成形工艺和窑炉技术的发展-北大未名BBS课件

第三章成形工艺和窑炉技术的发展一、坯体成型工艺二、坯釉烧成过程中受热行为三、窑炉技术第三章成形工艺和窑炉技术的发展三我国古代窑炉技术的发展陶瓷烧成技术：借助窑炉、窑具和燃料加热陶瓷生坯，在受热过程中物料本身经过物理化学反应达到各种程度的致密化烧结的技术。窑炉结构和窑具种类以及装烧方法是影响成品质量最关键因素之一。三大要素：土、水、火。三我国古代窑炉技术的发展陶瓷烧成技术：借助窑炉、窑具和燃料窑炉的关键指标1烧成温度：又称“火候”。烧成陶瓷制品所需的温度。依据质地不同而有所差别。陶器700-1000℃瓷器南方：1100-1350℃北方：1200-1380℃窑炉的关键指标1烧成温度：又称“火候”。烧成陶瓷制品所需的烧成温度对陶瓷器的影响“正烧”：陶瓷在焙烧时，器物不变形而且胎体充分烧结，釉层玻璃化完全。“过烧”：陶瓷在焙烧时，因温度过高而变形。“生烧”：陶瓷在焙烧是，温度偏低而胎体未能完全烧结，釉没有玻璃化。烧成温度对陶瓷器的影响“正烧”：陶瓷在焙烧时，器物不变形而且2烧成气氛焙烧陶瓷器时的火焰性质。分为氧化焰、还原焰和（中性焰）。氧化焰：燃料充分燃烧，氧气充足情况下，燃烧主要产生二氧化碳气体，此时氧气过剩。此种环境称为氧化气氛。还原焰：燃料在缺氧情况下燃烧产生的火焰，燃烧主要产生大量的一氧化碳气体和碳素等。此种环境称为还原气氛。中性焰：充分燃烧但无氧气过剩，理想状态。2烧成气氛焙烧陶瓷器时的火焰性质。分为氧化焰、还原焰和（中烧成气氛对陶瓷的影响烧成气氛色泽胎色釉色烧成温度烧成气氛对陶瓷的影响烧成气氛色泽胎色釉色烧成温度气氛对陶瓷色泽影响主要原理：Fe2+离子在不同气氛下含量的多少。氧化气氛下，Fe主要以Fe3+的形式存在，陶器胎呈现黄红褐等色，瓷器的釉色偏黄。还原气氛下，CO、C等含量高，更多的Fe3+被还原为Fe2+，陶器的胎色变浅发青（灰陶），瓷器的釉色发青。黑陶的形成原因，燃烧不充分产生大量的烟尘（碳素），渗碳作用。气氛对陶瓷色泽影响主要原理：Fe2+离子在不同气氛下含量的多气氛对烧成温度的影响坯体在还原气氛下烧结温度比氧化气氛下下降，下降幅度随坯体中铁含量的高低而变化，铁含量越高，下降幅度越大。李家治、周仁先生1959年进行了气氛对瓷坯加热性状影响的试验。见周仁等：《中国古陶瓷研究论文集》，1982.12，轻工业出版社。气氛对烧成温度的影响坯体在还原气氛下烧结温度比氧化气氛下下降试验结果试验结果理论解释还原气氛下，更多三价铁离子（Fe2O3）被还原为二价（FeO），FeO为强助熔剂，易和SiO2反应形成FeSiO3（低熔点玻璃），在较低温度下产生液相，促进胎体致密烧结。还原气氛下，瓷器更易烧结，成瓷温度更低。理论解释还原气氛下，更多三价铁离子（Fe2O3）被还原为二价窑炉的基本要求温度达到胎体烧结、釉层玻化。可以控制烧成气氛。窑炉的基本要求温度达到胎体烧结、釉层玻化。窑炉技术的发展过程露天堆烧穴窑馒头窑龙窑阶级窑蛋形窑窑炉技术的发展过程露天堆烧穴窑馒头窑龙窑阶级窑蛋形窑一露天堆烧使用燃料直接加热器物，不存在封闭的空间。没有任何保温措施，温度无法达到粘土烧结。升、降温阶段通常没有保护措施，升温、冷却速度太快，陶器易开裂。最早期的陶器往往多羼和料的原因之一。坯体预热的原因之一。一露天堆烧使用燃料直接加热器物，不存在封闭的空间。我国早期露天烧制的陶器根据学者研究，目前已知的最早的新石器早期陶器都为露天堆烧。判断根据：大量的羼和料的使用，羼和料种类包括各种粗砂粒、蚌壳等大量的瘠性原料。目前发现的以圜底器为主，适合露天放置。器表常常出现黑色烟熏痕迹。胎体显微结构中没有玻璃相。玉蟾岩陶器我国早期露天烧制的陶器根据学者研究，目前已知的最早的新石器早露天堆烧技术的特点烧成速度快。经济，无需建窑，随制随烧。操作简便。傣族、佤族、黎族等南方少数民族至今仍在使用。最高温度可以达到900℃，但持续时间通常仅仅为一个小时。露天堆烧技术的特点烧成速度快。傣族露天堆烧方式的加热过程曲线傣族露天堆烧方式的加热过程曲线海南黎族露天堆烧过程选择一块较平坦的空地，备一牛车干柴，横竖间隔摆放成约8层、长宽约160厘米、高度约30厘米的柴堆。将陶坯倒扣在柴堆上，大小不等可随意摆放20件左右。为使烧陶过程顺利，在烧制之前，按照黎族传统方式，人们虔诚地围绕柴堆载歌载舞，让神灵保佑制陶。用火种点燃稻草与木柴，燃烧整个柴堆，片刻熊熊烈火开始往上蹿……温度可逐渐达到700℃左右。当摆放陶坯的柴堆烧到三分之二，木柴渐渐烧成炭，妇女们便将一堆堆干稻草扔向正燃烧的陶器之上加助火力，稻草烧尽后在陶器上形成厚厚的火灰，此时火渐渐由表人里，持续着小火状态。经过两个小时左右的烧制后，即用一根长木棍从火堆里慢慢地挑出烧好的陶器。为了增加陶器的坚硬度，黎族妇女立刻就用捣烂后的植物树皮“塞柴涯”(黎语)，取其汁液与植物“柴构仁”放在一起浸泡后，用树叶淋在刚出火的陶器上，经过粹火后的陶器即刻变声，使之起到加固作用。陶器遂制作完成。选自：金宝良《有多少记忆可以重现——探访海南黎族原始制陶术》，中国陶瓷，2007，12.海南黎族露天堆烧过程选择一块较平坦的空地，备一牛车干柴，横竖二穴窑（升焰窑）陶瓷工艺技术的一大突破。陶窑的出现：大大减少了热量的损失。燃料燃烧时窑内火力集中，温度易于升高。温度可以达到1000℃甚至以上，坯体往往接近烧结态，质量较高。穴窑的种类：

横穴窑竖穴窑穴窑都为升焰窑（updraftkiln)二穴窑（升焰窑）陶瓷工艺技术的一大突破。穴窑的特点就地挖穴。窑室高于火塘。早期窑室较小，直径1米左右。火焰经过火道、火孔到达窑室，属于升焰窑。窑顶开放，排烟和余热。由于窑顶开放，大量的热量散失，无法达到烧瓷温度。热传递通道常为烧成器物所代替，无法使得热量均匀传递，造成过烧或生烧。无法控制进窑空气，只能烧氧化气氛。穴窑的特点就地挖穴。穴窑的分类窑室和火膛的相对位置，分为两类。横穴窑竖穴窑穴窑的分类窑室和火膛的相对位置，分为两类。横穴窑竖穴窑裴李岗陶窑：窑室和火道位于一个平面（是否属于穴窑？）裴李岗陶窑：窑室和火道位于一个平面（是否属于穴窑？）半坡陶窑半坡陶窑对比对比成形工艺和窑炉技术的发展-北大未名BBS课件龙山文化时期陶窑技术的进步竖穴窑的普遍使用。火焰升力更大。火膛（燃烧室）较深，一次燃烧空气充足。窑室面积加大。火膛距离窑室较近。增加了火道数量，火孔分布均匀。窑壁向内收缩，保持窑内温度均匀，减少窑内温差。龙山文化时期陶窑技术的进步竖穴窑的普遍使用。火焰升力更大。成形工艺和窑炉技术的发展-北大未名BBS课件龙山文化晚期陶窑的设计为馒头窑、倒焰窑的设计奠定了基础。龙山文化晚期陶窑的设计为馒头窑、倒焰窑的设计奠定了基础。三馒头窑馒头窑：形如馒头而得名，系古代北方各地烧陶瓷所用的主要窑型。由火膛、窑室、烟囱三部分组成。火焰的行进方式为先升至窑顶，然后倒向后半部分的窑床，最后经窑后壁的排烟口由烟囱排出。因此火焰属于半倒焰式。三馒头窑馒头窑：形如馒头而得名，系古代北方各地烧陶瓷所用的馒头窑的出现：商周时期窑炉技术的进步窑炉直径继续增大，底部直径达1.4米以上。窑壁靠上向内收缩弧度增大。已能初步控制进窑空气量。此时基本以生产还原气氛的灰、黑陶为主。烟道的出现，气氛控制更容易。烟囱的发明。馒头窑的出现：商周时期窑炉技术的进步窑炉直径继续增大，底部直烟囱的发明目前已知最早的烟囱，为西安沣西张家坡窑。窑上留有残高0.9m的一截。烟囱的出现是窑炉结构技术的重大创举。烟囱的出现使得以下各个环节都得到良好的改善。燃料的燃烧情况空气的调节火焰流动的速度窑室内温度火焰性质烟囱的发明目前已知最早的烟囱，为西安沣西张家坡窑。窑上留有残馒头窑的特点建造方便保温性能好，窑炉温度可以达到1300℃以上。可烧还原焰。烧成时间长，燃料消耗大，窑室温度分布不均，生烧率高。馒头窑的特点建