陶瓷器原料
正文
製造陶器與瓷器用的天然礦物或岩石。主要有粘土、石英、長石三大類。從工藝角度講，粘土是可塑性原料，石英是瘠性原料，長石是熔劑原料。將這些原料進行配方和製備，作陶瓷器成型的坯料和釉料。粘土 一般粘土質原料的總稱。主體化學成分是二氧化矽 (SiO2)、氧化鋁（Al2O3）和水。它包括高嶺土、瓷石、敘永土、膨潤土、葉蠟石以及一些含雜質較多的粘土頁岩、沉積粘土等。高嶺土等前 5種粘土質原料質地較純,其中純度較高的灼燒後呈白色,是瓷器和精陶器生產中廣泛使用的原料。後兩種粘土從新石器時代開始一直用於製造缸、盆等粗陶器。較純的粘土原料中，各含有一種主要的、具有一定化學組成和結晶結構的礦物，稱之為粘土礦物。例如高嶺土以高嶺石為主要粘土礦物，瓷石、敘永土、膨潤土、葉蠟石分別以伊利石、多水高嶺石、微晶高嶺石、葉蠟石為主要粘土礦物。儘管這些粘土各有不同的化學組成和各自的礦物類型，但它們有一些共同的特性，如粉碎後與水摻和能產生可塑性，成型的生坯在乾燥後有足夠的強度即結合性，燒成後能轉變成堅實的岩石般物質。這些重要性質成為陶瓷器成型和燒成的工藝基礎，也是遠古時代發明陶器和現代陶瓷器製造所依賴的基本特性。
高嶺土一般質地較純,結晶結構較完整,可塑性適中，是瓷器製造中最常用的原料。高嶺土首先在中國江西浮梁縣東鄉高嶺村發現,因此而得名,並為國際通用。中國蘇州的陽山土，捷克斯洛伐克的蔡特立茲(Zettlitz)高嶺土，英國的康瓦爾(Cornwall)瓷土等都屬於高嶺土類型。膨潤土顆粒較小,可塑性強,燒成收縮大。敘永土以具有管狀結晶結構的多水高嶺石為主，故含水率高，燒成收縮大。瓷石中除伊利石外，一般含石英等礦物，其特點是可以單獨燒成成瓷。但成瓷溫度偏低，如果溫度掌握不當，產品容易變形。景德鎮過去單一使用瓷石為原料製成坯料，自中國明代以來改為摻和高嶺土配成二元配方坯料，以提高產品質量與產量。
粘土除含有粘土礦物外，在自然界形成過程中還混有一定量的雜質。常見的雜質有鐵的氧化物或含鐵礦物，以及含鈣、鎂、鈦的礦物和長石與石英等風化後的殘留物。其中含鐵、鈦的礦物會使粘土在燒成後呈色，因此在坯料製備中須採用淘洗、電泳、磁性分離等處理措施，使粘土得到淨化而增加製品的白度。
石英 以SiO2為主要組分的天然礦物。在自然界中分布很廣。一般質地較純。石英存在的形式很多，陶瓷生產中使用的一般為脈石英或石英岩，其SiO2的含量都在97％以上。石英岩粉碎後與水摻和時不具有可塑性，因此利用它作為常溫下坯料可塑性的調整劑。石英在高溫中有適當的膨脹性，可以補償坯體的收縮，減少變形，提高坯體的機械強度。
長石 長石在1160℃高溫條件下分解熔融成粘稠的液態物質，可填充在坯體的空隙中以增進坯體的緻密度，提高透光度。這種作用稱為熔劑作用。長石的熔融物還能溶解石英及粘土類原料，促進莫來石的形成，使產品獲得較高的機械強度。瓷器生產中常用的長石為鉀長石。這種長石呈粉紅色或灰白色,結晶明晰,易於坼裂。中國遼寧海城、湖南平江、山西聞喜均有優質長石資源。挪威長石也很有名。偉晶花崗岩和霞石正長岩都是含長石的礦物。偉晶花崗岩中長石含量為60～70％，石英含量為25～30％;霞石正長岩中主要含長石,還含絹雲母、高嶺石和石英等。這兩種岩石均可代替長石作熔劑原料。
坯料配方 由於各地天然礦物岩石的成因不盡相同，組成與性質差異較大，因此有些地區在制瓷配方中採用單一原料，有的地區採用兩種或兩種以上的原料進行配方，以求物理和化學性質能符合生產各階段的要求。日用陶瓷器坯料的配方必須以天然礦物原料的性質為基礎。首先確定成陶或成瓷以及所採用的成型方法，再按坯料的化學成分、可塑性、結合性、乾燥收縮、燒結性、燒成收縮和製品性能等因素，綜合確定坯料配方。根據坯料不同配方，形成長石質瓷、絹雲母質瓷、骨瓷、滑石瓷、硬質精陶等幾種瓷質或陶質類型。
①長石質瓷。普遍使用的瓷質是以長石為助熔劑的“長石-石英-高嶺土”三組分坯料。配方幅度寬，工藝特性和製品性能容易調節得滿意。
②絹雲母質瓷。以絹雲母（瓷石中的主要成分）為熔劑的“絹雲母-石英-高嶺土”組分。這種配方在中國南方一些省如江西、湖南、福建等瓷區，尤其是景德鎮地區廣為採用。
③骨瓷。由磷酸鈣作熔劑的“磷酸鹽－高嶺土－石英－長石”組成的高級瓷質。瓷質白度高、透明度好，但質脆，燒成範圍窄。這種瓷源於英國，中國只在唐山等少數產區生產。
④滑石瓷。以滑石為主體的“滑石-粘土-長石”鎂質瓷。中國山東淄博首創利用天然滑石為主體的塊滑石瓷質製成高級日用瓷。
⑤硬質精陶。通常採用粘土、石英、長石為原料。精陶坯料中粘土量較多，加入適量石英，有時還加入長石或瓷石作熔劑。也有用葉蠟石取代部分粘土，如浙江溫州地區精陶是葉蠟石質配方。
釉料配方 以粘土、石英、長石為基本原料，要求純度高，而且在配比上需作較大調整，使其能在高溫中熔融成半流動體的玻璃態物質。在釉料配製中還經常選用一些化工原料，使釉料的性質滿足美觀與使用的要求。較常用的化工原料有鈣、鎂、鋅、鋇、硼的氧化物、碳酸鹽類。自然界較純的礦物，如方解石、白雲石、硼砂等也可以使用。
坯料製備 將應配合的陶瓷原料按照坯胎成型工藝的要求進行製備。陶瓷器成型主要採用可塑法和澆注法，因而坯料可分為可塑泥料和注漿料。製造陶瓷器的原料稱量配料後,經過濕球磨或濕輪碾、粉碎和混合後,用壓濾機脫水。用於可塑成型的泥料須經練泥或陳腐，減少其中所含空氣，以增加可塑性，使之具有較高的屈服值和較大延伸變形量而不致破裂。一般含水量為18～26％。用於注漿成型的漿料要求在含水量較低時有良好流動性、懸浮性和穩定性，通常加入合適的電解質，以增加顆粒的懸浮程度。一般含水量為30～35％。
參考書目
華南工學院、南京化工學院、武漢建築材料工業學院合編：《陶瓷工藝學》，建築工業出版社，北京，1981。
