专利名称：一种夹炭黑陶的制备方法
技术领域：
本发明属于陶器制备技术领域，具体涉及一种夹炭黑陶的制备方法。
背景技术：
陶器不是中国独特的发明，其起源是多元的，是农耕文化发展到一定阶段的产物，是灿烂古文化的重要组成部分。在考古发掘中，发现有红陶、灰陶、彩陶、白陶、彩绘陶、黑陶和轴陶等系列。黑陶是指光亮漆黑的陶器，以装饰简朴、造型端庄优美、质感细腻润泽、光泽沉着典雅的特色而独领风骚，是中华民族源远流长的文化长河中孕育的一颗璀璨明珠，被誉为“土与火的艺术，力与美的结晶”。原始黑陶是先民们实践活动的巅峰之作。它的制作工艺 先前是在陶土中加入植物炭化而显黑色(如河姆渡陶器、龙山陶器和二里头陶器)，后期出现注水烟熏渗碳法，即在器物烧成的最后一个阶段，从窑顶徐徐加水，使木炭产生浓烟，有意让浓烟熏黑器物，使成惊世的黑色(良渚陶器)。在龙山一二里头黑陶存世较少。资料显示，早期龙山文化的黑陶，主要分布在豫西、晋南和关中一带。二里头文化因其在河南偃师二里头发现而命名。这个时期陶器成型技术基本都是轮制，兼有一些模制与手制。现代复古的工艺流程主要就是模仿这个时期流传的技艺。黑陶可分两类一类是胎和器表都呈黑色，通体漆黑光亮，其典型制品器壁薄如蛋壳，技艺精湛。龙山一二里头文化的黑陶属于此类。其制作工艺主要是在陶胎中采用或加入经高温后变黑的材料，如谷物外壳等。另一类胎为灰色或灰褐色，外施黑色陶衣，打磨光亮，亦称黑皮陶或黑衣陶，以良渚文化为典型。其制作工艺主要是在焙烧后期用浓烟熏翳，使烟中的碳微粒渗入，充填陶器的空隙，便能呈现黑色。黑陶制作工艺失传已久，现在恢复的制作工艺十分复杂，大致是成型前采用二里头文化制陶工艺，后期则是良渚文化烧制工艺。烧制特殊工艺是，开始用氧化焰，使胎体硬结，然后控制为还原焰，使胎体在较低温度/还原气氛中渗碳烧成，无釉或采用低温釉。黑陶现行制作工艺简介黑陶现行成型工艺有手工成型法和注浆成型法两种，具体如下
I)手工成型法粘土一选料一晚晒一过筛一加水调楽棒泥一练泥一陈腐一拉还(手工轮制成型)一一次阴干一抛光一二次阴干一渗碳烧成一检验一包装。2)注浆成型法粘土一选料一晾晒一粗碎一中碎一配料一球磨一过筛(120目)一陈腐一搅拌一过筛(60目)一注浆成型一一次阴干一修坯一二次阴干一渗碳烧成一检验一包装。此方法是代替手工成型，改进黑陶质量的一种方法，适合工业化批量生产。制作黑陶的原材料是构成造型体的基本因素。在制陶过程中，借助于材料的特性，转化制成黑色的陶器。I)泥土制作黑陶时，对泥土要求非常严格。一般要经多次试用和对t匕，选择适合工艺要求的含金属矿物质粘土，泥土颗粒大小和密度都要均匀、细腻，具有一定的可塑性，满足成坯要求。另外，由于黑陶制品需在800°C以上烧成，因此需要坯土有耐火性和烧结性，在经过一系列复杂的化学变化后，变得更加致密并具有一定的强度。在后期的渗碳工艺中，要使黑色的碳在陶的表面分布均匀、黑亮。2)燃料主要是木柴和煤。3)渗碳碳源一般采用煤、浙青或松枝，控制空气量，使其不能完全燃烧而产生黑烟。尤其当将窑炉密封后，在炉内缺氧情况下，炉内弥漫着高浓度黑烟，黑烟中含有大量微小的碳粒，渗入坯体气孔后沉淀或吸附在坯体上，使坯体呈黑色。夹炭黑陶是古代黑陶中的一种，是河姆渡文化陶器的一大特征，龙山-二里头文化大量出现，他处较罕见。炭素和泥是陶质的主要组成部分，陶胎中加入大量炭素晶粒，颜色墨黑。炭素是植物碎末和稻谷谷壳等，先烧成炭后再羼入泥土。有意加进炭素，一是为了泥土在成型过程中减少收缩，其作用与掺砂的作用一样。二是由于炭素的作用，陶胎内质黑得更浓。现有的夹炭黑陶制作工艺，熏制出来的黑陶是含有毒性物质的“假黑陶”，制得的陶器只有古陶的外观，而无古人的天然健康。因为陶体的表面是被橡胶或浙青化合物熏黑
的，浙青本身含镭Ra、钋Po等放射性元素，吸收了浙青化合物后的陶体对人体健康有一定的危害。此外，陶体内色泽不均匀，多为灰白色，经常出现灰斑、紫斑、黄斑，特别是光亮斑。这种黑陶只能小心翼翼轻拿轻放，做为展示。如果用指甲在其表面划过，可留下明显的划痕。
发明内容
本发明目的在于提供一种夹炭黑陶的制备方法，该方法添加牡丹炭为原料，制得的黑陶内外兼黑、色泽均匀，硬度大，孔隙率小，在8 15 μ m内的法向光谱发射率达到85%以上。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种夹炭黑陶的制备方法，包括选料工序，其中，该选料工序以黄河底泥和粒径10 -60 μ m (优选35 — 46 μ m)的牡丹炭为原料，黄河底泥与牡丹炭的重量比为1. 5 — 9 :1。。所述牡丹炭按下述方法制得将牡丹原料用PH为I 一 3、质量浓度20 - 60%的氯化锌溶液浸溃吸收后，转入碳化炉中于300 - 500°C密闭碳化I 一 6小时，出料，冷却至室温即得；所述牡丹原料选自牡丹根、茎和叶中的一种或两种以上，所述氯化锌溶液的用量为牡丹原料重量的I 一 5倍。使用时可依需求，将牡丹炭粉碎、研磨、过筛至相应粒径即可。所述夹炭黑陶的制备方法，还包括渗碳烧成工序，该渗碳烧成工序中所用渗碳材料由下述重量百分比的物料组成植物树脂I 一 10%,松香I 一 10%,纳米级二氧化猛I 一10%，纳米级电气石粉I 一 10%，纳米级氧化铁I 一 10%，余量为牡丹籽。具体的，渗碳烧成工序在窑内进行，所述渗碳材料置于待烧制坯体下方，投料量按窑内空间计，每立方米添加O. 5 — IOkg (优选I 一 2kg)渗碳材料。所述夹炭黑陶的制备方法，具体包括如下步骤将黄河底泥和牡丹炭混匀后加水调成泥浆，过筛，沉淀晾晒至含水量在45 - 55%时进行练泥和陈腐，然后拉胚成型，坯体经一次阴干、抛光、二次阴干后转入窑内渗碳烧成，所述渗碳烧成具体为打开窑门，升温至100°C并保持12h，然后封闭窑门，升温至800°C并保持6h，然后打开部分窑门降温至450°C，向窑内加入渗碳材料，待渗碳材料燃烧至5 — 6成时，封闭窑门并升温至1000 - 1200°C(优选1050 - 1180°C)，待窑内燃烧产生的焦油挥发殆尽后(一般需48h以上)打开窑门，自然冷却至室温，取出陶器，用水洗去表面浮尘，阴干即得黑陶成品。本发明所用的牡丹炭优选按照下述方法制备将牡丹原料用pH为1、质量浓度35 - 55%的氯化锌溶液浸溃吸收后，转入碳化炉中于350 - 450°C密闭碳化2 — 3小时，其间每隔30分钟彻底搅拌一次，搅拌前将炉温降至100°C以下，搅拌后再升至相应的碳化温度，碳化结束后出料，冷却至室温即得；所述氯化锌溶液的用量为牡丹原料重量的2 — 3倍。具体可参见中国专利CN201210257312.1。黄河底泥选取自洛阳或郑州段的黄河底泥。在本发明工艺中，特意添加牡丹炭作为陶器原料，具有如下优点①使得产出的器物内外兼黑，具备了夹炭黑陶的特征。②由于牡丹炭素的作用，使黄河底泥的性质与紫砂泥的性质相似，质地较原泥更细腻，制品密度介于陶和瓷之间，吸水率介于O. 5%至10%之间，透气性适当，耐热性和隔热性强，冷热骤变时不易炸裂，具备了半瓷的特征。③由于牡丹炭素的作用，加工成型过程形变减少，成品率提高。④由于牡丹炭素的作用，陶泥的可塑性更 强，便于成形加工，能丰富器物的造型，更适宜制作高档观赏器具以及茶壶、酒杯等生活用小器皿。⑤采用半瓷的烧成温度(介于1000°C — 1200°C之间)后，出现发射远红外线的效果，可用于需要改变所盛放液体性质的场合，如水的小分子团化和防腐、酒和醋的酯化等。采用本发明所述制作、烧制工艺，所得到的陶器成品具有如下特点1)内外兼黑，色泽均匀；2)硬度大，指甲无划痕;3)孔隙小，吸水率在O. 5 — 10%之间;4)在8 15μπι内的法向光谱发射率(采用IRP restige-21型傅立叶变换红外光谱仪测定)达到85%以上；5)用来盛放食醋、酒水等，可加速小分子团簇化、酯化和防腐；6)因渗碳材料中添加了松香，陶器成品有极淡的果木香味，可保持2年以上。黑陶本身具有深厚的文化内涵、特殊的含义，成为人们追求时尚、彰显财富的象征。在本发明工艺中，以黄河底泥为原料扩大了黄河泥的用途，渗碳材料中使用牡丹籽可使炭陶制品浸润牡丹油脂，所得黑陶制品色泽更亮泽协调，气味清香宜人，重现河姆渡一龙山一二里头文化陶器厚重、质朴的特点，实为馈赠和收藏之上品。此外，渗碳材料避免使用浙青、橡胶等有毒害材料，所得黑陶成品也更有益人类健康。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不局限于此。实施例1
一种夹炭黑陶的制备方法，具体包括如下步骤
I)选料选择颗粒大小和密度均匀、细腻，无杂质、无杂色的来自洛阳段的黄河底泥及粒径在35 — 46 μ m的牡丹炭，黄河底泥和牡丹炭的重量比为2:1。2)晾晒在室外进行晾晒，使牡丹炭和黄河底泥内外干湿度一致、均匀。3)过筛将晾晒好的牡丹炭和黄河底泥粉碎，过160 - 200目筛。4)水解和榨泥将黄河底泥与牡丹炭混合均匀，然后加入水调成泥浆(水的添加量为黄河底泥和牡丹炭总重的65%左右)，过120 - 160目筛后，取沉淀，晾晒。5)练泥与陈腐晾晒至含水量在45 - 55%时开始练泥。练泥的目的在于使泥料软硬均匀，将泥中空气充分地排出，以防止在烧制的过程中存在气泡而发生断裂。完全无气的泥表面光滑，弹性好，无裂纹，手感细腻，内部层次分明，土质看上去很细。
泥条须练4 — 5遍，第一次练2 — 3遍，陈腐3 — 5天，湿润、踩踏、摔练，反复多次；第二次重练2遍，陈腐2 — 3天，湿润、踩踏、摔练，反复多次。6)拉坯成型熟泥用手揉搓成一定的塔形，置于转轮机上利用惯性拉坯。待毛坯晾放达到适宜干湿度时，再进行修坯，手工成型。7) 一次阴干将制成的坯体，在阴暗干燥密闭室内阴干至含水量40 - 45%。8)抛光先用机器抛光,去掉还体表面的杂质, 有气泡的用黄泥填补,使还体光洁。然后手工抛光，使坯体表面无气泡、无划痕、无凸凹，光亮均匀。9)二次阴干，一般采用梯度温度阴干法，具体为①将坯体置于阴暗干燥密闭低温(15 - 20°C)室内阴干至水分25 - 30% ;②将坯体放置在阴暗干燥密闭室温(20 — 25°C)处阴干至水分在20%左右将坯体放置到干燥室(45 - 55°C)，干燥至水分2 — 5%。10)渗碳烧成一)无釉；二)烧成与渗碳方法关键在于烧制时窑温由低到高，开始用氧化焰，使胎体硬结；然后控制为还原焰，使胎体在还原气氛中渗碳烧成。具体为
①敞开窑门，温度升至100°c，保持12小时。目的是将未完全干燥的坯体烘干，防止高温时产生爆裂。②封闭窑门，将温度升至800°C，保持6小时。目的在于使胎体硬结。③打开部分窑门，将温度降至450°C。目的是准备向窑内加入渗碳材料。④向窑内加入渗碳材料，所述渗碳材料由下述重量百分比的物料组成植物树脂8%，松香8%，纳米级二氧化锰3%，纳米级电气石粉2%，纳米级氧化铁2%，余量为牡丹籽。加入方法将各原料按比例混合均匀后，用托盘放置在待烧制坯体的下方。投料量按窑内空间计，每立方米添加2kg渗碳材料。⑤引燃渗碳材料，待渗碳材料燃烧至5—6成时，封闭窑门，将温度升至1050°C，保持48小时。目的是使陶器渗碳并浸润牡丹油脂。⑥打开窑门，将温度降至100°C以下后，开窑，继续冷却至常温，取出陶器。取出的陶器用水洗去表面浮尘，阴干后即得黑陶成品。所得夹炭黑陶成品内外兼黑，色泽均匀且带有极淡的果木香味；指甲无划痕；孔隙小，吸水率在5%左右；在8 15 μ m内的法向光谱发射率达到85%以上。实施例2
步骤I)选料时，黄河底泥和牡丹炭的重量比为5:1 ;步骤10)中渗碳烧成时，所用渗碳材料由下述重量百分比的物料组成植物树脂4%，松香6%，纳米级二氧化锰5%，纳米级电气石粉10%，纳米级氧化铁8%，余量为牡丹籽。投料量按窑内空间计，每立方米添加7kg渗碳材料。待渗碳材料燃烧至5 — 6成时，封闭窑门将温度升至1180°C并保持48小时。其它步骤参照实施例1。所得夹炭黑陶成品内外兼黑，色泽均匀且带有极淡的果木香味；指甲无划痕；孔隙小，吸水率在6%左右；在8 15 μ m内的法向光谱发射率达到85%以上。实施例3
步骤I)选料时，黄河底泥和牡丹炭的重量比为8:1 ;步骤10)中渗碳烧成时，所用渗碳材料由下述重量百分比的物料组成植物树脂2%，松香3%，纳米级二氧化锰8%，纳米级电气石粉5%，纳米级氧化铁4%，余量为牡丹籽。投料量按窑内空间计，每立方米添加4kg渗碳材料。待渗碳材料燃烧至5 — 6成时，封闭窑门将温度升至1120°C并保持48小时。其它步骤参照实施例1。所得夹炭黑陶成品内外兼黑，色泽均匀且带有极淡的果木香味；指甲无划痕；孔隙小，吸水率在6. 8%左右； 在8 15 μ m内的法向光谱发射率达到85%以上。
权利要求
1.一种夹炭黑陶的制备方法，包括选料工序，其特征在于，该选料工序以黄河底泥和粒径10 — 60 μ m的牡丹炭为原料，黄河底泥与牡丹炭的重量比为1. 5 — 9 :1。
2.如权利要求1所述夹炭黑陶的制备方法，其特征在于，所述牡丹炭按下述方法制得将牡丹原料用PH为I 一 3、质量浓度20 - 60%的氯化锌溶液浸溃吸收后，转入碳化炉中于300 - 500°C密闭碳化I 一 6小时，出料，冷却至室温即得；所述牡丹原料选自牡丹籽壳、根、茎和叶中的一种或两种以上，所述氯化锌溶液的用量为牡丹原料重量的I 一 5倍。
3.如权利要求1所述夹炭黑陶的制备方法，其特征在于，还包括渗碳烧成工序，该渗碳烧成工序中所用渗碳材料由下述重量百分比的物料组成植物树脂I 一 10%，松香I 一 10%，纳米级二氧化锰I 一 10%，纳米级电气石粉I 一 10%，纳米级氧化铁I 一 10%，余量为牡丹籽。
4.如权利要求3所述夹炭黑陶的制备方法，其特征在于，渗碳烧成工序在窑内进行，所述渗碳材料置于待烧制坯体下方，投料量按窑内空间计，每立方米添加O. 5 -1Okg渗碳材料。
5.如权利要求4所述夹炭黑陶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤将黄河底泥和牡丹炭混匀后加水调成泥浆，过筛，沉淀晾晒至含水量在45 - 55%时进行练泥和陈腐，然后拉胚成型，坯体经一次阴干、抛光、二次阴干后转入窑内渗碳烧成，所述渗碳烧成具体为打开窑门，升温至100°C并保持12h，然后封闭窑门，升温至800°C并保持6h，然后打开部分窑门降温至450°C，向窑内加入渗碳材料，待渗碳材料燃烧至5 - 6成时，封闭窑门并升温至1000 - 1200°C，待窑内燃烧产生的焦油挥发殆尽后打开窑门，自然冷却至室温，取出陶器，用水洗去表面浮尘，阴干即得黑陶成品。
全文摘要
本发明涉属于陶器制备技术领域，具体涉及一种夹炭黑陶的制备方法，其包括选料工序，该选料工序以黄河底泥和粒径10－60μm的牡丹炭为原料，黄河底泥与牡丹炭的重量比为1.5－91。该方法添加了牡丹炭作为原料，制得的黑陶内外兼黑、色泽均匀，硬度大，孔隙率小，吸水率在0.5－10%之间；在8～15μm内的法向光谱发射率达到85%以上。
文档编号C04B33/34GK102992735SQ201210477480
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者彭羽轩, 陈小科, 刘小筠, 邓黎黎, 王二力 申请人:河南华美生物工程有限公司