(一)陶窑类型
1.平地堆烧和穴烧
从考古挖掘的窑炉资料来看,中国古代原始陶器的烧成无非两大阶段:一是无窑烧成阶段,也就是所谓平地堆烧;一是穴窑烧成阶段。
无窑烧成应当是最原始、最古老,也是延续时间最长的烧成工艺,在当今云南西双版纳傣族和佤族的堆烧制陶过程中,仍然使用这一烧成方法。
约七八千年以前,黑龙江流域、嫩江流域和中原地区同步,迈入了新石器时代。先民使用打磨精巧的石器作为生产生活的工具,迎来了文明的曙光。人们懂得了钻木取火,驱走虫蛇猛兽,驱走黑暗和严冬。同时,也掌握了烧制黑色陶器和其他土陶的方法。
在荒蛮的土地上燃起的篝火,一边烤制食物,一边堆烧陶器。这便是人类最早的烧陶设施。堆烧陶器方式简单易行并且流传久远。直到现在,在滇西一些地区、台湾的离岛还一直沿用此法烧陶。火堆环境是开放的,温度容易散失。长时间堆烧的温度也只能在600℃~800℃之间。
人们为防止火堆被雨水浇熄,遮盖了很厚的茅草叶。火苗在缺氧的状态下燃烧,浓烟从湿草的缝隙中涌出,一部分闷在火堆的里面,渗入陶的坯体里。经过一段时间后,火堆最终熄灭。人们在低迷的情绪下小心地扒开火堆。此刻天已放晴,同时他们惊讶于和以往不同的发现:人类在这次堆烧中,第一次收获了灰陶、黑灰陶、红黑灰相间的多色陶,还有黑陶。
以上是对远古人类最先烧造黑陶的想象。2002年夏,哈尔滨师范大学的一个陶艺小组,在宾州镇城郊,做了古代堆烧场景还原实践。结果证明了黑陶在堆烧中产生的可能性。
穴窑从窑的建造上,分为地坡窑和地上窑两种。地坡窑也分为两种:一种是地下坡窑,即在地下挖出一个窑洞;另一种是地上坡窑,即依山坡挖制窑洞。地上窑则是在地表上垒建陶窑。地坡窑多为个人窑,造价较低,成本低廉。地上窑多为村窑或者官窑,造窑的砖瓦在古代非寻常百姓家用品,故造价较高。从窑门口的多少上,分为单口窑和多口窑。单口窑多为个人窑,多口窑多为村窑。从进出窑的方式分为下口窑、上口窑、双口窑。平地堆烧非常简单,就是将晾干的陶坯堆在一块平地上,周围架置柴草,点火燃烧,待柴草燃尽熄灭即可。
介于无窑烧成和穴窑烧成之间,还有一种过渡形式叫泥皮薄壳窑烧制法。虽然称其为“窑”,其实并非真正意义上的陶窑。所谓窑可以反复多次使用,但这种泥皮薄壳窑是一次性的,为了能更好地燃烧和保持温度,只是在平地堆烧。
2.横穴窑和竖穴窑
横穴窑和竖穴窑的使用比堆烧制陶的时代要晚近千年,是最为原始的两种土质窑炉,相当于大型的土灶,可达到的温度为100℃。如今,由于年代久远,数千年反复的冰侵雨蚀,这两种较堆烧进步的早期窑炉遗存在黑龙江或已湮灭。在我国干燥的西北地区,还保留了较为完整的横穴窑和竖穴窑的窑址。
横穴窑以一侧的矩形深坑作火膛,斜上方一侧为圆形窑室。两者之间有火道相连。火道从火膛至窑室的走向呈向上的斜角,有的像树枝一样分散通往窑室,这有助于火焰的畅通无阻,也有助于窑室受热的均匀。
竖穴窑窑室位于火膛的正上方,有效避免了散失过多的热量,技术上比横穴窑更为先进。
这两个类型的窑炉都可以在氧化还原的气氛下烧制黑陶或灰陶,也可以在氧化的气氛下烧成红陶或褐陶。我们的祖先在长期实践下,已经熟练地掌握了烧制各类土陶的技术和方法。
3.砖质窑炉
陶瓷窑炉技术的革新紧随着历史的脚步而不断发展,原有的土质陶窑不仅炉温有限,窑体热量的散失过大也使燃料的消耗过多。3 000多年前的青铜时代,青铜的冶炼制作大大促进了与它的相关产业—制陶技术的发展。
从高温白陶和原始瓷的发掘可以推断,我国的中原,远在青铜时代,窑温能够达到1 000℃以上的砖质窑炉已经出现。由于发展的不平衡,隋唐以前的泛东北地区(包括黑、吉、辽三省全境,内蒙古东部,朝鲜半岛大部,俄罗斯远东地区等)还在以原始人的步伐前行。
以建筑陶瓷材料为代表的黑灰陶,在黑龙江的渤海国时期(698—926年)、辽金时期都有发现。根据吸水率小的特征可以判断,此类黑灰陶建筑构件烧结程度较高,也证明了通过文明的相互渗透,可烧高温陶瓷制品的砖质窑炉技术于1 000年前已经从中原传入黑龙江地区。
砖质窑炉的技术特点在于它保温性能好,在节省燃料的基础上烧出较高窑温;弧形的穹顶的结构,可以提高火焰的燃烧值,缩小了窑内的温差,使陶器胚体在烧成过程中受热均匀。(https://www.xing528.com)
砖质陶瓷窑炉历经了数千年,发展出多种类别。从形制上分,有龙窑、馒头窑、马蹄窑、葫芦窑和设计先进的鸭蛋窑等。从窑炉结构上分,有直焰窑、平焰窑和倒焰窑等。
4.电窑
电窑是现代制陶设备之一,主要以岩棉及高铝耐火砖为隔热材料,以硅碳棒或合金炉丝为发热材料,以热电偶及电子测温表为控制系统的现代化、高效率窑炉设备。它具有窑温测量准确、烧陶时间短、窑炉内部清洁、温差极小、可操控性强等特点。缺点是体积较小,绝大部分国产电窑不能烧还源气氛,它在现代黑陶的生产中,主要用于提高黑陶坯体强度的第一次烧成。
(二)黑陶烧成工艺
1.陶熏烧窑的结构
无论是黑龙江地区的古代黑陶,还是著名的龙山黑陶、良渚黑陶的烧制,都开始于新石器时代中晚期。这时窑炉技术才刚起步,我国先民才刚摆脱蒙昧和野蛮。堆烧操作容易,技术含量比烤好一只野兔难不了多少。穴窑的结构和材质都相对粗鄙和简陋。其炉内温度必定会受到窑炉结构的限制。区别于古代的黑陶烧制设备,现在专门的黑陶熏烧窑炉虽然原理相同,但结构和构成材料却已经今非昔比。
熏烧窑窑室空间不宜过大,需要尽可能紧缩烟碳的扩散范围,所以窑室容积通常在2立方米以内。火膛距窑室要接近,或与窑室不分置。火焰的走向分布均匀。进火口、出火口和烟道需要控制闸门。
2.黑陶渗碳原理
黑陶的黑色与黑釉陶不同,也和红陶涂抹黑色颜料有本质的区别。黑陶所呈现的色彩,通过陶瓷坯体渗碳的原理产生。通俗地讲,是熏烧窑在600℃~900℃的窑温下于多烟(碳)的环境内焖烧。细微得小于陶坯间隙的碳素,在还未达到燃点的高温中十分活跃,充分而均匀地渗入陶坯的间隙,最终形成了表里一致的黑色陶器。
在二次熏烧中,烧结度较高的含高岭土的陶坯。因为碳素的渗入有限而呈现出柔和的紫灰色。而在烧成过程当中,如果红陶坯体对碳元素的吸附不匀,可能形成火焰状的黑红相间的纹理。
(1)愠火阶段
引火,柴草均可。首先进行排潮,这一阶段要控制火势,温度在30℃~50℃,时间可根据窑炉空间的大小及陶器大小、数量等因素保持在3~5小时。这时的坯体虽然已经过高温干燥或室外排潮,坯体组织内的结构水分已排出,但还有3%左右的残留水分没有排出。这是因为和空气中含水分的道理一样,坯体的部分水分靠干燥不能完全排出体外。如果坯体离开干燥的环境,会很快二次吸收空气中的水分。窑内柴草煤炭等燃料在初期点火燃烧时,也会有水气的释放,被干燥的坯体吸收。如果升温过快,极易造成坯体开裂或崩碎。所以,这一过程要控制好通风道,窑温要逐渐升温,给下一阶段的中火过度打好基础。
(2)中火阶段
中火烧结需要大约3~4小时,此时窑内的温度、压力上升较快,窑内的气氛正在发生化学、物理性的系列变化,需要一缓、二看、三起火。一缓就是由愠火刚过度来要逐渐地升温,主要注意打好底火的基础:二看是看坯体被烧的颜色是否一致,窑炉内上下、左右、前后温度是否均衡;三要逐渐起火升温,该阶段要保持火势在300℃~500℃之间。
(3)大火阶段
随着窑温的逐渐升高,进入大火阶段,窑门也要逐渐缩小,防止热量流失,掌握好大火,要控制好燃烧体(室),处置好“三层”关系,即灰渣层要及时清除灰渣,避免堵塞通风的炉条(炉箅),保证有足够空气供给燃烧室:保温层即炭火状层,要想稳定升温,必须有足够的保温层;三是燃烧层,保持好燃烧层,每次填充可燃物都要投放快捷、准确,要观察窑室内随时的各种变化。现在有了窑炉电子测温显示表,但老师傅们还是相信自己的火眼金睛,根据窑室坯体发出的颜色、火焰的颜色变化,做出判断。师傅们还会根据像红色的玻璃体一样的坯体,根据颜色的深浅判断出窑室的温度,坯体熟到几分。这一阶段需要2~3个小时。此时窑内温度须达到900℃左右(上下50℃差),并着手封窑。
在上述第三步期间,黑陶的烧制工序稍显复杂。将足量的燃料与烟熏材料添入,然后封闭窑门;将水从窑炉顶部注入,使燃料和烟熏料不完全燃烧,产生大量烟碳;封闭窑炉顶部的烟道口。窑炉内部的气氛保持缺氧状态,燃料会夺取坯体中的氧分子继续燃烧,从而使坯体中的氧化物还原。含一定量氧化铁的陶坯,在还原气氛下呈现青灰色。与此同时,窑内产生的烟碳渗进坯体间隙,坯体的颜色由青灰逐渐变成黑色。
应注意的是,熏烧黑陶时的窑炉一定要封闭,因为碳在相对真空的环境下不容易达到燃点,所以在有氧的环境下(碳的燃点在300℃~500℃)无法烧成完整的陶器。
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