瓷石
堅硬或半堅硬的石質原料
瓷徠石(ChinaStone)是一種堅硬或半堅硬的石質原料,瓷石是岩石名稱,也是礦物原料。他是由長英岩、細晶岩、石英斑岩、次生石英岩等酸性淺成岩經熱液蝕變作用而成。由於瓷石本身含有構成瓷的全部成分,故被稱為瓷石,意思是製作瓷器的石頭。
瓷石是中國南方江西、湖南、廣東、福建各省盛產的一種獨特的制瓷原料。瓷石經過粉碎后也叫瓷土,是製作瓷器的最主要的原料,是一種由石英、絹雲母,並有包含長石,三氧化二鋁等的硅酸鹽岩石礦物。呈緻密塊狀,外觀為白色、純凈瓷石為淡綠色,無光澤,也無明顯紋理。
從廣義上說,瓷石可歸納為伊利石類的粘土礦物。其礦物實驗式為KNaO·3Al203·6Si02·2H20,(二水合硅酸鋁鉀鈉)主要礦物組成是石英(約40%-03%)、絹雲母(約16%—31%)、高嶺石(0-12%)和極少量長石及碳酸鹽。其化學成份為二氧化硅(Si02)(一般大於78%),三氧化二鋁(AL203)(一般不超過20%),氧化鉀(K20)和氧化鈉Na20)(約為3%-8%)、氧化鐵(Fe2O3)(在1%左右),此外還含氧化鈣(CaO)、氧化鎂(Mg203)等,因其含有構成瓷的基本組分,並且有適應制瓷工藝和燒成所需的性能,故單一瓷石可以成瓷。
A.按照俗稱可分為兩種類型:
高溫瓷石,又稱硬質瓷石。瓷石由石英、絹雲母和高嶺石等組成,其中含鹼金屬氧化物較低者,有較高的耐火度和良好的工藝性能而作為瓷胎的基本原料,富含長石由石英、水白雲母、伊利石等組成。可以單獨製成瓷器胚胎,是一元配方法制瓷的原材料。
低溫瓷石,又稱軟質瓷石。或釉石。其中含鹼金屬氧化物較高、耐火度較低者,主要用作釉料。下層瓷石的s三氧化二鋁含量為13%-15%,鉀、鈉氧化物含量一般為5%-7%不能單獨製成瓷器胚胎。只能加入高嶺土之後製成瓷器胚胎,是二元配方法的主要原料。但可以製成釉果。所以景德鎮稱之為低溫(軟質)瓷石,或者釉石。
B.按其礦床成因可分兩種類型:
風化熱液型瓷石礦床。(即低溫瓷石)。成礦母岩也為酸性淺色脈岩。產於構造活動帶部位,由於受岩漿期后氣化熱液作用,使鋁硅酸鹽礦物沿顆粒表面至內部發生程度不一的粘土化。該類礦床延深較大、如景德鎮柳家灣、寧村、貴溪上祝等瓷石礦。
早期開採使用的瓷石出露於地表,風化程度較好,鹼金屬氧化物(尤其是Na20)流失,Al203相對富集,瓷石中Al203含量較深層的高,Si02含量則較深層的要低。瓷石埋藏愈深,長石礦物絹雲母化程度愈低,Al203,含量減少,Si02含量增加,K20十Na20含量較高。
1970年,景德鎮市地質工作者對景德鎮一帶的瓷石礦床作了很多調查研究,將南河和小南河一帶的古瓷石礦床分為“蝕變”、“風化”兩種類型:蝕變型礦床上層瓷石裸露出地表或接近地表,其礦床可分兩個層位:
1.接近地表的上層,三氧化二鋁的含量一般高達18%-19%,鉀、鈉氧化物的總量一般低於3%。由於鋁氧含量較高,在1200~C左右燒成不易變形,故景德鎮稱它為“高溫(或硬質)瓷石”。
2.下層瓷石的鋁氧含量為15%-17%,鉀、鈉氧化物含量一般為4%-6%,莫氏硬度5.5度-6度,摻人高嶺土為理想的制胎原料。
註:風化型礦床的上層瓷石為半鬆散之岩石,其礦床亦分三層:
1.第一層為半鬆散之岩石,鋁氧以及鉀、鈉物質含量與蝕變型上層礦石相近。
2.第二層與蝕變型下層相近。
3.第三層的鋁氧僅13%—15%,鉀、鈉氧化物高達5%-7%,硬度為莫氏6度-7度,焙燒時易變形,景德鎮稱它為“低溫(軟質)瓷石。”
上述兩型礦床的上層瓷石異於下層,是因接近地表的上層處於風化殼內,在風化過程中鹼金屬氧化物(尤其是Na20)流失,鋁氧相應富集而造成的。
明代宋應星在1636年刊印的《天工開物》卷中《陶埏·白瓷》中記述景德鎮瓷器瓷胎製備工藝時說:“土出婺源、祁門兩山。一名高梁(嶺)山,出粳米土,其性堅硬;一名開化山,出糯米土,其性粢軟。兩土和合,瓷器方成。”
清·無名氏《南窯筆記·合泥》謂:“不子(不音:dun,景德鎮俗稱)性軟,高嶺性硬,用二種配合成泥。或不子七分、高嶺三分,或四、六分,各種搭配不同。……一切瓷器坯胎骨子俱用合泥做造”。
民徠國時期以及新中國成立后,景德鎮瓷器瓷胎原料一直仍採用瓷石一高嶺土二元系統配方,只不過其種類和產地更多。
1984年,輕工部景德鎮陶瓷科研所研製成微波爐耐熱炻器,坯料採用以高硅原料為主體,配合一定量的粘土和少量熔劑製成,示性礦物組成石英約40%,長石和雲母為15%左右,其餘為高嶺石等粘土。以後陸續出現高白釉的長石質瓷(其中Ah03佔27.84%),強化瓷等,其中坯胎原料則有所改變。
能完全取代氧化鋁或氫氧化鋁和長石粉,減少純鹼約3%,降低配合料成本5%左右。爐出料率增加工廠10%以上可使玻璃含鐵總量降低能30%以上
說明:只有高品質的瓷石才有以上對產品有利能力。