隋唐邢窑白瓷化学组成及工艺研究

知识类型: 析出资源
查看原文
内容出处: 《邢窑遗址研究》 图书
唯一号: 030720020220002417
颗粒名称: 隋唐邢窑白瓷化学组成及工艺研究
分类号: K876.3
页数: 14
页码: 309-322
摘要: 本文轮描述了隋唐邢窑白瓷化学组成及工艺研究。
关键词: 邢窑 白瓷 工艺研究

内容

邢窑是我国最早的著名白瓷产地之一,我们通过对临城、内丘窑址所发掘的隋、唐白瓷的化学组成、显微结构、烧成温度和制造工艺的研究,指出了邢窑白瓷与其他南、北窑址的白瓷的异同,为恢复邢窑烧造提供有关的科学数据。
  一、前言
  邢窑始于隋、唐而衰于元,是我国最早的著名白瓷产地之一。它的出现虽较青瓷为晚,但却改变了青瓷一统天下的局面,而与唐代越窑齐名。素有“惟邢窑类银如雪,越窑青翠如玉”的美誉,形成了南青北白互相争艳的两大体系。对我国陶瓷的发展产生了巨大深远的影响。
  “内丘白瓷瓯,端溪紫石砚,天下无贵贱通用之”,说明邢窑白瓷质量之高,产量之多和流通之广,但长期来考古界却一直没有发现烧造邢窑白瓷的窑址。直至1980年至1982年,邢窑窑址首先在临城境内发现,1984年至1986年邢窑窑址又陆续在内丘境内发现,并发掘了一批唐代风格玉璧、平底细白瓷等残品。这一发现不仅使中外学者关注的邢窑窑址之谜得以全部揭晓,而且也为许多不知产地的传世精细白瓷找到了归宿,同时也为研究这一历史名瓷的物理化学基础和工艺提供可贵的实物标本。
  为了准备“全国邢台历史经济学术研讨会”的召开,河北师大杨文山先生为我们提供了唐朝各时期的内丘白瓷标本十一件,结合过去李家治、张志刚[1]以及陈尧成、张福康[2]等[3]曾研究过的临城、内丘邢窑白瓷数据(包括隋朝邢窑白瓷),对其化学组成、显微结构及工艺基础,进行了深入的讨论和研究,以期能较全面地总结邢窑名瓷的科学技术,并为恢复邢瓷烧造提供有关的科学数据。
  二、胎、釉的化学组成
  这次所收集的邢窑唐代各时期白瓷标本,分别为碗、瓶、钵、罐、研磨器、盆、执壶、粉盒等器形,其年代、外貌、出土地点和器物残片特征见表一,我们选择了其中代表性标本,初唐(NTB-1、NTB-2)、盛唐(NTB-3、NTB-8)、晚唐(NTB-9、NTB-11)各二片,采用了传统化学分析和电感耦合等离子发射光谱法进行胎、釉化学组成分析,其结果列于表二、表三。将其计算算成Seger胎式和釉式,并将其组成点和其他地区的白瓷胎、釉式[4][5]的组成点标在图三、图四,以供分析比较。
  (一)邢窑白瓷瓷胎在化学组成上的特点
  (1)邢窑瓷胎的高A12O3和低SiO:特点。邢窑胎中A1203含量在25%~35%之间,SiO2在60%~69%之间,与定窑、巩县瓷胎的组成相似,故在图二中分布于高A12O3低SiO2区域中,而南方景德镇、德化瓷胎的化学组成分布于高SiO2低A12O3区域范围内(图一),同时我们从图二中可见,随着时代的进展,景德镇瓷胎中Al2O3含量亦逐渐增加,以改进瓷器的质量[6],到明、清后瓷胎的组成已逐渐向高A12O3区域靠近,说明在瓷胎配方中已逐渐增加高岭土的用量,而这在邢窑白瓷配方中,早在隋、唐时期即已实现了。
  表四中祁村黏土原料中含A12O3在40%~44%之间,高于瓷胎中含量,匣钵的化学组成除了Fe2O3、K2O偏高外,其化学组成均与胎的化学组成相似,因此,邢窑白瓷胎配方可能不是采用单一黏土,而是采用两种以上原料配合而成。这说明了当时窑工们为了改善胎的白度和适应窑炉温度而改进了配方工艺。
  (2)R2O(K2O+Na2O)含量波动大。胎中R20含量最高达8.9%(YN-7),最低为0.43%(NIB-2)。巩县唐朝白瓷中R20含量最高达7.35%,景德镇的宋、明、清瓷胎中R2O含量不超过5%,德化白瓷中R2O含量在3%~7%之间,而定窑白瓷的R2O在1%~2%。因此,邢窑白瓷胎中R2O高到8.9%,低到0.5%,这种R20变化幅度大和含量高是历代其他白瓷中罕见的。
  邢窑隋代两只白瓷(YN-6、YN-7)由于R2O含量高,其中K2O含量分别为5.20,7.25%,胎的断面肉眼可见玻璃质光泽,烧结很好,吸水率分别为0.56%、0.60%。从显微镜下观察到胎中含有大量长石残骸,结合表四所列的原料化学组成,又没有发现含高钾的瓷土原料,这两个隋代白瓷的配方中已加入一定量的钾长石。
  (3)瓷胎中Fe2O3和TiO2含量比较低,除了粗白瓷(YN-4、YN-5、HN4)Fe2O3含量超过1%外,其余邢窑细白瓷Fe2O3含量在0.4%~0.8%,与唐代巩县白瓷相近,比历代景德镇胎中Fe2O3含量都要低。TiO2含量(除YN-4、YN-5外)在0.2%~0.8%之间,比巩县瓷胎中TiO2低,与历代定窑白瓷相近,因此,邢窑瓷胎小的低Fe2O3和TiO2含量,再加上窑炉气氛,使得胎色“泛白”或“白里泛灰”形成了邢窑白瓷有“类雪”“类银”的特色。
  (二)邢窑白瓷瓷釉的化学组成特点(1)邢窑白瓷釉中助熔剂的多变性。隋代有富CaO釉,也有富K20釉,唐代瓷釉全都是富CaO釉,富CaO釉中,CaO含量在5%~17%之间波动,富K20釉中K2O含量分别为6.4%、4.7%,而CaO含量分别为2.7%、8.4%。
  邢窑瓷釉中RO含量与巩县窑、景德镇窑、德化窑相近,而高于定窑白瓷。邢窑瓷釉中R2O含量除了YN-6,YN-7外,都比巩县窑、景德镇窑、德化窑白瓷釉低,相近于定窑白瓷釉,因此以RO对R2O作图(图二)可以大致看出它们之间的关系。
  按文献[6]提出观点对瓷釉分类:即釉式中0.8  (2)应用Bayeo准则多类逐步判别分析方法可得到同一地区不同朝代,外观十分相似,而化学组成不同的瓷器的判别函数,可用以区分不同朝代的瓷器,参照文献[7],经过计算,获得邢窑瓷釉判别函数为:
  F(A12O3、K2O、Na2O)=A12O3-(0.732K20+1.104Na20)
  其中Al2O3、K2O、Na2O分别表示它们的重量百分数,从判别函数的表达式中可以看出F(Al2O3、K2O、Na2O)函数值与瓷釉的Al2O3含量正相关,与K2O、Na2O的含量负相关。因此用0.732K2O+1.104Na2O对Al2O3作图(图四)。从图中可见:图四隋、唐邢窑白瓷釉的化学组成分布图
  所有隋代邢窑瓷釉均位于F(Al2O3、K2O、Na2O)<13.6区域内。
  所有唐代邢窑瓷釉均位于F(Al2O3、K2O、Na2O)>13.6区域内。这表明隋代瓷釉中含有较低的Al2O3和较高的K2O和Na2O,并说明邢窑瓷釉配方中可能采用富K20、Na2O的长石作为原料。
  三、烧制工艺及物理性能
  烧制工艺对瓷器的外观质量和物理性能有很大影响,因此,测试了部分邢窑白瓷的烧成温度和部分物理性能,其结果均列在表五中,在表中还列入巩县窑和定窑白瓷的相关数据以资比较。从表五可看到邢窑烧成温度一般在1350℃左右,部分标本可能属于生烧,所以烧成温度要低得多,其中低者约为1200℃左右或更低。但从总体来看,当时窑炉能烧到这样高的温度(最高温度为1370℃),这说明了窑炉结构和烧制工艺都已达到相当高的水平,它比同时代的南方越窑青瓷提高许多。而且也是目前我们测试过的中国南北历代瓷器烧成温度最高的一个标本。从瓷胎的气孔率及吸水率来看,有的很高,除了有的属生烧外,也有可能由于原料处理不够精细,造成在胎体中的还留有一定量大小的气孔,这种情况与巩县白瓷有相似之处。根据《乐府杂录》所说“用越瓯、邢瓯十二,施加减水于其中,以箸击之,其声妙于方响”,这说明邢窑白瓷烧结程度相当之高,否则不可能发出清脆的声响。
  根据南北方白瓷所测得的胎、釉享达白度结果来看:邢窑白瓷釉最高为69.00%,巩县白瓷釉次之为59.25%,景德镇永乐白瓷釉又次之为57.94%,定窑白瓷釉最低为57.29%。胎的享达白度,巩县白瓷最高为76.48%,其次是邢窑白瓷,为74.08%,最差为定窑白瓷,为69.75%。
  为了进一步证实上面结果,又测定了南北白瓷釉和胎在可见部分的分光反射率,从图五可见,邢窑瓷釉在可见区域反射率最高,其次是德化、巩县白瓷,最差为定窑和景德镇永乐白瓷。我们曾对邢窑、巩县白瓷釉测定了更长波长区域反射率,比较结果:邢窑白瓷釉在可见波段内反射率比巩县白瓷釉高,并600nm处有一峰高,在700~1000nm波长区域其反射率比巩县白瓷釉低(图六)。这就决定了邢窑白瓷有白里泛青的色着,而巩县白瓷有白里泛黄,这点说明了邢窑的烧成气氛可能较巩县窑的烧成气氛偏重还原,而使釉中铁离子还原为低价状态,从而形成邢窑白瓷类银如雪的高质量外观。瓷胎在可见部分的分光反射率与测得享达白度规律也相一致,即邢窑胎的反射率比巩县白瓷胎低。
  四、胎、釉的显微结构
  邢窑白瓷从外观上可分为粗白瓷和细白瓷。在实体显微镜下进行观察,现这二类白瓷显微结构特征有明显区别,粗白瓷在胎和釉之间有约为0.2~0.4mm一层颗粒较细、图石英少、氧化铁残留也较少的化妆土,显然是为了改善含Fe2O3较高(1.8~2.6%)的瓷胎的白度。而细白瓷胎中含Fe203较低,就没有施上这一层化妆土。所以邢窑白瓷并非都使用化妆土。
  除了化妆土外,釉与胎或化妆土分界处还有明显的反应层,靠近釉一面有许多长短不一的斜长石晶体自胎(或化妆土)向釉生长,但釉内则未能观察到有斜长石晶体的析出,这种情况和景德镇历代白瓷则迥然不同。这层钙长石反应层起着入射光的散射作刚,而使本来是透明的釉产生一种乳浊效应,而使邢窑白瓷在外观上具有一种柔和感觉。
  邢瓷胎内含有一定量的玻璃相,有时可找到蠕虫状的高岭颗粒,莫来石晶体发育良好,石英含量比较少,并有融蚀迹。有时也可见到少量方石英。有的还能观察到长石残骸。
  釉透明光亮,偶尔见到极少量细小未焙融残留石英和小气泡。
  代表性显微照片见图八。
  五、结论
  (1)邢窑胎属高铅、低硅质瓷,从显微结构中可见到蠕虫状高岭残骸,这是北方诸窑共同特点。隋代邢窑白瓷胎中含有很高的K2O(K2O含量在5%~7%),因而在其显微结构中可找到钾长石残骸,说明在瓷胎配方中引入钾长石。除了唐代巩县白瓷胎有类似情况(K20含量在5%~7%)外,其他南北方早期瓷胎中没有发现这样胎的组成。
  隋代时期,邢窑瓷釉已出现了碱钙釉和钙碱釉,而在南方要在800年后才出现这种高质量的釉。到了唐代又都是钙釉,这一情况我们目前还无法解释。但不管是哪一类釉,都属透明玻璃釉。
  (2)邢窑白瓷烧成温度最高达1370℃左右,这充分说明了当时窑炉结构,耐火材料和匣钵等多方面有了改进和提高。同时由于原料中含Fe2O3比较低,又在还原气氛中烧成,遂使隋唐时期邢窑白瓷获得类银如雪之赞誉。
  (3)邢窑白瓷并非一概都使用化妆土,一般粗白瓷胎中含铁量较高(Fe2O3含量在1.7%~2.5%),为避免对瓷器外观白度的影响,采用了在胎上施上一层化妆土。细白瓷胎中含铁量较低(Fe203含量在0.5%~0.8%),就没有施上化妆土,这说明当时对所用原料的加工工艺已达到相当高的水平。从显微镜下观察,化妆土原料颗粒较细,石英和氧化铁残留较少。
  (4)通过测定釉面的享达白度和可见部分分光反射率,进一步证实了邢窑白瓷的白度高于德化、巩县、定窑和景德镇白瓷。可见古人美誉邢窑白瓷精细莹润,具有类雪的白色是有科学根据的。
  (5)报据Seger胎式绘制的南北方白瓷组成分布图可初步用来区分南北方白瓷。利用Beyes多类逐步分析方法所得邢窑白瓷釉的判别数,可区分隋代和唐代的邢窑白瓷。

附注

[1] 李家治、张志刚等:《中国古陶瓷研究》,科学出版社,1987年。 [2] 陈尧成、张福康等:《景德镇陶瓷学院学报》1990年11月。 [3] 叶喆民:《中国古陶瓷研究》,科学出版社,1987年。 [4] 李家治、陈显求等:《中国古代陶瓷科学技术成就》,上海科学技术出版社,1985年。 [5] 李家治、陈士萍:《景德镇陶瓷学院学报》,1991年12月。 [6] 周仁、李家治:《硅酸盐》,1960年第2期,49页。 [7] 罗宏杰,博士学位论文,中国科学院上海硅酸盐研究所,1991年。

知识出处

邢窑遗址研究

《邢窑遗址研究》

出版者:科学出版社

本书是系统研究邢窑遗址的首部专著。收录了自20世纪50年代至21世纪初50多年来我国古陶瓷专家学者发表在不同时期不同刊物上的关于邢窑遗址方面的研究文章。所收录的文章基本反映了邢窑遗址的文化内涵和面貌特征。

阅读

相关人物

张志刚
责任者
李家治
责任者