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三談高嶺土 - 兼談二元配方

2021.08.07 23:00 生活

廣義的二元配方,就是在製瓷原料瓷土裡加入高嶺土。使瓷胎從單一的原料變爲複合原料,利用高嶺土的可塑性、粘結性、懸浮性和結合能力,賦予瓷泥有利於拉坯及注漿的成形能力。

陶瓷考古學者曾將唐、宋迄清的各種陶瓷樣本檢測,發現屬於五代的樣本中有多於一種的瓷石物質,而且氧化鋁 (Aluminium oxide Al2O3) 含量特高,所以曾被學者認為二元配方始於五代 (907-960)。但主流研究認為雖然高嶺土含高氧化鋁 (Aluminium oxide Al2O3) 成份,但氧化鋁成份稍高的元代樣本,是使用了上層風化層瓷石的結果,是偶然性。而實際上麻倉土只在元代 (1271-1368) 才開發,已故景德鎮陶瓷考古研究所劉新園及白餛已在其《高嶺土史考》中闡明此點。麻倉土的使用年代不會早於「浮梁瓷局」設置之年,即1278年,但也不會晚於1322年。而高嶺土的開發,則在萬曆 (1573年-1620) 年間,而進一步成熟則於明末清初。所麼瓷友對二元配方始於元代之說毋庸置疑。

五代越窯青瓷官款雙系罐 左) 及五代越窯刻花出筋雙系瓶 (右)

世界優質高嶺土,除我國六大高嶺土礦區,即湖南衡陽縣界牌鎮、廣東茂名地區、福建龍岩、江蘇省蘇州陽山、廣西合浦、與及北方煤系高嶺土區有產外,世界各地都有發現和出產,包括以前有談過,其實香港也有高嶺礦。在眾多產區中,以美國、巴西、捷克、德國、土耳其、烏克蘭、烏茲別克等國家皆量大質高,全世界年產量約爲5000萬噸。但世界最大的高嶺土生產商,不在中國,而是巴西的 ECC 礦務公司,總年產量 700 萬噸,但在1999年時被總部位於法國巴黎、在1880年成立的伊瑪利 ( Imerys) 礦產公司以7.56億英鎊收購了。

保定市出土元青花海水龍紋八棱梅瓶 (左) 釉裡紅貼花蓋罐 (右)

高嶺土的化學成份,含三氧化二鋁 (Al2O3) 39.5%,二氧化矽 (Silicon dioxide SiO2) 46.54%。二元配方在功能上為在瓷泥中增加了三氧化二鋁的含量、減少了二氧化矽的含量,從而提高了瓷器的燒成溫度。而二元配方原料在1700℃以下都不會軟化。因為高嶺土加熱後脫水轉化成高嶺石,再進一步反應,形成矽鋁尖晶石 (Spinel) 。繼續加熱,矽鋁尖晶石便逐漸失去晶格中的二氧化矽,形成過度的莫來石,再繼續加熱,再進一步失去二氧化矽,才燒結合成為優質耐火的莫來石 (Aluminium silicate ‎3Al2O3·2SiO2) 結晶體。整個過程是使瓷器具有強度、耐熱、和造型穩定特性的關鍵。而二元配方的使用,亦就造就了後來的成化和雍正二朝的瓷器。

萬曆五彩記龍紋出戟尊 (左) 及蓮池紋蒜頭瓶 (右)

除了「二元配方」中要用到高嶺土外,在傳統的燒柴窯作業,也需要用到高嶺土在胎坯裝匣缽入窯之前,在匣缽底部的墊片便要抹上高嶺土。為防止瓷器與匣缽之間粘連,尚要在匣缽口及底邊抹上高嶺土漿,再灑上一些高嶺土、老糠灰等,才進窯燒製。

陶瓷行業雖然是最早使用高嶺土的行業,但其實應用率僅佔世界總產量的31%,最大量用家為造紙和塗料行業,佔45%;玻璃纖維業用6%;水泥業用6%;橡膠和塑膠業為5%;顏料業3%等。

首都博物館藏成化斗彩葡萄紋杯一對

很多瓷友認為選用高嶺土,必以研磨極細為上選,但實際上卻是以白度和亮度為先決。白度是高嶺土工藝性能的主要參數之一,高嶺土越純白度越高。

高嶺土的夠不夠白,與其所含的金屬氧化物或有機質有關。例如含氧化鐵Fe2O3的呈玫瑰紅、褐黃色;含二價鐵Fe2+ 的則呈淡藍、淡綠色;含二氧化錳MnO2者則呈淡褐色。含其他有機物,則會呈黃、灰、青、黑等雜色,從而降低了高嶺土的自然白度,其中鐵、鈦等礦物更會影響煆燒白度,使瓷器成品出現色斑或熔疤。

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陶瓷工藝規定烘乾105℃為自然白度的分級標準,煆燒1300℃為煆燒白度的分級標準。白度則以白度儀測定。白度儀 (Whiteness Meter) 是測定物品白度的專用儀器,我在我的本業紡織業應用很多,為將待測樣本與標準樣的波長光反射率進行對比,從而得到白度值,例如結果為白度值80,表示檢測樣本的反射率達標樣的80%。白度儀亦而適用於測驗瓷土、高嶺土、釉藥、石灰、滑石粉、塗料等陶瓷相關產品。

白度儀二款

原圖:作者提供(頂圖為高嶺土礦場)

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