瓷器的化学成份主要取决于胎体和釉料,不同时期、不同种类的瓷器在化学组成上存在差异。以下是详细的分类与分析:
一、胎体主要成份
1. 高岭土(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O)
高岭土是瓷器胎体的核心原料,提供较高的耐火性和塑性,氧化铝(Al₂O₃)含量通常达35%-40%,其直接影响胎体的白度和烧结温度。中国景德镇高岭土因杂质少、烧成后胎质细腻而闻名。
2. 石英(SiO₂)
占比约60%-70%,作为骨架材料,提高胎体硬度和热稳定性。过量石英会导致胎体收缩率增大,易开裂。
3. 长石(K₂O·Al₂O₃·6SiO₂或Na₂O·Al₂O₃·6SiO₂)
含量约15%-25%,在高温下熔融形成玻璃相,促进烧结并降低烧成温度(通常需1300℃以上)。钾长石(正长石)比钠长石(斜长石)更常用于高档瓷器。
二、釉料成份
1. 基础釉料
- 二氧化硅(SiO₂):占釉料50%-70%,形成玻璃态基质。
- 金属氧化物:氧化铝(Al₂O₃)调节釉面光泽(8%-15%),氧化钙(CaO)作为助熔剂(5%-12%),氧化镁(MgO)提高釉层韧性。
2. 呈色剂
- 铁(Fe₂O₃):含量0.5%-3%时呈青釉,还原焰烧制可生成FeO形成青瓷(如龙泉窑)。
- 铜(CuO):在还原焰中生成氧化亚铜(Cu₂O),形成钧窑的“窑变”红釉。
- 钴(CoO):元代青花瓷使用含钴0.5%-2%的苏麻离青料,呈靛蓝色。
三、微量元素与特殊工艺
1. 钛(TiO₂)和锰(MnO)
钛元素杂质会导致胎体泛黄(如唐代邢窑白瓷含钛约0.5%),而锰元素在黑釉瓷(如建盏)中与铁共同作用形成结晶斑纹。
2. 铅釉与低温瓷
汉代绿釉陶含PbO高达50%-60%,属铅釉系统,烧成温度仅700-900℃。明清珐琅彩则引入硼砂(Na₂B₄O₇·10H₂O)降低熔点。
四、现代瓷器改良
1. 强化添加剂
工业瓷可能添加氧化锆(ZrO₂)提升抗热震性,或碳化硅(SiC)增强耐磨性。
2. 环保釉料
无铅釉采用磷酸盐或锌锑系复合物替代传统铅化合物。
瓷器的化学组成差异直接关联其物理性能与艺术表现,例如宋代汝窑的“雨过天青”釉因微量铁元素与特殊烧造工艺形成独特乳浊效果,而化学分析技术(如XRF)已成为鉴定古瓷真伪的重要手段。不同朝代、窑口的原料配比差异,为考古学研究提供了科学依据。