高温度,最后花半小时至一小时升高100℃,进一步优化釉面。根据陶瓷的大小,整个烧成过程需要5个小时甚至更久。烧窑充满许多变数,只有反复尝试与实践,才能掌握正确的操控温度。窑炉可以迅速从黄白温度降到红热温度,然后再慢慢冷却。烧窑要多长时间,冷窑就要多长时间,甚至更久。待窑炉冷却后再开窑。只有当高温计达208℃,或者你能触摸陶罐时,才能开窑。若空气较冷,则需要等到100℃。
    4.温度指示仪
          随着温度升高,温度的颜色会发生变化。多数人都熟悉篝火的橙色火焰,这表明已达到了最高温度,约700℃左右。当超过这一温度时,颜色会先变成樱桃红,再变成更浅一些的红色,最后达到1260℃时,封闭式窑上的温度指示器的颜色几乎变成白色,“白热化”一词便由此而来。在最早制作炻器和瓷器的中国、日本,“观火”,即根据火的颜色变化测量相应的温度。这曾是一份特殊职业,一旦需要烧窑时,陶工们就会雇用观火者。大约100年以前,德国的塞格尔和美国的奥顿,几乎同时发明一个温度测量系统,该系统建立在特定温度下特定坯料所软化的程度。两个人都采用圆锥形和窄三角形的黏土与釉料的混合物来表示温度刻度。现如今测温锥已工业化生产,根据奥顿和塞格尔的测量标准所示的熔化温度对照编号。1095℃是平均温度,也是铸铁的熔点。C/1和C/01为两端的平均温度。因此,高于1095℃,测温锥的编号前面没有0,而低于1095℃,测温锥的编号都有0。低于1095℃,编号从01到022,温度逐渐降低。高于1095℃,编号递增排序。因此,022比010冷,010比1 冷,1比10冷。 由于窑中的每一个测温锥所采用的材料与陶瓷和釉料类似,因此最适合用来测量烧成时的陶瓷温度。每次烧成时确保至少有一只测温锥始终使用,并再放入一个新的测温锥。通常,陶工会使用三个测温锥,一个较低、一个较高、一个中等,分别表示理想的烧成温度,用来警示及检测有无过度烧成。把测温锥置于少量的熟黏土中,并合理放置在窑中窥视孔的对面,利于我们时时观察。当测温锥弯曲至三点钟方向,表明已达到适合的温度。测温锥不能相互触碰,必须分开排列,这样它们能够挨个自由倒下,直到最后烧成结束后全部弯曲软化。测温锥之间大约有18℃的温度之差,每次正常烧成一圈时,约有20分钟的烧成时间差,以此合理安排夜间检视的时间。若要在烧成期间的特定时间控制气氛,就在窑中放入各种温度的测温锥。若窑炉自带机械式热电偶和高温计,时刻观察窑中的测温锥。为了更好地烧成,每一个陶工都应配备并使用这些工具。专为观窑人准备的小型测温锥经常用来关闭电窑,这与窑内放置的常规大小的测温锥井不一样,不能取而代之。
    5.氧化和还原气氛
          氧化气氛是因氧的精确比值而完全燃烧燃料所导致的结果。在氧化气氛下,黏土和釉料的所有分子能够吸收尽可能多的氧化量,才能发生化学反应。一些陶工也称为“完全燃烧”。简单来说,在一个有机燃料的烧成中,意味着是蓝色火焰而不是橙色火焰。任何一种用于陶瓷着色剂上的金属和稀土氧化物在烧成后都会呈现出氧化色调,氧化温度不同,效果也会有所不同。还原气氛是指导氧气含量在气氛中不断减少。减少氧气的方法如下:加入更多燃料来增加碳比;减少空气供应,也就是字面意义上所说的灭火。中国最有名的还原焰为铜红釉、铁青瓷和天目釉。釉料中少量的氧化铜在氧化焰烧时通常会变成草绿色或绿松石色,在还原焰烧时则会变成牛血红。如果铜红釉变成白色,它就是在中性气氛中烧成。釉料中少量的氧化铁在氧化焰烧时通常会变为琥珀色,在还原焰烧时则会变成翠绿色,这种颜色就称为青瓷色。釉料中大量的铁会形成著名的天目釉的棕黑色,这在唐宋时期的炻器与瓷器作品中尤为常见。其他大多数上色氧化物并不会因为气氛的变化受到影响。电窑能烧成中性气氛,若空气不流通,不会形成完全的氧化气氛。陶工必须加入还原剂,或者在釉料中加入碳化硅才能实现还原气氛。
    6.装窑与烧窑
    1)素烧
          所谓素烧,指未施釉的坯体,烧成温度高低皆可。素烧时,可以将陶瓷堆放在一起,互相接触,朝向一侧或是倒置过来。素烧需要6-8个小时,全程需十分小心,以防因物理和化学反应相结合的水分蒸发而发生爆炸。烧成结束后,并窑后,原封不动地静置,让它慢慢冷却,所需时间至少与烧成时间相当,通常为24小时。
    2)釉烧
         装窑施釉陶时,坯体之间需相隔约0.3米摆放。烧成时,釉料会像开水一样起气泡,并能与临近的陶坯、窑壁或窑具相黏合。大小不一的作品可以随意摆放,但必须均匀合理。窑中均匀的摆放能够形成均匀的热量分布。釉烧与素烧相反,刚开始烧成时十分快速,随着温度逐渐升高,烧成速度越来越慢。无论烧成的温度是多少,任何釉烧的最后60℃都需要一个小时来变纯熟、软化。大多数炻器或瓷器的釉烧需要持续8-10个小时。
    7.其他烧成方法
    1)坑烧
         坑烧有许多说法,它可以是地面上一个实实在在的凹坑、一个由砖块堆砌成的凹坑、一个金属垃圾桶、一个纸黏土制成的凹坑、一个沙坑或是一个匣钵。坑烧通常与蔬菜垃圾、树枝、灌木、稻草、纸张、面条或木屑等易燃材料混合,其间这些材料会烧尽、熄灭。你也可以加入更多燃料,获得更多热量,延长烧成时间,不然几个小时之内烧成便会结束。在未烧成的作品或素烧坯中加入低温釉或熔块进行着色,也可以在混合物中撒入化学物质。例如,硝酸银能烧成银色光泽彩、碳酸氢钾能烧成黄釉、重铬酸钾能烧成黄绿釉、碱式硝酸铋能烧成金鱼釉。
    2)乐烧
          乐烧是一种十分特别的工艺,它融入了许多日本民间传说,由16世纪的禅僧发明,并通过“乐”氏家族的制作而名声大噪。理论上是从980℃的高温中拉出一个烧釉的坯体,再对其进行熏烧,裂纹中形成黑色的线条会因温度剧增而呈现在釉面上。有的用冷水熄火;有的把滚烫的作品放入叶子、稻草等易燃材料中再次烧成;有的会在烧成的作品中加入盐、金属着色氧化物的化学盐,以此形成熏烧后的光泽表面;有些会闷烧混有易燃物的滚烫的、未施釉作品,直至火势完全熄灭,以此把作品变黑。乐烧只是一种装饰性工艺,因烧成的温度过低,疏松的坯体中易于携带细菌,因此制作的器物不能用来盛放热水,也不能储存食物。乐烧的随意使得烧成过程充满试验性和趣味性,或许这也是乐烧名字的由来。
    3)盐烧
          在烧制过程中加入盐能够改变黏土表面,在未施釉陶上形成一个有凹坑的清釉面。当达到坯体纯熟的温度时,加入些许岩盐,能够形成橘皮的光泽肌理,还能呈现出黏土的颜色或底釉。
    4)碱烧
          在盐烧中,用碳酸氢钠或纯碱代表常规的岩盐。能够增强着色剂和氧化物的颜色。碱烧和盐烧类似,可以在任意温度加入纯碱,未必是坯体的纯熟温度,能着重增强底釉和黏土的颜色,但又不会导致大量如盐烧般凹坑的釉面。
    5)柴烧
          可以纯粹使用木柴进行素烧和釉烧。木柴和木灰能够持续数日数夜地熏烧,因此,用木柴烧成已成为着色以及局部施釉的主要方式。烧成时所产生的草木灰能够作为釉料助熔剂使用,与矿物长石相似,但能达到截然不同的效果。许多陶艺家的作品美学也倾向于木柴烧。