1、- Page 1-2010 年第8 期 化 学 教 育 ! 1 ! * 生活中的化学 陶瓷的美和化学 * 孙 叶 王伟群 王 妍 ( 苏州大学材料与化学化工学部 江苏苏州 215123) 摘要 陶瓷是艺术品, 陶瓷美的形成与化学有着密切的关系。胎体原料不同、 料配比不 同、温度控制不同和材料工艺的改进, 造就了陶瓷的形态美、品质美、色彩美和性能美。随着时 间的不断流逝和历史的沉积更是使陶瓷蕴含了丰富的文化美。 关键词 陶瓷的美 胎体原料 料配比 现代陶瓷 法国雕塑家罗丹曾经说过: 美是到处都有的, 很大影响, 构成陶瓷的主晶相及其含量不同对陶瓷 对于我们的眼睛, 不是缺少美, 而是缺少发现。
2、材料的强度有明显的影响。 化 原料 陶瓷与 的生活 相关, 生活中处处都有 的 制成的陶瓷, 经 温 主晶相都是 相, 能 影 。陶瓷不 是 品而 是艺术品, 陶瓷艺 现 很 的强度。 术品中 发着美学 , 陶瓷工艺中 发着艺术 原料的 度不同 造就陶瓷不同的形态美。 的 性和 造性。陶瓷 代的和品 陶的胎料是currency1的“, 含量 3% 美学fifl 发 的 , 着生 ; 瓷的胎料主要是瓷 ( ), 含量 活与美”间的系。 3% 。瓷中含量 色就, 们到美学和美, 到的是文学、 到, ”, 色就。胎料和 料中 、美术和, 学与美学是 的含量 1% 时 成的瓷就是瓷。 不相及的2 ,
3、是 。 代时期, 于时 、 的瓷原料含量不 说, 美学是性和 学的学 。 艺术 同, 形成了中国瓷史 2 的 。 品 是 和化学现 ; 经 # 中 : 瓷 , 瓷 是 和经 现 ; 而 其 是 若瓷 雪 , 则瓷 冰 , 形 的说 现 。 1 美的形成与 学是密切相关的, 明了 原料 度不同起的陶瓷形态美的不同。 文即将揭示形成陶瓷美的化学原因, 探究陶瓷美的 陶瓷胎体原料的选材不同 能造成陶瓷不同的 化学内涵。 形态美。景泰蓝就是因胎体原料的变化形成了不同 1 胎体原料不同, 造就形态美 于陶瓷的品质。景泰蓝制胎的材料有金、铜2化学的角度看, 陶瓷是 陶 瓷2 不 , 为 工艺美术品, 的制
4、 既运 了 铜 同性质的“为原料, 经过配料、成型、干燥、焙 和瓷工艺, 溶入了传统手工绘画和雕刻技艺, 等工艺流程制成的 。 瓷为例, 随着温度 铜胎 各色珐琅质涂成花纹, 花纹 的变化, 原料 造过程中 发生系列的化学变 的四周嵌 铜丝 金丝, 成品堪称中国传统工艺 化, 使得陶瓷胎体的 构发生变化, 造成陶瓷的形 的集大成者。因, 与陶瓷相比, 景泰蓝不 态美。其中的化学变化 的化学 应程 更圆润坚 , 更加典雅雄浑、富丽堂皇。 式 示: 2 料配比不同, 造就色彩美 Al2O3 !2SiO2 !2H2O Al2O3 !2SiO2+ 2H2O 我们看件陶瓷皿时, 除意造型, 其 2 3
5、2 2 3 2 2 2Al O !2SiO 2Al O !3SiO + SiO 美丽的 色是特别 , 是陶瓷艺术美 3 ( 2Al2O3 ! 3SiO2 ) 2 ( 3Al2O3 ! 2SiO2 ) + 的重要因素。 5SiO2 是利 天 矿 原料及 化工原料按比例 原料的配比不同, 使成型陶瓷胎体的内部 配合, 温 熔融而覆盖 坯体 的富有 构不同, 造成性能和品质不同, 而产生不同的形 泽的玻璃质层。 层形成的化学 应 似于玻璃 态美。陶瓷原料的 构发生变化最终形成了 为陶 的形成, 而 色主要取决于 中所 的呈色剂% 2 3 2 瓷胎体内部骨架的莫石 ( 3Al O ! 2SiO ) 金
6、属 化 。 构, 有的发育较差, 成鳞片状莫石; 有的发育较 瓷 按 中的呈色剂分, 常见的有红 、 、排列整齐, 成 字形莫石。莫石 构是陶 钴蓝 、铜红 等, 们分别 、钴、铜等元素 瓷具有定硬度的原因。 呈色剂。外, 锰是 色的呈色剂、 是 色的 陶瓷 构中晶相和玻璃相的生成 要不同的材 呈色剂、 是 彩的主要呈色剂。 看 , 其中 料, “能生成莫石晶相; 石 原料 大部分元素都属于过 元素, 是因为原 d 能生成石 晶相; 化 原料能生成 晶 的分 过 元素具有 色; 过 元素 相; 石、 石和 的 等熔剂原料能生成 具有变的 态, 同元素形成不同 色; 金属 玻璃相。不同的配料比
7、对生成的晶相及其含量有 配体不同, 配 不同, 呈现不同的 色。 * 苏州大学2009 年度教学改 究 化 景 生教学 能式的 究 的currency1性成 * “系 , Email: wangwei un sudaeducn - Page 2-! 2 ! 化 学 教 育 2010年第8期 钴、铜、锰、等金属 化 的金属 质内呈CuO ( 色) 和Cu2 O ( 红色 晶 。 料的呈色 因熔剂成不同, 不同化合 fi) 铜原 ( 色) 的形式。含Cu2O 铜原 处于玻璃相的熔剂”中。 fl 中, 金属 的 色玻璃 质, 经过 处 能成为体金属铜 与周的 构成 体, 四 体、 状态而变为红色,
8、时温度过 使铜 发, 过 体, 配 不同, 呈色 不同。 Cr3+ 配 化 则使得 色不, ”内温度的 常变化对”变 合 呈现色, Cr6+ 的四配 化合 呈现 色; 品的产生起了关重要的 。 Fe3+ 四配 化合 呈现 色, 配 化合 呈 4 材料工艺改进, 造就性能美 2+ 现 色和 色; Fe 配 化合 呈现 色。 传统陶瓷到现代陶瓷, 于材料工艺的改进, 料的含量不同, 造就不同的色彩美。 性能有了天覆fl的变化。 传统的体材料发 为例, 其主要呈色剂是。Fe2O3 1100 Fe /Fe 比, 色 。 外, 色 、能、 、生 、 天等 得到了 的 与 层的 度、SiO2/Al2 O3
9、 比、CaO/ 的应 , 造就了丰富 的性能美。 K2 O 比、 成温度、 成 、 成时间及 的 生 陶瓷为例, 代 性材料有 石、 熔融状态等有关, 化学因素的变化形成了” 陶瓷、玻璃陶瓷、生 活性陶瓷等。 合成 瓷具有 色 的美。 的 石中 比率约为167, 密度为3163 3 温度控制不同, 造就品质美 g/ cm , 强度大于10 Mpa。 于 们的 构 陶瓷的 制过程中, 火候的掌握关重要。 与生 骨织相似, 对生 毒, 刺激, 相溶性 ”时 于温度的升速度、火焰的性质 及冷 , 不吸收, 能诱发 肉的生 , 医学 法等不同, 同的原料 同温度 制, 制造 工牙、 工骨、 工关节等
10、工官和 现各 不同品质的陶瓷。 体硬织, 进行 体官 织的修补。 有测量温度仪的古代, 陶瓷 制温度的 传统陶瓷大 具有优异的 性, 而 型 控制 说是 重要的技艺。有经验的”工 依 性能的陶瓷材料具有 常 的 区间, 有半 照火焰的 色、“ 火焰中的 去分辨、判断 体、 体和超 体。半 陶瓷属 型半 体, 温度。明代著名的 天工开 # 中有对 砖火候控 是对 特 的带 具有传 , 最具有代 制的约略描述: 凡砖成坯” , 入”中, 所 百 性的是稳定 化锆和 化 。稳定 化锆对 钧则火昼夜 凡火候少两 , 则锈色不 。 具有传 , 主要产品有 传、 泵和 少三两, 则名 嫩火火砖 , 色杂现
11、, 经霜 燃料 池。 化 对钠 具有传 , 主要 冒雪, 则 成解 , 仍质。火候 两, 则砖 制造钠- 硫 池, 其特 是 效率、对环境 有 纹。 三两, 则砖形缩拆 , 屈曲不伸, 危害、 复充 。 化锆陶瓷具有耐 温、抗 。 瓷 是 : 温 的 石质瓷 构 化性能, 化锆中加进10% 的 化镱就 制 中的莫石为鳞片状莫石, 量不 , 因而强 成 陶瓷, 能 金属那把 能转变成 能, 度不 ; 温 的强化 石质瓷主晶相是互相交 能发 。 化 掺杂 化制成的陶瓷是 织成鸟巢状的针状莫石和 强度的 相, 瓷坯 的抗腐蚀性材料, 特别适合于做 温腐蚀 况 的强度得到了较大幅度的提 。 能量转换
12、置中的 极涂层。前, 们 发现不 温度的控制对 色影响更大。不 不同的 料 少陶瓷具有超 性, 1986 年美国 学家发现了镧 不同温度和 成 成的 色不同, 相同的 - 钡- 铜 化 具有临界转变温度为35 K 的 温超 料 不同温度和 , 呈现不同的 色。 性; 1987 年, 中国、美国、 等国 学家 钡 元素的 料: 化入的形态常是红色的 - 钇- 铜 化 中发现临界转变温度为90 K 的超 三 化, 化 、1230 1270 原 , 1100 陶瓷 材料 金属 化 、氮化 、 色的熔 的fl , 呈 色的色调。 制 化 金属间化合 等 为原料, 采 特 工 温度和时间不同, 含有原
13、状态色料的玻璃 质 艺 体材料 沉积 制备的001 微到 微 呈现 不同的 色。 是造成宋代 大名”的 的层 层与体材料完全不同的 质层, 具 钧” 现 ”变 瓷品的主要原因。常含有 有耐 、耐蚀、耐 温和抗微生 蚀等性能, 原 状态色料的玻璃 质是 色的, 使其着色, 天、化工 、生 医学等行 得了 的应 使溶入的色料 晶 , 将玻璃 质经过第 ; 陶瓷则是利 技术开发、制备的陶瓷 处 (加彩) 。着色的度决定于 处的温 材料, 使得材料的强度、 性和超塑性大幅度提 度和时间。 铜为例, 不同的 成 , 玻璃 ( 转第65 ) - Page 3-2010 年第8 期 化 学 教 育 ! 65
14、 ! 示 验 是 交互 画的形式呈现的, 学生 不是说就 略 验 和教 的 , 交互 验前 测各 及其能 现的 验现 能 件的使 定的和 技 , 加 验 。 于是 验, 学生不 能的 , 而 就 要教 学生 的 所带的各 危 , 大 fl验 发的 进行适的 , 验 的, 及时将 的currency1, 发 中把 “, 过交互 能 件 效fl fi收fl最 到 造性的境界。 不断探 的 验, 有 学生的发 35 验 部分 能得到充分的发。 部分是 画 , 学生 将 验的 文 得体 者是”解的 , 解决。学生不 能把 体验的收 1 教育 学 : 教育 , 2001: 40 2 等 大学教育 究,
15、1995, (2) : 2630, 能 探究过程中所 现的 , 分 3 主教育 学: 教育 , 1993: 原因, , 学生就能fl不 3639 , 而是更加大 fl 。 4 合国教 文织国 教育发 著学 生 % 4 教育 界的 天和明天 大学比较教育 究所: 教育 学 , 1996: 45 件 学生发 的过程中 取 5 石 文教学 究, 2009, (5) : 8991 得了很 的 , 全 的角度适应学生 6 红 , 等化学教育, 2009, 30 (6) : 4344 的学, 学生带着和 的 去学, 7 , , 等化学教育, 2008, 29 (2) : 53, 55 定能使“开, 进而发
16、现更 的。 8 红 , 等中学化学教学, 2009,(5) : 4243 ( 第2 ) , 对材料的学、 学、 学、 学、 学等性 陶瓷的发 了化学发的文化量。 能产生了重要影响。 期的陶质fl 、 而 色彩 5 时间不断流逝, 造就文化美 , 是 发史的 程 , 着 陶瓷是中国文明的 征。据古发现, 陶 开始利 天 , 按照 的意愿 造 崭 我国已有万 年的历史, 瓷 有近两 年的 的 质, 为 的生活、生产服务。 历史。陶瓷, 尤其是瓷, 是我国古代劳 的 说, 陶的发明揭开了 利 、改造 的 伟大发明, 是对 界文明发的卓贡。外国 篇章。 china ( 瓷) 词代 中国(China)
17、, 足 说 劳 与美共生。 陶瓷制 过程中造和 明中国陶瓷 界文化交流发中所起的重大 发现了美, 而巧夺天工的陶瓷艺术”美 激发 们 。 去 造。戴化学的眼镜, 你 发现陶瓷美的原 陶瓷不 是火与的 晶, 更是 文化的 因, 利 化学 造更 的美。 体。 于陶瓷的塑性和色彩的丰富性, 集 文 与艺术于体, 成为 文化的特 工 具。 于陶瓷应 的currency1遍性及其不腐烂和变形 1 (美) 托 斯! 罗著. fi 学美学石天曙, 滕守尧 的特性, 使得陶瓷 中积淀着贵、丰富的古代 : 中国文 公司, 1985: 227 2 战垒图说中国陶瓷史杭州: 浙江教育 , 2001: 文化内涵, 尤其是原始文化和远古文明精, 远比 76 其 任何 期的文化遗 都更为集中和重要。陶瓷 3 李家驹陶瓷工艺学 () : 中国轻工 ,独特的式提供了 的历史发过程中的特 信 2001 , 不 包括材料、工艺、技术等 质生产发的 4 山 陶瓷厂 卫生陶瓷生产技术丛书 # 料 历史, 蕴含着的 的精、文化 的信 , 体 : 中国 工 , 1981 现不同时代的审美 和时代。
