摘要： 表面张力是熔体表面层由于质点作用力不均衡而产生的使熔体表面收缩的力。本文对龙泉窑梅子青釉进行了熔融实验、釉滴实验和烧成实验，通过观察实验过程中釉熔体的变化及对比烧成后制品的外观质量，阐述了表面张力对釉熔体表面形状的影响、表面张力和重力相对大小对釉滴形状的影响，以及表面张力对烧成制品外观质量的影响，并对表面张力的作用原理进行了分析和研究。

陶瓷作品从原始的表面粗糙、凹凸不平的上釉泥坯，通过烧制，变成一件精美绝伦、表面平整、光滑亮丽的艺术品，期间表面张力起着至关重要的作用。陶瓷在烧制过程中，随着温度的升高，胎和釉逐渐出现液相并不断增多，最终胎体烧结，釉层熔融转化为熔体。由于熔体的表面张力作用，使得组成熔体的质点不断的扩散和移动，最终达到力和位移的平衡，从而使釉层表面得以平整光滑。

表面张力是熔体表面层由于质点作用力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。与气体接触的熔体表面质点因其配位数未得到满足，处于不对称的力场内。质点间作用力不平衡，比熔体内部的质点具有较高的能量，熔体表面将自动收缩以降低过剩能量。熔体表面的这种自动收缩的趋势，相当于在熔体表面水平方向上存在着使熔体表面收缩的力，即表面张力。

熔体的表面张力大小取决于化学组成、烧成温度和烧成气氛。在化学组成中，碱金属对表面张力影响较大，熔体的表面张力随碱金属及碱土金属半径的增大而减少；熔体表面张力随温度的提高而降低；此外，窑内气氛对熔体表面张力也有影响，在还原气氛下的表面张力比在氧化气氛下大20%左右。

釉熔体的表面张力对釉的外观质量影响很大。表面张力使得釉熔体表面发生收缩，下面的新熔体就会浮向表面，利于釉中气泡上浮排出，但表面张力过大会阻碍气泡排除和熔体均化，在高温时对坯的润湿性不利，容易造成缩釉、滚釉缺陷。表面张力过小容易造成流釉，使釉面小气泡破裂时形成难以弥补的针孔。当釉的黏度也很小时，情况更严重。

本文通过龙泉青瓷梅子青釉的烧制实验，观察釉熔体的变化过程，并推断其变化过程与表面张力的关系。

1 实验

1.1 坯釉组成

龙泉梅子青釉的釉料配方(质量分数)为: 西源瓷土45%、黄坛瓷土20%、狮子笼紫金土3%、石灰石22%、石英10%。该釉配方原料取自龙泉本地瓷土，适用性广、稳定性好、烧成温度范围宽，其化学组成见表1。

表1 釉料化学组成表 单位:%

1.2 釉料制作

将各配釉原料混合，得到预混物，将球石、预混物、水以质量比2:1:0.6的比例进行湿法球磨，研磨18~20h，然后过100~200目筛，制成釉浆。

1.3 熔融实验

把磨好的釉料制成2cm×2cm×3cm正四棱柱试样，置于窑门洞口内，借助于高温显微镜可连续观察其在加热过程中的全部变化。本次实验采用还原气氛进行烧制，实验最高烧成温度为1270℃，氧化和还原气氛转换温度为980℃，图1为烧成曲线图。

图1 烧成曲线图

1.4 釉滴实验

把磨好的釉料制成一系列球体，直径分别为32、16、8、4、2、1、0.5mm，置于龙泉白泥制成的薄板上。入窑按图1烧成制度进行烧制，观察烧成后各釉滴的形状和尺寸以及釉滴与薄板之间的润湿角大小。

1.5 烧成试验

本实验胎体选用龙泉本地的朱砂泥制作的小圆杯，朱砂胎配以梅子青釉能够达到紫口铁足和朱砂底的效果。首先采用浸釉法上底釉，然后在底釉的基础上进行喷釉，确保釉层厚度达到1~2mm，施釉完成后刮洗干净素坯的底足。把上好釉的小杯置于窑门洞口内，便于观察胎釉在加热过程中的变化。按图1烧成制度进行烧制，分别进行氧化气氛烧制和还原气氛烧制，烧成温度由熔融试验得到的结果确定。观察烧成制品的外观形状及气泡分布情况。

2 实验结果

2.1 表面张力对釉熔体表面形状的影响

通过对釉料熔融实验的观察可以看到，随着温度升高，低共融物产生，试样出现液相，逐渐变为熔体。四棱柱试样最先变形的部位为顶部角点。由于角点是四棱柱曲率最大的部位(7/8的表面与空气接触)，表面张力最大，表面能高，由表面张力产生的指向熔体内部的附加压力也最大，因此角点最先熔融变圆，此时试样所处的温度(1180℃)，称为釉的始熔温度，釉层开始封闭，如图2b所示。随着温度继续升高，四棱柱的棱边也开始熔融变圆，棱边也是曲率较大的部位(3/4的表面与空气接触)。最后，四棱体的各个平面开始熔融变圆(1/2的表面与空气接触)，整个试样由于表面张力的作用变为半球状，此时的温度(1260℃)称为全熔温度，如图2c所示，形成平整、光滑的釉面。釉层虽然处于黏性流动状态，但黏度较大不至于流淌，因此接近于釉的成熟温度。温度继续升高，试样流散开来，高度降至原有高度的1/3时的温度(1300℃)称为流动温度，见图2d。此时由于温度升高，熔体表面张力减小，同时釉熔体黏度降低，受重力作用熔体会产生自然流淌，熔体表面由球面变为椭球面。

图2 釉熔融实验图