3.3紫砂采用注浆后的显微结构
紫砂的制作采用了许多独特的工艺技术，紫砂特有的显微结构与这些独特的工艺技术是密不可分的，如果采用其他工艺能否制作出紫砂产品？？
例如，紫砂原料采用注浆方法能否生产出紫砂产品？
图16和图17是2个注浆样品的断面图。这2个样品采用阻塞原料但按注浆法进行泥浆加工工艺和产品成型。泥浆细度为250目筛余1.2%。

 

图16 样品断面

 

 

图17 样品断面

我们将图16与图9相比较，图17与图10相比较，观察到：

（1）
注浆法制作的样品断面已经不能观察到“团粒”；

（2）
注浆法制作的样品内部晶体排列无序；

（3）
注浆法制作的样品内部气孔行态无序；

（4）
注浆法制作的样品内部气孔相互贯通明显；

（5）
注浆法制作的样品晶体尺寸较小，这是由于球磨制作泥浆时，原矿中的晶体被粉碎的原因。

 

4微观结构与紫砂特性的关系分析

4.1紫砂的微观结构特征

通过对紫砂显微结构的分析及研究，我们认为紫砂在微观结构上有3个特点：鳞片状表面、“团粒”和层状（平行排列的片状）气孔结构。正是由于在微观结构上的特点，紫砂才具有大部分陶器所不具备的性能和外观。

4.2紫砂特性与微观结构

从材料的角度看，紫砂的主要功能特性有3个：抗渗漏性、低导热性和“水色”。它们都可以从紫砂材料的微观结构上得到解释。

4.2.1抗渗漏性

普通陶瓷上次渗漏的原因是由于其内部的非封闭气孔形成了水的通道，要阻止水的渗漏，我们通常采用在陶瓷表面上釉或让胎体烧结的方法。紫砂不上釉且完全烧结但仍具有较高的抗渗漏性，那么导致紫砂抗渗漏的原因是什么？从微观结构上来分析，主要有2个因素造成紫砂具有较好的抗渗漏性。

 

（1）
紫砂的表面。紫砂产品表面主要是由片状晶体平铺层叠形成的，晶体间形成的气孔隙细微。在烧成过程中，不断形成的玻璃相逐渐将晶体间的孔隙填塞，这级导致在产品吸水率相近时，紫砂表面由于单个气孔尺寸小，单位面积气孔率低，水比较难通过，或者说紫砂表面水的通过率低。

（2）
紫砂内部的气孔排列形态。紫砂内部的气孔有5种类型，除少量的非片状气孔外，主要的气孔形状为片状，且这些片状气孔的排列具有方向趋同和趋于封闭的特征。这样的气孔结构一方面可以阻止垂直表面的大气孔甚至是贯穿气孔的产生，另一方面使水在渗漏时需要通过较长的距离。增加了水在通过胚体时的阻力。

上述两个因素的产生是由于紫砂的原料特性以及泥料加工工艺和产品成型工艺的独特。紫砂原料中含有大量的云母类和水云母类矿物晶体，如白云母、伊利石，这些晶体呈片状结构。在紫砂原料加工成成品泥的过程中，没有采用湿球磨等细粉碎工艺，较大程度地保留了原矿中片状晶体的形状和大小。成型时采用的拍片法，使泥料中的片状晶体趋向于平行排列，表面的“明针”处理工艺使表面的片状晶体排列更加有序，从而形成了紫砂良好的抗渗漏性。

需要注意的是，紫砂并非完全不渗漏，而是其渗漏的量很小，甚至大大低于水在表面的自然蒸发，导致人们感觉不到水的渗漏。要使水完全不渗漏就要提高紫砂的烧结程度，这样会牺牲紫砂的气体功能。紫砂的吸收率控制在国家标准的2.5%~6%范围内，是可以通过抗深刻检测的。

 

4.2.2低导热性

如果使用同样大小。厚薄的杯子装同样多的开水时，我们会发现与瓷杯、玻璃杯相比，紫砂杯外表温度要低些，说明紫砂杯的导热系数低，保温性能好。为什么紫砂的保温性能优于瓷器？这也有2点结构方面的原因。

（1）
紫砂与一般瓷器相比，其吸水率较高（普通陶瓷的吸水率标准是<=1%，紫砂的吸水率标准是2.5%~6%）相应的紫砂胚胎内部的气孔率也高，在内部矿物的组成相近的情况下，气孔率上升就好导致其导热系数的下降。

（2）
紫砂内部的气孔主要是片状气孔，并且排列趋于平行，与球状、柱状气孔相比较，片状气孔单位体积的表面积更大，这样的内部空间结构，就造成紫砂内表面向外表面传导热量的路径变长，有效的热量传递面积下降，热量的传递效率降低，保温性能提高。

4.2.3表面“水色”

 

“水色”是紫砂产品外表面光泽度的表述方式，也就是自然光在紫砂表面的反射效果，“水色”好的紫砂产品有着天然玉石般的光泽，按光学的原理，光照在平滑物体表面发生反射，表面趋于镜面则反射率越高。当光照射在粗糙的物体表面时发生漫反射，表面越粗糙则漫反射越严重，造成我们视觉上的物体光泽不好。

陶瓷胚体表面主要成分是晶体、玻璃相和气孔。表面的颗粒状晶体、气孔都不利于光的反射。“明针”处理过后，紫砂表面的晶体主要是片状晶体，并且有规律地平铺在表面，对于光的反射是有利的。在烧成过程中，晶体边缘被玻璃相溶蚀，晶体间气孔隙被玻璃相填充，形成鳞状的表面，导致紫砂表面粗糙度降低、光反射增强，因此紫砂就具有良好的表面光泽度，就是我们俗称的“水色”好。

4.3紫砂特征与制作工艺

 

从陶瓷材料的角度分析，紫砂具有3个产品特性和3个显微结构特征，它们与紫砂原料和紫砂工艺成因果关系。我们如果希望采用传统工艺之外的方法来生产紫砂很困难，采用其它陶瓷使用的配料混合方法来生产紫砂泥料基本不行。因为我们在紫砂制作中需要做到下面4点：

（1）
要保持紫砂胚体中含有一定数量的“团粒”成分。没有了“团粒”，也就是没有了“紫砂”的“砂”，就不能称为紫砂。没有“团粒”，就缺少了紫砂特有的显微结构和材质特点，这就一方面要求紫砂原料能在加工时形成一定含量的砂，另一方面紫砂泥料加工时砂的控制是关键之一。

（2）
要保持紫砂泥料中片状晶体的尺寸大小。这就要求避免胚料中的片状晶体被过度粉碎，就要求紫砂泥料加工时避免使用细粉碎方法。紫砂内部的层状气孔结构和鳞状表面的形成源于紫砂泥料中矿物相主要是片状晶体。如果晶体尺寸过小，则紫砂的气孔形态和表面形态就会改变，紫砂的特性也将受到影响。

（3）
要使产品表面以片状晶体层叠平铺排列。也就是说，表面的明针处理是紫砂水色的关键，同时明针处理也影响到紫砂的抗渗漏。

（4）
要使胎体内部片状晶体和气孔有序排列。这就要求紫砂必须是采用可塑法成型，尤其是采用紫砂特有的拍片法。

通过以上科研的论证和分析，紫砂产品必须采用紫砂原料按紫砂传统工艺制作，二者缺一不可。

其他制作方式车胚、拉胚、钢模冲胚尤其是注浆法都算不上真正的紫砂。

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