陶瓷在中国的起源和发展,与其制备工艺的革新密切相关,而其中以烧成温度和气氛对陶瓷品质的影响最为突出。本课题研究了还原气氛下,钧瓷窑变釉形成的原因及呈色机理;探索了氧化气氛下,以硅粉为还原剂自还原法制备青瓷釉的工艺和技术;同时,研究了中性气氛下,以自还原法制备青瓷釉的方法,并利用多种现代测试分析手段,对自还原法制备青瓷釉的反应机理与呈色机理进行了分析研究。在还原气氛下,以K₂O-Al₂O₃-CaO-SiO₂-P₂O₃生料石灰碱釉为基础,引入1%氧化铁和0.4%氧化铜为着色剂,烧制出颜色迥异的紫红色和蓝紫色钧瓷窑变釉。通过色度分析、物相分析、微观结构及光谱分析等研究其形成条件及呈色机理。研究表明:由于样品在窑中摆放位置的不同,引起了同一配方样品的烧成温度、所处气氛的不同。蓝紫釉的烧成温度比紫红釉的烧成温度高;不同温度导致了分相结构的形状、大小、排布方式不同,温度高的蓝紫色釉形成了规则的类蛋白石结构分相,温度低的紫红色釉形成了蠕虫状结构分相。相比于蠕虫状结构分相,类蛋白石结构分相更容易促使蓝色钧瓷窑变釉的形成;不同气氛致使了蓝紫色釉中的Fe³⁺部分转变为Fe²⁺,Fe²⁺是其呈色的主要原因;紫红色釉中形成了CuSiO₃和Cu₂O,二者共同导致其呈现紫红色。钧瓷窑变釉呈色是结构成色与化学成色共同耦合产生的。氧化气氛下,以K₂O-Al₂O₃-CaO-SiO₂生料石灰碱釉为基础,进行了四角配料法基础釉配方确定。在此基础上,分别以还原剂硅粉、着色剂氧化铁、分相剂磷酸钙及烧成温度为变量,进行了自还原法制备青瓷釉工艺研究。并借助于紫外可见分光光度计、XPS、TG-DSC进行分析。研究表明:采用自还原法,通过外加硅粉成功在氧化气氛下制备了青瓷釉。最佳配方为:24%熔块、30%石英、24%长石、8%方解石、5%高岭土、3%滑石、4%氧化锌、2%氧化锡、1%氧化铁、0.4%硅粉,最佳烧成温度为1250℃;随着还原剂硅粉加入量的增加,硅粉与三氧化二铁氧化反原反应更加充分,使得釉面朝着青色调方向改变。与此同时釉内残余石英逐渐增多且尺寸变大,当硅粉加入量超过0.45 wt%时釉面产生缺陷;随着着色剂三氧化二铁加入量的增加,硅粉与三氧化二铁发生不完氧化反原反应,生成了四氧化三铁,导致釉面向着黑色调发展,同时釉内残余石英量减少;引入分相剂磷酸钙,当其加入量从0 wt%增加到3 wt%时,釉内生成的CaFeO₂晶体增加,导致釉面向蓝色调转变;当其加入量从3 wt%到5 wt%增加时,釉内CaFeO₂晶体减少,导致釉面蓝色调减弱。同时随着分相剂的增多,釉内残余石英增多,导致釉面产生缺陷;随着烧成温度的提高,釉面颜色随硅粉与三氧化二铁氧化还原反应充分向青色调转变。在1130℃到1220℃之间残余石英随硅粉与三氧化二铁氧化还原反应充分而增加且长大;在1220℃至1280℃之间,残余石英逐渐被形成的玻璃相抑制形成及长大;当温度过高之后,氧化还原反应剧烈进行,釉面表层玻璃相大量生成,导致釉面产生缺陷;其呈色机理为:随着还原剂硅粉加入量的提高,釉内Fe³⁺与Fe²⁺的含量比减少,且釉面在紫外区吸光性增强,即釉内二价铁离子的增加起到增色效应,故而呈青色。在中性气氛下,对自还原法制备青瓷釉的探索表明,烧成初期的充分氧化是得到呈色鲜亮青瓷釉色的必要条件之一。因此,以硅粉作为还原剂,中性气氛自还原法制备青瓷釉时,也必须进行烧成初期的氧化阶段烧成过程。