紫砂生产工艺技术问题的探讨

    宜兴紫砂陶是我国具有优秀民族传统的实用工艺美术陶瓷，有着悠久的历史和崇高的艺术成就，为人类文明作出了贡献，在国内外郭有崇高的声誉。在素有"瓷器之国"历代名家辈出的中国，宜兴紫砂陶何以在中国防大学陶瓷艺术中独树一帜，异彩四放？它已成为广

   大陶瓷工作者和紫砂陶爱好者共同关注和研究的问题。本文以普及宜兴紫砂陶有关科学知识为目的，对宜兴紫砂陶生产工艺进行探讨。


（一）紫砂泥的制备及其对紫砂壶外观、内在质量的影响：


  紫砂泥可以单独制成坯用泥料，与其它陶瓷坯料相比，具有加工工艺简便的优点。然而，泥料颗粒的粗细，随时代的变迁而发生变化。制成的紫砂壶产生了不同的时代风貌和不同的内在性能。 


  紫砂泥的制备。基本上分成手工和机械加工两种。民国徐珂在《清类钞》一文中描述道："泥初出山时，大如煤块。舂以杵，必数次，始取其较细者，浸之于地，经数月，则粗分子下沉。其最上层，皆有黏性，乃取以制器。"这是一种典型的手工加工方法。直到解放前后，有用石磨磨泥粉的手工制法，此法一直沿用到1957年。在1958年，紫砂泥的加工实现了机械化。用石轮辗破碎，加工细度控制在60目节左右，1959开始应用雷蒙粉碎机，细度在100目节以上，湿水后通过真空绫泥机捏练，成为供制坯用的熟泥。

（表一）


  试样时代        紫砂泥团粒最大尺寸         相应的中国节号


  宋朝中期              0.7~0.5m/m                          26~35目


  清朝前期              0.5m/m                                    35目


  清朝中期              0.3m/m                                  55~60目


  现代手工              0.3m/m                                     60目


  现代机器              0.15m/m                             100~120目


  应用手工制备的熟泥，经手工成壶，烧成后，由于泥团粗细悬殊，烧成时体积收缩不一，外表粗颗粒略有凸出，又富有滋润光泽的质感。犹如天津鸭梨的梨皮状。而疏松的内壁因泥料矿物组成和团粒堆积等因素而形成的空隙，具有一定的气孔率和吸水率。用机器练制的熟泥，尽管手工成型，烧成条件不变，但其表面已失去梨皮状的艺术效果，制品的吸水率通常3~5%下降到目前的1%左右。由此可得到这样的启示：紫砂壶的外表是鉴别世传与现代作品的方法之一。而茶壶气孔率的大幅下降，直接影响了其实用性能。


（二）独特的成型技艺：


  紫砂壶的成型方法，有手工、注浆、旋坯和印坯等几种。其中手工成型是传统的制作方法。而制作技艺的关键则是脱空成型和坏件表面的精加工。所谓精加工，系指用竹片、明针、刀具及用这些材质制作的其它专用工具，对已接上头、脚、嘴、把手的壶口、身、盖 的表面，进行精细的括平、修整，这是紫砂壶成为工艺品的关键之一。它的作用在于：紫砂熟泥颗粒大小不一，成型时坯体表面呈现现高低不平，在精加工过程中，用上述工具将坯体整平，并把隆起的颗粒向下挤压，使坯面平整光润。这时坯体外表形成一层较细致的表皮层，而内壁面虽在打拍泥片时也受拍打，但往往是稍事加工，泥料颗粒之间相对疏松，烧成后制品表面成梨皮状，而疏松的内部呈现一定的气孔率。

  紫砂壶造型别致多样。为不使它沦为一般的釉陶，以及历史原因，它的表面是不施釉的。要使紫砂达到"脱手则光能照面，出冶则资比凝铜"的工艺效果，必须把坯体处理得器形结构严谨，轮廓线条分明，筋瓤纹理清晰，达到珠圆玉润，浑成整体的制作要求，都需经过成型精加工来求得。同时，精加工也是提高坯体粘度的重要手段。例如大型圆条壶，壶口壶盖各有24条筋瓤对称。由于加工精细，烧成后壶盖任意调换方位，都能与壶口相吻。工艺不平高的紫砂壶，口盖准缝严密，二者之间的空隙（或称位移公差）一般都在0.5mm以内，是其它任何陶瓷壶类所无法比拟的，瓷器茶壶位移公差在1~3mm甚至更大。由于紫砂壶精度高，减少了混有黄曲霉等霉菌的空气流向壶内的渠道，成为紫砂壶泡茶不易发馊变质的原因之一。


（三）紫砂壶的烧成：


  烧成窑炉，燃料及窑具：


  烧成紫砂壶的窑炉，经历了龙窑、倒焰窑到隧道窑的演变。其中龙窑使用时间最长（宜兴羊角山早期紫砂窑址就是一条宽一米左右长十余米的龙窑）直到1957年才被倒焰窑代替。1973年，隧道窑取代国倒焰窑。龙窑所用燃料是茅草、松柴。倒焰窑的燃料是烟煤。隧道窑则以重油为燃料。


  紫砂壶从明代中叶起就开始用匣缸（俗称掇罐）烧成，这与上述紫砂壶自明代起因饮茶方法改变，制壶发生历史性转折相关连，以防止产品表面发生火刺，色泽不称等缺陷。同时提高了制品的装窑密度，有效地利用了窑位空间。


  窑炉烧成气氛的控制：


  紫砂泥中的氧化铁含量相当高，根据二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁，氧化铁三元相理论，如果制品在氧化气氛中烧成，由物相在1400℃以下不产生液相图，不形成低共熔物，由于紫砂泥中尚有氧化铭、氧化镁、氧化钾、氧化钠等成份，因此实际烧成温度低为1150~1180℃，在此温度下，泥料中各矿物相的扩散速度不大，炅铁矿不作为一种相存在，使制品成红色（低温）、紫红色（高温）。

   如以还原气氛烧成，则仅应按二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁系相图进行，在1100℃左右形成低熔共熔物而产生液相。三氧化二铁大量还原氧化铁色泥由紫红变紫黑，制品表面提前烧结还原过程中沉积的炭素和分解的气体无法逸出而发生鼓泡、积炭，造成废品。


  （四）紫砂泥和紫砂壶的显色： 


  众所周知，瓷器与陶器的主要差别之一，是瓷器含铁量低（〈1%），通常红色陶器含铁量大于5.5%,在正常烧成条件下，陶土含量不同，呈色不一。含量≤0.8%，烧成后呈白色；含量1.3%，烧成后成灰色；含量2.7%，烧后呈淡黄色；含量5.5%，烧成后呈淡红色；含量8.5%，烧成后呈红色；含量10.5%，烧成后呈深红色。但陶土中含有的氧化铁是以多种形式存在，如紫砂泥，就有下列几种：见表二。


（表二）


  矿物名称                分子式样                           矿物颜色


  赤铁矿                     Fe203                           樱红、暗红色


  褐铁矿                 Fe203、nH20                黄褐色至黑色


  针铁矿                Fe203、H20                  淡红、淡黄、淡褐色


  硫铁矿                    FeS2                                     黑色 


  磁铁矿           Fe304或Fe0、Fe203                铁黑色


  经过紫砂泥中Fe203和FeO的分析，Fe203总7.41~8.62%,FeO为0.73~0.55%，赤铁矿占90%左右，其它为20%左右。同时由于 MnO2、Cr203、CaO及其它少量色著色氧化物的存在，导致国紫砂泥的紫红色调。

  烧成气氛对紫砂壶的显色关系重大，对宋代中期羊角山紫砂器分析的结果：Fe203（总）8.24%，FeO5.44%，制品断面呈黑色，近代紫砂分析结果：Fe203（总）9.95%，FeOO.55%断面呈紫红色。运用精湛的烧成技术，制品可以获得要求的色泽。紫砂壶的烧成气氛，以中性一氧化焰为宜。


  （五）紫砂壶生产工艺的独特性和合理性：


  紫砂泥确实是宜兴得天独厚的原料，天赋的合理的化学组成、矿物组成、颗粒组成，使其具备了可塑性好，生坯强度高，干燥收缩小等工艺性能，为多种多样的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，形成国独特的风格。而精巧的手法，越群的技艺，促成了紫砂壶造型的丰富多采的特色。这就是泥料梵色？造型三者相互促进的辩证关系。 


  成型过程中的精加工工序，使制品形成一层致密的表皮层。由于它的存在，扩大了制品的烧成范围，不论是正常烧成温度的上限或下限，表皮层都能烧结，而制品内壁仍能形成气孔。因此，成型的精加工工艺，具有把泥料、成型、烧成三者有机地结凑在一起的作用，赋予紫砂壶表面光洁，虽不挂釉而富有光泽，虽有一定的气孔率而不渗漏等特点。紫砂泥经烧成形成了残留石英、云母残骸、莫来石、赤铁矿、双重气孔等物相。其结晶相多而玻璃相少，使紫砂壶具有抗热震性、透气性，较高的机械强度，赋予紫砂壶优异的实用功能。 


  斯经历了一千多年的历史演变，宜兴紫砂壶以其得天独厚的泥料，巧夺天工的制作技艺，集符合科学的生产工艺，精美绝伦的器物造型，有口皆碑的实用功能，成为世界名陶。历代宜兴陶瓷工匠用烈火使陶土放出异彩，也给后人留下了许多千古之谜，现代科学技术的手段提供了打开这个宝库的钥匙，让我们不断深入地进行紫砂陶的科学研究，探索奥妙，总结经验，古为今用，促进陶都繁荣昌盛，促使宜兴紫砂陶的优秀传统发扬光大。(叶龙耕)