
窑炉的温度控制与制品呈色探索调砂与原矿差异的自然之美
在龙窑的高温环境中,温度控制是一项极具技术挑战的过程。不同类型的陶器和各种大小的生坯都需要在特定的温度范围内烧制,而这要求与烧制临界点相差不能超过5℃,否则可能导致致密度不足或变形。在1000多度高温下精确控制温度差距,这完全依靠经验和专业知识。因此,一般来说,窑主必须是经验丰富的人才,可以准确指挥投柴人的工作,尤其是在后期二十多个小时的柴烧过程中,他们几乎寸步不离,以确保一切顺利进行。
在烧制过程中,通过投柴口观察窑炉内部颜色来确定投柴时间和数量。不同的温度对应着不同的颜色:500℃时为暗红色;700℃时为鲜红色;800℃时为橘黄色;1000℃时为浅灰白色;1300℃时呈白光泽;1600℃以上达到耀眼无色的透明状态。
木柴燃烧所需氧气量巨大,如果空气流通不畅或供氧不足,就会产生大量一氧化碳。而如果供氧充分,则燃烧后的木材还会释放游离氧。如果游离氧含量小于1%,一氧化碳含量在2%到4%之间,则形成还原性氛围;当游离氧含量介于1%至1.5%之间,为中性氛围;而若游离氧含量超过4%,即形成了强烈的氧化氛围,即使达到了8%至10%,也属于强烈的氧化氛围。
在这种强烈的oxidizing环境下,反应主要遵循SiO2—Al2O3—Fe2O3·FeO系相图进行。当温度低于1400°C时,不会生成液相,也不会形成低共熔物。但紫砂泥由于包含其他矿物成分,如二酸盐、石灰质、镁质等,因此实际上可以以较低温度(1150-1180°C)完成烧结。此外,与之比较的是红泥,其最终温度仅需110°C,但绿泥耐火性能更好。在这个条件下,每种矿物组成部分扩散速度有限,使得赤铁矿无法单独作为一种固态存在,从而使得制品呈现出深红色(低温)或者紫红色的(高温)。如果使用还原性气氛进行制作,那么反应将按照SiO2—Al2O3—FeO系相图进行,在110°C左右生成共熔体并引起液相发生,从而导致产品表面变黑,因为大量铁III酸盐被还原成了铁II酸盐,同时碳元素沉积且未能逸出,因而造成鼓泡并成为废品。