
窑炉的温度控制与制品呈色紫砂壶大小尺寸示意图在自然之中绽放
在龙窑的高温环境中,温度控制是一项极富技术挑战的过程。不同类型的陶器和各种大小的原料,在烧制时所需的温度各不相同,但这种差异必须严格控制在±5℃之内,以避免致密度不足或变形的问题。在超过1000多摄氏度高温下,精确地把握不同区域之间仅有的几摄氏度差异,这一切都依赖于经验积累。因此,一般来说,烧窑的人必须是对这一行业有深厚了解的人,他们需要亲自指挥投入木柴的人员工作,尤其是在后期长达二十多小时的柴火过程中,他们几乎寸步不离,以确保每一步操作都能达到最佳效果。在烧制期间,通过观察投入柴火口处窑炉内部颜色变化来确定何时、何量进行下一次燃料添加。这一过程中的颜色与温度之间存在着明确的关联:500℃时呈暗红色;700℃时转为鲜红色;800℃则是橘色的;1000℃之后呈浅色;1300℃以上出现白色,而1600℃以上则是耀眼无色的透明状态。
在整个烧制过程中,木材燃烧所消耗的大量氧气如果供给不足,就会导致燃烧不完全,从而产生大量的一氧化碳。而当氧气供应充分后,不仅不会产生一氧化碳,还可能留存一定比例的游离氧。如果游离氧含量低于1%,并且一氧化碳含量介于2%至4%之间,那么窑炉内就形成了还原性质的环境;当游离氧含量在1%至1.5%范围内,则为中性环境;若游离氧含量超过4%,则进入到一种更加强烈的地氛——强还原环境。此外,如果达到8%至10%左右,则进一步增强了这个特性。
对于紫砂泥来说,由于其中包含了钙、镁、钾和钠等成分,因此实际上它可以在1400摄氏度以下完成其固化过程。紫泥通常要求经过1150至1180摄氏度(根据光学高温计测定)的加热处理,而三角测温锥显示出的温度范围为1200至1270摄氏度。在这样的条件下,对紫泥进行处理,使得其中各个矿物相扩散速度并不快,并且由于赤铁矿没有被视作一种独立相态存在,所以最终产品呈现出红褪或紫红色的颜色(取决于具体温度)。如果是在还原性的环境下进行,这些反应将遵循SiO2—Al2O3—FeO系相图规律,在1100摄氏度附近形成共熔物并产生液体阶段。当此时间段内Fe2O3发生大量还原生成FeO后,其颜色从最初紫红渐变成黑暗,此外,由于表面的酸蚀作用以及未能逸出的分解气体沉积而造成鼓泡,最终导致产品成为废品。