還原焰燒成陶瓷制品泛黃的原因分析及解決途徑

      一、還原焰燒成時陶瓷制品泛黃的機理及其具體表現形成

　　1 還原焰燒成瓷器泛黃的機理

　　對于采用還原焰燒成的陶瓷產品而言，坯釉料中的鐵及其化合物的存在是導致瓷器泛黃的主要原因。例如，三氧化二鐵在低溫下呈相對穩定狀態，隨著其含量和分散度的不同其顏色可呈現出從黃色、紅色到棕色的變化。如果是在高溫氧化焰下燒成，即使坯釉料中只含有0.35%的三氧化二鐵，也足以使陶瓷制品呈現出一定程定的黃色調來；如果是在高溫還原焰下燒成，坯釉料中鐵及其化合物的含量和存在狀態的陶瓷制品呈色的影響將會更加明顯，在這種情況下高價態的鐵（F3+）絕大部分會被一氧化碳（CO）和氫氣（H2）等還原為呈藍綠色調的低價態氧化亞鐵（FeO），并在較低溫度下與二氧化硅作用生成易熔的淡青色低鐵硅酸鹽（即FeO·SiO2），促進陶瓷坯體在較低溫度下燒結，使陶瓷胎體呈現白里泛青的色調，從而可在一定程度上避免陶瓷制品中因Fe3+的存在而泛黃的傾向。

　　2 還原焰燒成瓷器泛黃的具體表現形式

　　在采用還原焰燒成過程中，瓷器泛黃的具體表現形式是多種多樣的，經地長期燒成實踐歸納總結出如下幾種類型：（1）經過還原燒成后陶瓷制品釉層和內層胎體均泛黃色調；（2）經過還原燒成后制品內層胎體泛黃色調，而表現釉層呈色正常；（3）經過還原燒成后制品釉層泛黃色調，而內層胎體呈色正常；（4）在還原燒成后的制品的底足及其周圍形成環狀正常顏色，而其它部位泛黃色調；（5）經過還原焰燒成后陶瓷制品底心及其周圍泛黃色調，而其它部位顏色正常；（6）燒成后陶瓷制品僅一半泛黃色調，而另一半色澤正常；（7）經過燒成后制品泛黃的部位不確定。

二、還原焰燒成陶瓷制品泛黃的原因分析及其具體解決措施

　　1 燒成后制品釉面和內層胎體均泛黃色調

　　這類泛黃缺陷是由于燒成過程中還原氣氛太弱或還原時間太短，不能夠確保坯釉中的鐵質得到充分還原?？刹扇〉木唧w措施為：（1）適當調節燃料與助燃風的配比，確保還原劑濃度達到還原燒成對氣氛的要求，以便坯釉中的鐵質能夠得到充分還原：（2）在保證陶瓷制品能夠得到充分氧化的前提下適當調整由氧化焰轉換為還原焰的時機，使坯釉獲得足夠的還原時間。

　　2 陶瓷制品內層胎體泛黃而釉層呈正常色調

　　在還原焰燒成中，引起這類泛黃缺陷的主要原因有如下兩種：（1）還原焰燒成時的還原氣氛太弱或還原時間太短；（2）釉面的始熔溫度太低。釉層在高溫燒成階段過早熔融并封閉內層胎體，即達到所謂“釉封”，導致還原成分難以穿過熔融釉層滲入到內層胎體，內胎中的高價態鐵不能得到充分還原，從而引起瓷器泛黃缺陷。

　　針對上述兩種原因可先后采取如下具體措施：首先，通過適當調整還原氣氛的強弱或通過調整氧化焰轉換為還原焰的時機，使泛黃缺陷得以克服。如果采取上述措施還難以奏效，則應當對釉料配方作適當調整。通過適當調整提高釉層的始熔溫度，以確保陶瓷內胎中的高價鐵（Fe3+）能夠在“釉封”前得到充分還原，從根本上解決內胎泛黃缺陷。

　　3 陶瓷制品釉層泛黃而內胎呈正常顏色

　　根據還原燒成理論，在燒成時隨著燒成溫度的逐步升高，釉層在高溫下熔融并封閉內胎后，被燒制品應當處在中性氣氛或微弱還原氣氛中，以確保鐵質持低價態。但是，如果釉層發生高溫熔融并達到“釉封”后，誤燒氧化焰，就會使釉層中原本在強還原價段所獲得的低價鐵（Fe2+）又重新氧化為高價鐵，使釉層泛黃色調，即發生“二次氧化”現象。而達到“釉封”的內胎未受到“二次氧化”作用，因此，呈正常顏色。

　　為了避免出現這類泛黃缺陷，在釉層?；⑦_到封閉之后應當準確控制窯內燒成氣氛或適度的弱還原氣氛，并在最高燒成溫度至750℃左右采取急冷工藝。通常，在弱還原氣氛中游離氧含量宜控制在1%以下，還原性成分控制在1~2.5%，如果此時還原氣氛太強反會引起釉面煙熏缺陷。

　　4 陶瓷制品底足及其周圍呈色正常而其它部位泛黃色調

　　這是由于釉層在氧化保溫階段就過早達到?；⒎忾]內層胎體，使大部分還原性成分難以穿過?；詫訚B透到內層，只有少量還原成分能夠通過無釉底足滲透到內胎，從而使制品底足及其周圍形成環狀“白里泛青”色調。而制品其它部位，如底心、口沿和腹部位均泛黃色調。

　　對于燒成中出現這類泛黃缺陷，首先應當對燒成制度作適當調整，即通過適當調整從強氧化焰轉化為強還原焰的時機，使內層胎體在“釉封”前就能夠得到充分還原。通常，在還原燒成時“入還”時機的選擇應根據還原氣氛強弱和陶瓷坯釉中鐵質的含量來確定，按照理論要求并結合還原焰燒成經驗，“入還”時機一般選擇在釉在始熔溫度前80~160℃[2]進行。此外，為了避免在還原焰燒成中引起煙熏缺陷，還應當確保釉層始熔后能及時將強還原焰轉換為弱還原焰。在采取上述措施仍未見效的情況下，還可以通過適當調整釉料配方使釉的始熔溫度得到提高。如果窯爐內上下溫差太大，也能夠使處在上火位的陶瓷制品提前達到“釉封”而不能較好地完成還原反應；與此相反，處在下火位的制品能夠在“釉封”前就完成還原反應而呈現正常顏色，因此，通過減小還原焰成窯爐內的上下溫差也可避免陶瓷制品產生泛黃缺陷。

　　5 還原燒成后陶瓷制品底心周圍泛黃色調

　　經過還原焰燒后，在陶瓷制品及其周圍所產生的泛黃缺陷有兩種具體表現形式：（1）雖然制品底心及其周圍泛黃色調，但該部位光澤良好，這種情況多見于上火位的陶瓷制品；（2）陶瓷制品底心不僅泛黃色調，而且該部位的光澤較差，此種情況多見于處在下火位的陶瓷制品。對于前者而言，之所以處在上火位的陶瓷制品底心部位泛黃而光澤良好，這是由于窯爐的上部溫度一般較高，內層胎體尚未得到充分還原釉層就熔融并達到“釉封”；對于后者而言，處在下火位制品底心泛黃是因為窯內還原氣氛偏弱或還原時間太短導致陶瓷制品還原不足，而制品底部光澤欠佳與窯爐內溫差較大、車面溫度較低有關。因此，在還原燒成操作過程中，應當保證窯車的車下壓力與車面壓力相適應，以防車下冷空氣過多逸入窯內，增大窯爐的上下溫差，甚至沖擊窯爐內的正常燒成氣氛。

　　6 燒成后陶瓷制品一半泛黃色調而另一半色澤正常

　　有時陶瓷制品經過還原焰燒成后地半泛黃而另一半色澤正常，而且制品泛黃部位常常出現在靠近窯爐燃燒室的一側，這是由于窯爐內存在較大的水平溫差，陶瓷制品靠近燃燒室的側面不僅會受到對流傳熱的作用，而且還會受到比另一側（即指陶瓷制品背離燃燒室的一側）強得多的輻射傳熱作用，使制品靠近燃燒室一側的溫度明顯偏高，并導致制品該側釉面熔融較早并達到“釉封”，使陶瓷制品因局部還原不足而泛黃色調，但是由于該側面?；^充分布而具備良好光澤；陶瓷制品處在背離燃燒室的側面能夠得到充分還原而呈正常色調。為了克服此類還原燒成缺陷，可適當調整裝窯窯度，并通過安裝等溫高速噴嘴加強窯內攪動氣幕，改善窯內對流傳熱，減小窯內水平溫差。

　　7 還原焰燒成后制品泛黃部位不確定

　　在還原焰燒過程中所產生的各類無規律性泛黃缺陷，其表現形式更多樣，致因更復雜，它既與陶瓷坯體施釉不均有關，又與白坯在儲放、裝窯不當或偶然性污染相關。例如在還原燒成后陶瓷制品底足泛黃缺陷，這是由于被燒制品與墊餅或棚板等支承物接觸部位受到了有色雜質的侵蝕作用。為了避免出現此類泛黃缺陷，首先應當保證耐火墊餅或棚板等支承物表面涂覆層的厚度以及涂覆層的均勻性，因此，通過加強陶瓷生產中各道工序的工藝制度管理，并保持各生產車間內良好環境衛生，以免陶瓷制品在入窯前或燒成中受到雜色污染。

　　由于還原焰燒成的復雜性和普通性，所以陶瓷制品泛黃是還原燒成的常見缺陷之一，而且制品泛黃的具體表現形式多種多樣，導致陶瓷制品泛黃的原因也較多。因此，為了解決還原焰成中的各類泛黃缺陷，首先應當根據產品科學家黃缺陷的表現形式，結合窯爐的結構和類型、裝窯方式、還原燒成理論、各工序的操作規程以及坯釉料配方等，有針對性地尋找產品泛黃的致因，并及時采取具體措施，以便獲得具有“白如玉”色調的高檔陶瓷產品。