紫砂陶的生产工艺特点和显微结构

宜兴紫砂陶的生产工艺特点和显微结构

一、引言

宜兴紫砂是宜兴日用陶瓷中的一枝奇葩，也是我国优秀的传统工艺品，它在祖国的陶瓷艺苑中占有极重要的地位。关于宜兴紫砂陶的起源，近年考古工作表明，已可追溯到北宋中叶。［1］宜兴是个具有五千余年生产历史的重要陶瓷产区［2］。到了宋代，那里的陶瓷工人已积累了丰富的生产经验。当地蕴藏着丰富的原料（甲泥），山区有充裕的燃料，加之社会上盛行斗茶风尚，促使日用陶瓷中的无釉陶器向紫砂陶发展，至明清时期工艺日臻完美，名匠辈出，独树一帜而驰誉中外。

宜兴紫砂陶使用一种紫砂泥，辅以洗炼别致的造型，精湛的手工制作和装饰技艺，烧成后的茶具具有保持茶的色、香、味，不易变质发馊，耐冷热急变性好；花盆栽花不易烂根，有利植物生长等特点。因此，陶器具有高度价值和实用价值。为了验证紫砂陶的实用功能，探索其科学原理，江苏省陶瓷研究所、南京化工学院、南京大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、宜兴紫砂工艺厂等单位，对宜兴陶土原料，紫砂陶的显微结构进行了研究。获得了一批研究成果。［3］［4］［5］多年来，笔者也对紫砂陶进行了研究实验工作。本文试应用已取得的研究结果，对宜兴紫砂的生产工艺、显微结构以及实用功能进行较详细的论述和分析。但要对已有一千多年历史的传统紫砂陶进行全面的科学总结，非笔者力所能及。本文愿能起到抛砖引玉的作用，以期获得更多的科技工作者的共同努力，使紫砂陶这项传统技艺，更加发扬光大。

二、紫砂陶的生产工艺特点

（一）原料特牲和制备工艺

宜兴的陶土，广布于宜兴南部丘陵山区。丁山、张渚、湖（本字无法显示“氵+父”）、渚东为主要产地。上述地区古生代地层颇为发育，陶土即赋存于志留世、泥盆世、早石炭世等地层中［7］。陶土的成因，均属内陆湖泊相及滨海湖沼相沉积矿床，通过外生沉积作用成矿。

宜兴陶土品种繁多，当地一般把陶土分为白泥、甲泥和嫩泥三大类。白泥主要含矿层为晚志留世茅山群（S3）、晚泥盆世五通群下段（D）和二迭系上统龙潭组（P）及石炭系下统高丽山组（C）。它是一种以紫色为主的杂色粉砂质粘土。嫩泥主要产于二迭系上统龙潭组上段（P）地层中。它是一种土黄色灰白色为主的杂色粘土。

1、紫砂泥的地质特征与矿体形状。

宜兴紫砂陶所有用的原料，包括紫泥、绿泥及红泥三种，统称紫砂泥。其中紫泥是甲泥矿层的一个夹层，绿泥又是紫泥砂层中的夹脂，故有“泥中泥”之称。团山泥则是紫泥和绿泥混杂共生在一起的泥料。红泥是位于嫩泥和矿层底部的泥料，主要产于丁蜀镇西香山附近。

紫泥是生产各种紫砂陶器的最主要的泥料，目前仅产于黄龙山一地。现对紫泥作进一步的阐述。

紫泥的地质特征及成因基本与甲泥一致。黄龙山甲泥矿位于上泥盆统五通群上段，有四个矿层层位，自下而上分别编为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号矿层。紫泥产于厚度为8米左右的Ⅲ号矿层中，在甲泥矿层的中上部，以夹层形式存在，顶底板均为其他品种的甲泥矿层。紫泥矿体形态呈薄层状、透镜状，矿层厚度一般在几十公分到1米左右，稳定性差，有时不延续而灭尖。原料外观呈紫红色、紫色、带有浅绿色斑点，软质致密块状，斑状结构，烧后外观为紫色，紫棕色、紫黑色。

2、岩石类型及矿物成份

紫砂岩类型为粉砂质泥岩，粉砂泥质结构，由于含有较多的铁质，定名为含铁质粘土质粉砂岩。［8］

岩石主要有石英粉砂及胶结它的粘土矿物组成。石英碎屑孤立地分布在胶结物中，成基底式胶结。

碎屑部份：

石英：次棱角一次圆状，料度0.02～0.1mm，少数可达0.15mm，含量50％；云母：黑、白云母均有，鳞片状，往往围绕碎屑部份，含量3～5％；长石：柱状，已风化成高岭石，含量1～2％；硅持岩屑：粒度0.10～0.15mm，分散分布，含量1％±；褐铁矿：粒状，含量1％±；电气石、白钛石：微量；绿泥石、海绿石：偶见。

胶结物部份：

高岭石：鳞片状，含量25～30％，水云母及绢云母：鳞片状，含量3～5％，化学成份SiO2 56. 96％、A12 03 20.55％、Fe2 03 9.43％

紫泥经X光鉴定为石英、高岭、赤铁矿和伊利石（水云母类）。紫泥试样在光学显微镜下上述矿物共生在一起。

偏光显微镜鉴定：

紫泥的结构及矿物成份，镜下观察情况是：粉砂泥质结构，碎屑矿物以石黄、白云母为主，含少量长石。胶结物为粘土矿物被铁质污染呈棕色。

用电子显微镜观察紫泥，发现许多0.1～0.2ц大小的鳞片状晶体，经电子衍射鉴定高岭石矿物。

差热分析、脱水曲线（见图一）

综合分析，紫泥主要矿物成份为水云母，并含有不等量的高岭石、石英及云母屑、铁质等。

紫泥中尚有MnO、Cr2OC3、CoO、CuO、PbO等元素存在。

3.紫泥原料的工艺性能：见表二至表七。

表一：紫泥的化学成分

表二：紫泥的可塑性

表三：紫泥的结合能力

表四：颗泥分析

表五：泥浆性能

表六：干燥性能

表七：烧结性能

4.原料制备工艺。

紫泥、绿泥和红泥，由于其固有的化学组成，矿物组成和工艺性能，单一种泥料，通过粉碎、练泥，即能制成产品。紫泥是生产各种紫砂陶器的最主要的原料。绿泥用作化妆土粉饰在紫泥坯体表面。由于绿泥数量不多，同时大件绿泥产品不易烧好，因而仅少数产品用绿泥制作。团山泥可制作大件产品。绿泥通常用作化妆土及制作小件产品。

从矿层中开出的紫泥，俗称生泥，泥似块状岩石，经堆放在露天稍事风化，待其松散，然后用锤式破碎机初碎，轮碾机粉碎，泥料过60目筛，湿水后通过真空练泥机捏练，便成为供制坯用的熟泥料。绿泥、红泥的制备与紫泥相同。

为了丰富紫砂陶的外观色泽，满足工艺变化和创作设计的需要，可以把几种泥料混和配比，或在泥料中加入金属氧化物着色剂，使产品烧成后呈现天青、栗色、深紫、犁皮、朱砂紫、海棠红、青灰、墨绿、黛黑等多种颜色。若杂以粗砂、钢砂，产品烧成后珠粒隐现，产生新的质感。近年来还试制成功了醮浆红泥，仿金属光泽液等化妆土，丰富了产品的色彩。

（二）独特的成型工艺

紫砂陶器造型多样，品种齐全。主要产品有各式茶具、酒具、餐具、文具、花盆和陈设工艺品等数千种。

紫砂陶的成型方法，有手工成型、注浆成型、旋坯（机制）成型和印坯成型。其中手工成型是传统的制作方法。凡是工艺产品的成型，全系手工搓制而成。这一传统技艺的形成和发展，与紫砂泥的特性和各式各样的产品造型有密切的关系。紫砂泥具有良好的可塑性能，较小的干燥收缩，较高的生坯强度，为多种多样造型提供了良好的工艺条件。丰富多姿的造型，千变万化的线条，对制作技巧不断提出新的要求，促使手工成型达到了高度的水平，形成独特风格。而精巧的手法，超群的技艺，促成了紫砂工艺陶器造型丰富多变的特色。

手工成型的方法，基本上可分为“打身筒”与“镶身筒”两大类。“打身筒”法适用于圆类型产品，将泥料打成泥片，用在转盘上，用手工拍打成空心体壶身，再粘接上用手工搓制成的壶嘴、把、颈、脚、并另加制壶盖，以致作品坯体完整，