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煅烧加工技术

/calcination processing technology/
条目作者焦驰宇

焦驰宇

最后更新 2024-12-04
浏览 141
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在窖炉中进行高温焙烧成的一种技术。

英文名称
calcination processing technology
所属学科
科学技术史

煅烧能改变土性颜料的色调,或者通过结晶过程来改变无机物或矿物的性质。早在10000多年前,人类就已经掌握煅烧的技术,首次通过高温煅烧,将一种物质变成另一种物质,完成一系列的化学变化,这种活动是人类发展史上的一次重大飞跃。中国著名的瓷器制造和兵马俑的制造都离不开煅烧加工技术。

自人类掌握煅烧加工技术到北宋煅烧技术应用的巅峰时期经历了许多阶段,最初为平地烧成阶段,这一阶段没有理论意义上的窖炉,煅烧技术的不成熟,仅仅找一块较为坚硬没有过多杂草植物的土地就开始进行煅烧作业;之后发展到坑烧阶段,坑烧阶段说明先民已经开始考虑如何能更好地利用燃料产生的热量,提高热效率,开始尝试把燃料所产生的火焰限定在一定的范围内,也更为安全。

然后到了有窖烧成阶段,有窖烧成早期先民们经历大量生产实践,创造了一次性薄壳窖,即在平地上或烧坑上用泥涂抹而成一层窖壁,把火焰束缚在一定的范围内,这样极大地提高了热效率,也提高了烧成温度;之后在一次性薄壳窖之后又出现了同穴型升焰窖,基本上就是将一次性薄壳窖移到地下,从而利用较厚的窖壁提高窖炉的保温效果,进一步提高热效率。

之后又出现了坚穴式窖炉和横穴式窖炉,这两类窖炉的出现说明先民已经开始考虑燃料的添加和控制火焰的流向,虽然还是利用窖顶通风排烟,基本和同穴窖无太大差别,但专用火膛的出现是这两类窖的主要贡献。

最后发展成到北宋时期,煅烧技术到达巅峰,出现了广为流传的半倒焰窖形式,半倒焰窖的排烟孔已经到达火膛相对窖壁的下方,紧挨窖床,这可以保证火膛上升的火焰可以达到窖顶后向下弯折,以便流通全窖,从而尽量平衡窖炉内部的上下温差,使窖内待烧器物能够均匀受热。

煅烧技术的关键在于温度的控制,烧窑时通常留有两个孔,一个进柴,一个进行观察,不同的火焰颜色表现不同的温度,木柴的质量和干湿度,窑里氧气的浓度等因素都影响火焰颜色,判断烧窖的温度的判断往往需要经验丰富的人员,常用的方法是在窑里近观察口处放若干个瓷土捏的圆锥,尖头圆底,古人称之为“火照”。它在高温时会变红变软变弯。古人每隔一段时间用铁钳夹出一个,看它变软的程度,就可以来判断大概的温度。

同时窖内温度的变化也十分重要,即升温和降温的速度,和最高温的持续时间,这是煅烧瓷器的过程中很为重要的指标,而且还要控制窖内的氧气浓度,比如铜釉,在高浓度氧气时是红色,反之是绿色。著名的青花釉里红,只有在特定的氧气浓度时才能煅烧成功,若能完美控制煅烧温度,那么煅烧出的釉里带红的青花瓷器会很珍贵。

  • 阎飞.中原古代陶瓷窑炉实验考古研究.郑州:郑州大学,2012.

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