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中国古代玻璃技术发展:从宋至清的釉进程

时间:2023-08-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:图15.4中国浙江与江西部分典型原始瓷标本釉中CaO和K2O+Fe2O3含量的二维散点图图15.5中国早期典型原始瓷釉与陶衣、窑汗元素组成的二维因子散点图图15.6商代青灰釉原始瓷樽15.3汉代至五代—釉的成熟阶段这一时期是自公元前206年到公元960年,包括汉、三国、晋、南北朝、隋、唐、五代等朝代。图15.9显示了唐邢窑白釉瓷盒。图15.10为邛崃窑乳浊青釉的场发射扫描电子显微镜所观察到的分相结构。

中国古代玻璃技术发展:从宋至清的釉进程

为什么中国早期的原始瓷釉会出现两种不同类型的配方组成,这是进行中国瓷釉起源研究无法回避的一个问题。从早期原始瓷釉标本的元素组成分析结果(表15.2)来看,第一种类型的原始瓷釉,即以CaO为主要助熔剂的瓷釉,其锰、磷的含量相对较高(两者含量之和一般大于0.4%),而一般高钙矿物如石灰石等的使用不会提高瓷釉中的锰、磷含量(一般小于0.1%)。实际上,在基本都用柴烧窑的中国南方,草木灰量多而且易得,因此样品釉中的高钙则很可能是受“窑汗”现象所启迪,在配方中使用了含高锰、磷的草木灰所引入[6]。而第二种类型的原始瓷釉,尽管釉中仍含有一定浓度的CaO含量,但Fe2O3和K2O含量大为提高,同时瓷釉中的锰、磷含量也比第一种类型的原始瓷釉低得多,因此第二种类型原始瓷釉中的钙含量以草木灰形式引入的可能性不大,不难发现,这种类型陶瓷釉的成分与一些早期陶器的陶衣组成非常相似(图15.5),这种高度的相似性说明,这类原始瓷釉的配方同古代陶工长期使用当地存在的富铁黏土作为“陶衣”具有密切的关系。此外,这两种类型的原始瓷釉的装饰效果也大不相同,相对而言,高钙釉的透明度较高,而高铁釉颜色较深、遮盖能力较强,对于不同的胎体和不同的装饰效果追求,应该说各有特点和功能。实际上,这两种类型原始瓷釉的同时存在也从一个侧面说明了中国瓷釉的发明同“陶衣”“窑汗”的继承关系,而不同类型的原始瓷釉配方的形成同当地的自然资源(制陶原料和燃料等)密切相关。

除了釉的配方外,高温技术的提高是原始瓷釉得以烧制成功的核心要素,实际上,窑炉技术的改进被认为是中国古陶瓷的科技发展史中三大技术突破之一和主要的推动力量之一。至商代,中国陶瓷工艺史上出现了第一次高温技术的突破,即印纹硬陶的烧成温度达到了最高1 200℃左右、平均1 080℃,比前期陶器的烧成温度提高了近200℃[1]。这为釉的形成提供了不可或缺的工艺基础。显然,只有在高温条件下,一些柴灰和陶器外表的陶衣才可能玻化熔融,而古代陶工们正是通过对这种高温所产生的现象和材质的长期观测和接触,认识到在陶瓷表面的玻璃态物质不仅具有装饰效果,而且还能增强器皿表面的耐磨性和易于清洁,并且由于釉的不透水性,更赋予了瓷器一种以前陶器所不能胜任的饮器功用。这种明显的效果提升和已逐步掌握的技术条件最终导致了中国瓷釉的发明,无疑,高温技术的突破是中国陶瓷釉发明的关键一环。图15.6显示的是商代青灰釉原始瓷樽。

图15.4 中国浙江与江西部分典型原始瓷标本釉中CaO和K2O+Fe2O3含量的二维散点图

图15.5 中国早期典型原始瓷釉与陶衣、窑汗元素组成的二维因子散点图

图15.6 商代青灰釉原始瓷樽

15.3 汉代至五代—釉的成熟阶段

这一时期是自公元前206年到公元960年,包括汉、三国、晋、北朝、隋、唐、五代等朝代。

中国原始瓷经过了近2 000年的发展,终在东汉(25—220)时期产生了阶段性的飞跃,成熟的瓷器——越窑青瓷(图15.3b)开始出现。作为成熟瓷器,其不同于中国原始瓷的一个突出标志就是瓷釉的质量以及与瓷胎的匹配性有了明显的提高。研究表明,尽管越窑青瓷釉在成分上与第一种类型原始瓷釉相似,同样是以CaO为主要助熔剂,其含量一般在14%~16%,个别可高达20%左右(表15.3),和原始瓷在原料配方上具有继承性,仍属于CaO(MgO)—K2O(Na2O)—Al2O3—SiO2系的高温釉,但越窑青瓷的烧成温度已提高到1 200℃以上,高者可以达到1 300℃[1],瓷釉中很少残留石英和其他结晶,釉泡大而少,一般较透明。瓷釉厚度一般在0.1~0.3 mm,薄厚较为均匀,胎釉匹配性较好,出现了较为明显的胎釉中间层,胎釉结合性提高,这与厚薄不均且易脱落的原始瓷釉相比,已显示出了巨大的进步(图15.7)。由于釉中2%左右的Fe2O3含量,以及一定量的TiO2含量(一般小于1%),因此在不同的烧制气氛下呈现出灰黄色、灰青色或青色(图15.8)。

表15.3 东汉时期各地越窑青瓷釉主、次量元素组成[11]

图15.7 中国早期典型原始瓷(a)与越窑青瓷(b)显微结构[3]

图15.8 东汉熹平四年(175年)越窑网格纹青釉瓷罐

图15.9 唐邢窑白釉瓷盒

到了隋、唐、五代时期,在中国南、北方又出现了无色透明的白釉。例如隋唐时期河北的邢窑、河南的巩县窑以及五代时期江西景德镇窑都烧制了白釉瓷。图15.9显示了唐邢窑白釉瓷盒。这一进步不仅打破了中国青瓷一统天下的格局,形成了中国陶瓷历史上南青北白相互争艳的两大体系,而且在制瓷技术上取得了许多突破,为中国制瓷业的发展创造了非常重要的条件。白釉的出现是制瓷匠师们在长期实践中逐步认识到并尽可能避免使用使陶瓷胎釉着色的制瓷原料的结果,从而为后世的各种颜色釉瓷和彩绘瓷打下了良好的基础。另外,在过去的青釉瓷中所使用的助熔剂都是以CaO为主,但在隋唐白瓷釉的化学组成中,K2O的含量已大大增加而形成了钙碱釉,甚至是碱钙釉。这也是南方早期青釉瓷所从未有过的。有理由认为这些白釉的配方中可能使用了长石,而不是像南方那样使用釉灰加瓷石的配方。特别是这些白釉所使用的原料中Fe2O3的含量特别低,而使这些釉具有如银似雪的白色。

以上所说的不管是青釉、黑釉还是白釉都是透明的。一般在釉中只有极少量的残留石英和小气泡。但是到了隋唐时期,或者更早一点的南北朝时期,在中国南方又出现了乳浊釉。这种乳浊釉是由于在釉中发生了液相分离,其中一相成液滴状分布在连续相中。液滴的大小正处在亚微米级,接近可见光的波长范围,产生了散射乳浊效应,而使釉变得不透明。如南朝至唐代的福建怀安窑的乳浊青釉瓷[8],河南鲁山段店、禹县下白峪等地的唐钧釉瓷,浙江金华婺州窑的乳浊釉瓷[9],湖南长沙窑乳浊釉瓷以及四川邛崃窑乳浊釉瓷[10]等,都是利用分相而产生的乳浊效应而制成乳浊釉。图15.10为邛崃窑乳浊青釉的场发射扫描电子显微镜(FESEM)所观察到的分相结构。釉内并不存在分散的微晶,引起光散射的是从釉的基质中分离出的大量亚微米级的球形不混溶液滴,部分液滴有聚结或粘连,增加了对光的散射效应。液滴的直径在0.1~0.4 μm,接近可见光的波长范围,产生散射乳浊现象,得到柔和莹润的乳浊釉面[10]。这些乳浊釉的出现不仅丰富了中国瓷釉的科学内涵,而且也为宋代出现的一代名瓷——钧釉瓷奠定了扎实的基础。

图15.10 四川邛崃窑乳浊青釉的分相结构

除了上述高温钙釉或钙碱釉外,中国北方在汉代又出现了以PbO作为主要熔剂的富铅低温釉。它的出现为中国瓷釉的发展开辟了第二个重要的釉系,为后世一系列低温色釉和彩料的不断出现和创新奠定了基础。在商代晚期中国已出现了以铜、锡、铅三元合金制造铜器,在秦汉时期炼丹术十分盛行,以及在战国时期已出现了含铅钡的硅酸盐玻璃,无论在上述哪一种实践的影响下都可能通过长期的认识的积累和实践的探索,为低温富铅釉的发明提供启发,从而在西汉时期制成以铜着色的绿釉陶,以及在隋唐时期制成分别以铁和钴着色的黄釉陶和蓝釉陶。这就是闻名于世的唐三彩以及随后的宋三彩和辽三彩等。

总之,这一阶段所出现的釉不仅表现在品种上的增多,而且也在科学内涵上更加丰富。不仅表现了本阶段的辉煌成就,而且也为下一阶段的发展创造了更加有利的条件。

15.4 宋代至清代——釉的发展阶段

在越窑青瓷出现1 000多年后,特别是在宋代以后,中国的高温瓷釉不断发展,虽然仍属于CaO(MgO)—K2O(Na2O)—Al2O3—SiO2系的高温釉,但釉中CaO的含量有所降低,相应地,K2O的含量逐步提高,属高温钙碱釉或碱钙釉。除透明釉外,还发明了在烧制过程中经复杂物理化学变化形成的析晶釉、分相釉和分相析晶釉。除了以Fe2O3着色的青釉还在继续发展提高之外,还出现了以Cu着色的红釉、以Co着色的蓝釉等,形成了丰富多彩的颜色釉瓷体系,为中国赢得了“瓷之国”的美誉。

龙泉窑青瓷的青釉在继承越窑青釉的基础上,经过五代和北宋时期的探索改进,到了南宋,所烧制的青釉瓷无论在技术和艺术上都得到了很大的提高,受到海内外的高度重视。西方至今仍以雪拉同(celadon)称之。图15.11为南宋龙泉窑粉青釉凤耳瓷瓶。龙泉窑青釉在化学组成上最大的特点,就是降低了CaO的含量,增加了K2O的含量,使其从越窑的高钙釉转变成钙碱釉或碱钙釉。在着色剂方面TiO2的含量亦有所降低。龙泉窑青釉在化学组成上的变化,再加上在较强的还原气氛中烧成,使得它具有纯净的青色,一般称为粉青和梅子青。另外,由于龙泉窑青釉降低了CaO的含量和增加了K2O的含量,使得釉的高温黏度增加,从而增加了釉的厚度和增强了釉的玉质感。尽管龙泉窑青釉具有以上这些优点,但还是属于透明釉的范畴。釉中除含有少量残留石英和气泡外别无他物。(www.xing528.com)

图15.11 南宋龙泉窑粉青釉凤耳瓷瓶

汝窑瓷釉和南宋官窑瓷釉都是以极强的玉质感而闻名于世,开创了析晶和分相共同作用的乳浊釉的先河,在世界瓷釉发展史上独领风骚。图15.12为南宋官窑(修内司官窑)瓷青釉的FESEM所观察到的显微结构。从图15.12可见,微米级钙长石微晶和亚微米级的分相结构遍布整个釉中,其分相形貌为互连结构。正是这些微小的晶体和分相对入射光的散射,使得南宋官窑瓷釉具有很强的玉质感。形成这种釉的显微结构,可能是在釉中首先析出钙长石的晶体,然后在剩余玻璃相中再进行分相。考虑到这类釉的析晶分相结构所形成的科学与艺术上的成就出现在距今800多年前的南宋初期,不禁令人惊叹中国古代的陶瓷大师们所创造的辉煌业绩。

图15.12 杭州老虎洞窑南宋地层(修内司官窑)出土瓷片的显微结构(a、b)

前文所提到的官窑和汝窑所烧制品的釉都是以Fe2O3为着色剂的乳浊青釉瓷。但北宋时期在河南禹县地区各个窑址,又出现了局部或全部以铜及其氧化物着色的带有红色斑纹或全部呈紫红色的釉。从不同角度观察,这些制品上往往呈现出鲜明的颜色变异的天蓝色散射光,从而成为一种典型的乳光釉。这是中国古代陶瓷大师们使用铜作为着色剂烧制成红釉的开始,为世界创造了一种新釉种,史称钧釉。由于这种釉受到化学组成、烧制时的温度和气氛以及整个工艺过程的多种因素的综合影响,使这种红如海棠、紫如玫瑰绚丽多彩的釉色千变万化,即使在同一窑中所烧出的制品釉色也很难相同,故又被称为窑变釉。这就使得钧釉不仅给予人们一种美妙绝伦的视觉感受,而且还给予一种理念上的神秘感受。图15.13为金代钧釉瓷盘。研究发现,河南钧窑的钧釉是典型的分相釉。钧釉的RO2/R2O3在10.5左右,在CaO—Al2O3—SiO2三元相图中落在了分相釉的范围之内。因而在烧制过程中形成液相分离,其中一相形成的液滴直径介于55~116 nm之间,符合瑞利散射的要求,从而使得钧釉呈现蓝色乳光。

图15.13 金代钧釉瓷盘

由于宋代斗茶之风大盛,各窑场都生产斗茶用的黑釉碗。在这种大环境的影响下,福建建阳地区和江西吉州地区应运而生地烧制出许多艺术水平高超和技术内涵非常丰富的黑釉瓷。较之前南北各窑所生产的黑釉瓷有了质的飞跃,达到了一个高峰。建阳窑烧制出带有兔毫纹、油滴状、鹧鸪斑和玳瑁斑的黑釉盏;吉州窑除烧制与建阳窑相同的品种外,又增加了在黑釉上的装饰如木叶纹、剪纸贴花纹等。建阳窑黑釉瓷的胎和釉中都含有较高的Fe2O3,一般在5%以上,高者竟接近10%。在还原气氛中烧成后,成为真正的黑胎黑釉瓷。这也是中国其他窑厂所少见的。建阳黑釉瓷以带有兔毫纹为大宗,其他纹样则比较少见。兔毫纹是由于建阳黑釉一般都比较厚,在烧制过程中由于釉自上而下流动而形成。兔毫纹的呈色有金色、黄色、银色和灰色等,分别被称为金兔毫、黄兔毫、银兔毫、灰兔毫等,虽然兔毫釉也是一种分相结晶釉,但它们较前面所提到的那些釉要复杂得多。经过对它们显微结构的研究,可阐述它们复杂的形成机理。它们是在黑釉中首先析出钙长石微针晶。在析晶的过程中由于晶体的自身净化作用而将氧化铁排到晶间周围的液相中。黑釉本身就是含氧化铁很高的熔体,再加上这些被排出的氧化铁,使得晶间熔体中的氧化铁含量更高而具有很高的液相分离趋向。分相结构两相中的富氧化铁的一相就会析出氧化铁晶体。根据烧成气氛而析出赤铁矿(Fe2O3)晶体或磁铁矿(Fe3O4)晶体,如果这些晶体杂乱无章聚积在兔毫条纹中,前者即形成黄兔毫,后者即形成灰兔毫;如果这些晶体有序地排列、平行并处于兔毫的表面,由于对光呈镜面反射,前者即形成金兔毫,后者即形成银兔毫。图15.14所示为建阳兔毫釉的钙长石晶束与晶间的液相分离以及氧化铁析晶的结构。但有时也会不经钙长石析晶,而在釉面附近局部形成富氧化铁微区。在氧化铁含量达到足够的浓度时也会发生液相分离,从而在富氧化铁的一相中析出Fe2O3或Fe3O4晶体。总之不管是哪种情况,兔毫的形成必须通过液相分离和分相后富氧化铁相内的析晶。图15.15 为福建建阳窑黑釉瓷兔毫盏。

图15.14 福建建阳窑黑釉瓷兔毫釉的显微结构

图15.15 福建建阳窑黑釉瓷兔毫盏

唐、宋以来这些名窑所制的名瓷,经过元、明两代几乎都停止烧制,甚至连窑址也湮没到无处可寻。但在江西景德镇,自五代开始,历经宋、元、明、清,逐渐兴盛起来。它不仅可仿制历代各窑的名瓷,而且还创造了多色釉、单色釉、彩绘瓷等许多新品种釉,从而成为闻名于世的中国瓷都。其中如宋代湖田窑和元代枢府窑的影青釉瓷、明代永乐的甜白釉瓷、清代的各种红釉瓷、元代开始历经明清的长盛不衰的青花瓷和釉里红瓷,以及各种颜色的釉瓷和彩绘瓷等。

综上所述,中国瓷釉经过4 000多年前的新石器时代的孕育阶段,经3 000多年前商周时期的形成阶段和1 000多年前的汉至五代的成熟阶段,到了1 000年前左右的宋代到清代的提高阶段,使人们看到中国瓷釉一脉相承地从形成、成熟到提高的全过程。它不仅是艺术百花园中的一朵奇葩,而且也是科技王国中的一座宝库英国的中国古陶瓷研究学者尼格·伍德(Nigel Wood)在他所著的Chinese Glazes(《中国瓷釉》)一书的简介中,即称中国瓷釉非凡的质量和色彩受到整个历史的赞美。它们对西方陶工一直是一个技术上的挑战[11],这种表述很有代表性,它表达了整个世界对中国瓷的如痴如醉的爱好和赞美,也就是对中国瓷釉的爱好和赞美。事实上,在中国瓷釉整个发展过程中,无处不表现出它们辉煌卓越的成就。

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