紫玉金砂(7): 黄龙山紫砂矿物结构与成分

意文


【正见网2019年10月28日】

紫砂的特性独一无二,被誉为“茶具之首”,整体制壶工艺与内涵,是气血相容的内外结合,使紫砂壶符合审美的要求,形成古朴、典雅、浑厚、深沉的艺术雅韵。独具特色的性能,使紫砂成为世上的独有品牌,更是中华民族宝库中的艺术精品。

(一)紫砂的矿物结构

紫砂矿料不全是砂,也并非是泥。通过显微镜下可以看到,紫砂泥分子排列呈鳞片状,与一般陶土呈颗粒状的结构不同。

紫砂矿料主要由两大部分组成,粉砂碎屑及胶结它的粘土矿物。粉砂碎屑可以说是“砂”,而胶结物就是通俗所说的“泥”。

粉砂碎屑的主要成分是石英,并含有少量的黑云母、白云母、褐铁矿等。

胶结物为粘土矿物,主要成分是高岭石,并含有一定量的水云母(伊利石)、绢云母、赤铁矿等。

石英等粉砂碎屑分布在胶结物中,属于基底式胶结。这说明紫砂原料中砂中有泥、泥中有砂。

(二)紫砂的化学成分


 
图:紫砂的化学成分示意图 (网路图片)

对紫砂进行分子结构的化学分析,可以看出其成分主要由:

二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁组成。其中二氧化硅(Si02)约占50%~60%;
其次是三氧化二铝(Al203)约占21.2%~ 28.8%;
三氧化二铁(Fe203)约占8%~ 12%。
其它还含有一些少量的氧化钙、氧化钾、氧化钠、氧化锰、二氧化钛等与及一些微量元素,总量不会超过10%。

(三)紫砂矿的内部结构

黄龙山矿属于湖泊淤泥沉积,含铁量均匀分布,铁质最先氧化成为分布均匀的微颗粒,这个微颗粒就形成结晶体的核,叫“晶核”,微颗粒不断成长聚合成为“结晶聚合体”,排列有序的结晶聚合体就是紫砂矿料。

成为晶核的铁元素,如果含量过低,会造成矿料岩化后的结晶率低,矿料品质被视作劣质土。若含铁量过高,晶核也就过于密集,烧制时就会出现浑身的铁黑、铁熔、铁疵,所以,含铁量不是越多越好,一般情况下可用矿料的含铁量在8%到35%之间,最佳含铁量的矿料在18%到25%之间。

 
图: 紫砂颗粒的内部结构模拟图与晶体聚合体聚合的过程 (网路图片)

黄龙山矿料绝大多数岩化均匀,结晶充分,筛选炼制成本低,经炼制出来的熟泥品质高。在表面上任何一点,都能和内部相通,中间能储气。

一个目数的颗粒就是一个“结晶聚合体”,这聚合体内部是四通八达的,颗粒上的每一点都能进气出气,颗粒间能传导,当颗粒的表面封闭的越少,传导性就越好,透气性就越好。


图:纯正矿料的岩化结晶充分后的排列图。 (网路图片)

图:劣等矿料、大部分外山料杂质多、岩化不均匀、结晶不充分。 (网路图片)

为什么外山料总体不如本山矿料?因外山料杂质多、岩化不均匀、结晶不充分。筛选炼制成本太大,且很难炼出上乘熟泥。

(四)紫砂矿和陶瓷矿的区别

紫砂原矿非砂非泥,烧成的紫砂器皿也非陶非瓷。紫砂成品小于2%的吸水率,说明它的气孔率介于陶器和瓷器之间。

从矿物构成及化学成分来看,宜兴紫砂属于粘土的一种,但宜兴紫砂又与其它陶土不相同。它的特殊性就在于它有很强的砂性,其它陶土则泥性强而砂性弱。这不仅是指所有陶土都共同含有的粉砂质矿物成分,在于宜兴紫砂经由亿万年不断结晶和矿化后所产生的大量“结晶聚合体”,使其砂性远远超过其它陶土。此为紫砂所独具的特殊结构。

川阜小媒窑朱泥  莲子壶(唐韵紫砂)

普通陶土的构成=石英颗粒+无“结晶聚合体”的粘土+铁氧化物+其它微量元素氧化物

紫砂的构成=石英颗粒+具有“结晶聚合体”的粘土+铁氧化物+其它微量元素氧化物

普通陶土溫度烧不夠高的話,土胎無法燒結,形成开放性气孔,会渗水、吐黑。为防止其渗水或为了表面美观,一般会外挂釉或是内外都挂釉。

不挂釉的陶罐、砂罐、砂锅,在使用前先熬煮米汤,以堵塞填充其粗大的气孔,以防止渗水。

而用来制做瓷器的高岭土,在高温烧结后,瓷化得完全没有了气孔,所以敲击起来声音较脆。

无论是潮州的朱泥壶、广西钦州的坭兴陶,还是云南建水紫陶及重庆荣昌紫陶,或是台湾莺歌陶,甚至是各国陶土,其原料泥性重而砂性小,基本都是手拉胚成型或泥浆灌注模具成型。纯料紫砂无法以此工艺法完成,一拉就断,必须得再加高岭土和其他材料。高温烧结后透气性远不如本山紫砂。

紫砂壶的传统成型工艺是采用“拍身筒成型法”、“鑲身筒成型法”工藝,称为“脱空成型法”〔一〕,与其他各种制壶方法皆不同,实由紫砂矿料的性质所决定的。此制壶法保证壶坯烧结后有利于“双重气孔结构”〔二〕的形成。

砂与泥的区别,决定了制壶工艺的不同,也决定了其透气性能的不同。传统的特殊工艺是由原料特性及实用性来决定的。经由矿化与形成“结晶聚合体”,这是宜兴本山紫砂与普通陶土最本质的区别所在。

注:
〔一〕这一成型方法创始于明代的紫砂大家时大彬,被列为国家非物质文化遗产保护名录。
〔二〕双重气孔结构详见下一篇紫玉金砂(8)

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