论瓷石和高岭土的联系与区别

龙源期刊网论瓷石和高岭土的联系与区别作者：律海明来源：《文物鉴定与鉴赏》2013年第06期景德镇地區的制瓷原料从历史上来分析，大致可以分为瓷石和高岭土两大类。从五代开始一直到宋末元初，景德镇地區基本上是用瓷石单独制瓷。到宋末元初，由于上层瓷石原料的匮乏而导致的原料危机，引出影响和改变中国制瓷史的高岭土，从而形成“二元配方”，即“瓷石加高岭土”。那么什么是瓷石，什么是高岭土，他们之间是什么关系？它们的矿物组成都是什么？其矿物组成的各种成分在成瓷过程中都起什么作用？我们下面就瓷石和高岭土的定义及使用情况，瓷石和高岭土的受热情况分析，瓷石和高岭土所含主要矿物成分在成瓷过程中各起的作用几个方面来探讨一下：一、瓷石和高岭土的定义及使用情况瓷器的产生和出现与瓷石原料的发现和利用有密切的关系。瓷石是一种石质原料，它是由细晶岩石英斑、次生石英岩等酸性浅成岩经热液蚀变而成，其主要的矿物组成包括石英、长石、绢云母和高岭石等。这些矿物成分构成了天然混配好的成瓷组分。其主要化学成分为二氧化硅（一般高于70%）、氧化铝（一般不超过20%）、氧化钠、氧化钾、氧化铁（一般小于1%）、氧化钙、氧化镁等。瓷石通常呈灰色或灰青色，经粉碎加水后，具有一定的可塑性和干燥强度。在1200-1300℃的温度下经烧结即可瓷化成致密的瓷器。高岭土俗称瓷土，是以高岭石或多水高岭石为主要矿物成分的软质粘土。因首先发现于景德镇以东40km的高岭山而得名。高岭土是由铝硅酸盐类岩石经风化淋滤，残积及外生沉积作用而形成的粘土，或为热液对围岩交化蚀变的产物。其主要的化学成分为氧化铝、氧化硅，含少量的氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠和氧化锰。高岭土呈白色，含杂质时泛黄、灰、浅灰等色。因其含三氧化二铝甚高，其烧结和瓷化温度比瓷石高得多，到1400%仍不能烧结。古代的烧成温度使其无法成瓷，烧后为白色。瓷石和高岭土都是重要的制瓷原料，但瓷石属于石质材料，高岭土属于土质材料，二者由于矿物组成不同，矿物成因不同，性态不同，所以开采、加工和品级的方法也有很大的不同（本文不展开论述）。景德镇在元以前，瓷石单独作为一种制瓷原料被一直采用。当时用的是景德镇地區瓷石矿的上层瓷石，风化程度很高，其氧化铝含量一般高达19%左右，钾、钠氧化物的含量一般在3%左右，在1200℃的高温下不易变形。但到了宋末元初，上层瓷石用尽，中下层瓷石的氧化铝含量一般在14%左右，钾钠氧化物的含量却高达6%左右，焙烧时易变形，因而质量较差。再加上开采的艰难，成本加大，尽管采取了如加班加点、采用覆烧的方法加大产量生产的做法，但由于原料的问题，最终还是导致了当时许多小窑厂的倒闭。龙源期刊网偶然加必然，上层瓷石的殆尽危机终于酝酿出了高岭土登上了瓷器史的舞台。它的出现，续写并改写了瓷器史。窑工们经过不断的实践，把高岭土和中下层瓷石相配合，发明使用了“二元配方”，不仅度过了原料的危机，还把瓷业大大地向前推进了。需说明的是，从宋末元初开始开采一直到明嘉靖、万历之际的200多年，实际开采的是高岭山东北的麻仓山上的麻仓土。从嘉靖、万历之后，由于其枯竭，取而代之的才是高岭山上的高岭土。高岭土和麻仓土二者性能相差不大。高岭山上的高岭土藏量大，质地好，服务时间长，给人们留下的印象深刻，清代以后，人们就把开发的一系列粘土都称为高岭土，而把具体的矿名称后面加上高岭二字，如前面说的麻仓土，就被称为麻仓高岭土。高岭矿开采于明嘉靖、万历，到清乾隆后期，经200多年的开采，已日渐枯竭。道光以后，开采时断时续，到1965年，高岭山只剩下供人凭吊的采掘遗迹了。乾隆后期随着高岭山的高岭土的枯竭，李黄矿开始使用，大洲矿是从清嘉庆年间开采，但二者因出土率不高和因生态环境问题被封禁，从18世纪末，景德镇地區烧瓷用土大多是来自于庐山星子县的星子高岭土。经过了宋末元初的原料危机后，时人都认识到了制瓷原料至关重要的作用，所以麻仓土一经发现使用，就被官府宣布为“御土”，由专为皇室贵族烧造瓷器的浮梁瓷局所垄断，民营窑厂不得问津。所以导致了官窑“精者甚精”，民窑“粗者甚粗”的局面。明建立后，依然垄断为“官土”，包括嘉靖、万历时期开采的高岭山的高岭土。到了天启以后，风雨飘摇中的明政府已无力顾及，民窑才得以大量使用优质的高岭土，使得许多的产品质量超越了官窑器。清建立以后，政府完全取消了对高岭土的限制，形成官民竞市、官民并精的局面。二、瓷石和高岭土的受热情况分析1.瓷石的受热变化我们上边已经提过，瓷石主要的矿物组成包括石英、长石、绢云母和高岭石等。特别是其中的长石，经蚀变后进一步绢云母化而生成绢云母。如果绢云母化不充分，瓷石中还会有残留的长石等矿物。风化程度好的瓷石，其中的绢云母受地质作用不断地向高岭石转化。瓷石受热后的特征，主要取决于瓷石风化后所残留的矿物的类型和数量。瓷石在400-700℃之间开始失水膨胀，当加热到1050℃以上时，其中的绢云母开始熔融玻化，瓷石开始收缩，随着温度的提高，逐渐增强致密化，气孔逐渐减少，到1250℃左右，开始转向过烧膨胀，此时瓷石达到了最致密的瓷化状态。2.高岭土的受热变化高岭土的理论组成为三氧化二铝39.5%，二氧化硅46.54%，水13.6%。但一般的高岭土或多或少含有杂质矿物。含杂质多的需经淘洗后才能用于制造瓷器。高岭土受热后发生复杂的物理化学变化，从室温到高温会发生脱水、分解、产生新结晶。高岭土受热变化有两个阶段，即龙源期刊网结构水的脱水阶段和新结晶的形成和转化阶段。在100℃以上，排除吸附水，加热到450℃以上，高岭土的结构水缓慢排出，在脱水过程中，高岭石变成偏高岭石。继续加热，偏高岭石进一步反应形成硅-铝尖晶石。继续加热到1100℃左右，硅-铝尖晶石逐渐失去晶格中的二氧化硅，形成向莫来石过度的中间产物一一假莫来石。假莫来石继续加热，再失去二氧化硅，转变成莫来石晶体。使瓷器具有很好的机械强度、热稳定性和化学稳定性。三、瓷石和高岭土所含主要矿物成分在成瓷过程中各起的作用从宏观角度来说，制瓷原料大致可以分为瓷石和高岭土两大类。从微观上说，在成瓷过程中，真正起作用是其内部所含的矿物组成。根据其矿物组成的不同，基本可分为两种类型：一种是可塑性的，另一种是非可塑性的。前者主要是粘土类，包括高岭土、多水高岭土、烧后呈白色的各种类型粘土等，这些可塑性原料在瓷器烧制中起塑化和结合作用。赋予坯料以塑性，保证干坯强度及烧后的各种使用性能。它们是成形的基础，也是粘土类物质的成瓷基础。属于非可塑性的原料主要有石英，它可降低坯料的粘性。而长石则属于熔剂原料，高温下熔融后可以溶解一部分石英及高岭土分解产物。1.长石在瓷器烧制过程中所起作用长石是地壳上分布广泛的造岩矿物，也是一切粘土的母亲。从化学组成来说，它是碱金属和碱土金属的铝硅酸盐。自然界中长石的种类很多，但归纳起来都是由四种简单的长石组合而成：钠长石、钾长石、钙长石、钡长石。这几种长石互相混溶，有一定的规律。长石最普通的颜色是白色和红色，也有白中带黄、白中带红的。它们既能以矿层存在，也可以是复杂岩石的组成部分。（1）长石在坯中的作用：增快干燥，减少干燥收缩和变形。作为熔剂物质，能降低产品的烧成温度。长石加热到1100℃时，熔融后生成玻璃态物质具有溶解其他物质的能力，能促使高岭土与其他瓷土的颗粒互相扩散、相互渗透，因而加速莫来石晶体的生成和发育。长石熔融成玻璃态后，填充于各结晶颗粒之间，气孔率显著下降，减少了空隙，使坯体致密，可提高制品的机械强度。（2）长石在釉中的作用：长石和石英等原料在高温熔化后所形成的玻璃态物质是釉层的主要成分，其熔点低、易玻化，在1100℃就开始熔融，高温下生成的长石玻璃能溶解粘土及石英等原料。长石的熔融范围宽，熔融物质粘度高，能使釉面有较高的光泽度、透明度。同时，还可降低釉面的膨胀系数及釉面的高温流动性，产生良好的耐腐蚀性。2.石英在瓷器烧制过程中所起作用我们常见的砂子就是石英，但砂子只是石英存在的一种形式。石英存在的形式很多，总的说来，它既能以晶态存在，也能以非晶态存在。晶态的石英非常硬，不溶于水，对瓷器坯体和釉质都起重要作用。龙源期刊网（1）在坯体中的作用：在烧成前，石英在坯料中对泥料的可塑性起调剂作用，并在干燥时降低收缩，缩短干燥时间和防止坯体变形。在烧成时，由于石英的加热膨胀适当地抵消了坯料的烧成收缩，而且当玻璃质大量出现时，石英又成为瓷器的骨架，可以防止坯体在烧成时出现弯曲变形等缺陷。石英在高温时化学亲和力很强，能和其他多种氧化物化合，高温中液相粘度很高，可增加坯体的结合能力。同时，石英还能增加坯体的机械强度和透明度。（2）石英在釉中的作用：石英在釉中，被较多的易熔物，如氧化钙、氧化钠、氧化钾、氧化镁熔融生成透明状石英玻璃，使釉面光亮，提高了釉面的光泽度。石英在釉中的热膨胀系数小，耐热性能好，软化温度高，高温下液相粘度大，对于提高釉面硬度、机械强度、耐磨度都有着很好的益处，同时化学稳定性好，耐酸腐蚀性好。3.粘土在瓷器烧制过程中所起作用粘土是一切瓷制品的母亲，它产生于长石。按地质成因粘土通常为分为两种类型：残留粘土和沉积粘土。残留粘土是指那些没有经受自然力搬运的，与母岩残留在一起的粘土。沉积粘土是指经受过自然力的搬运而沉积下来的，由于搬运过程中混入杂质，因此往往含有较高铁、钛等杂质。高岭土就是粘土的一种。粘土在坯体中的作用：粘土与适量的水结合可调和成泥，具有可塑性。将成形的泥团烧后会变成具有一定强度的坚硬的烧结体。又由于粘土对其他物料有一定的结合能力，使得坯体能保持一定的干燥强度。因此，粘土是坯体干燥、修理、上釉能够进行的基础。此外，粘土的颗粒度的大小直接影响到粘土的可塑性、干燥收缩、孔隙度、烧成收缩和烧结性等。所以，在烧制前要对粘土进行一系列的加工等。同时，粘土具有很强的吸附性，能从溶液中吸附酸和碱。对于粘土烧结以后，粘土颗粒中产生的液相填充在颗粒的空隙中，以及某些结晶物质的生成，又使体积进一步收缩的烧成收缩以及粘土的烧结性、烧结范围都决定了制品质量的好坏。四、结语通过以上分析，我们了解了瓷石和高岭土等一系列相关的知识，那么这些知识对我们学习和鉴定古陶瓷有什么意义呢？其意义就在于帮助我们寻找鉴定时的“物证”。我们知道，瓷器的“物证”鉴定是一个广义的概念，是与传统的眼学，即依靠鉴定者的知识经验所做出的“人证”鉴定相对应的，是不可变的证据。那什么是古瓷器的“物证”鉴定呢？一般来说，我们对古陶瓷的鉴定包括四个方面：即外观测定、化学分析、物理测定和矿物结构分析。我们所说的“物证”鉴定就是涵盖了除化学分析之外的三个方面的鉴定。依此做出的结论相对于“人证”来讲要客观准确得多。这是因为“物证”鉴定不仅涵盖了通过对所观察器物的直接观察和凭借经验对器物做出的如器物表面的烧结程度，断面、露胎底足的所露胎的粗细、气孔的大小、变形的有无及大小，釉面的光亮程度、釉层的厚度和颜色，表面的装饰及特点等龙源期刊网方面做出的直接判断的外观鉴定法，同时吸收了通过观察和测定器物的气孔率、吸水程度等方面的物理测定方法。另外还借助于显微镜等先进仪器，来分析和观察古陶瓷的烧成温度的高低、残留在器物中的未反应完全的矿物和反应后的矿物的品种多少，玻璃态的多少，气孔率的大小和多少，器物烧成的程度；器物的矿物结构中是否残留有较多的石英、云母、高岭石、钙长石晶体之类矿物以及其结晶；胎釉之间中间层的有无和厚薄的状况。在这三者之外，还要对器物身上留下的器物内外的因素由于内外因素所形成的老化痕迹进行观察和分析。这些都有助于我们的判断，使我们做出的结论更能接近历史或还原历史。