矽酸鹽結構與黏土礦物

長石

/ FELD-spar /

長石是地殼中含量最多的礦物群,在陶藝工坊裡則是助熔劑,那個熔化以幫助其他一切黏結的成分。它是一種鋁矽酸鹽框架,一種架狀矽酸鹽,其中鋁取代了共用全部角的籠中的部分矽。由於 Al3+ 比它取代的 Si4+ 少帶一份正電荷,框架需要在通道裡停放一個大陽離子(鉀、鈉或鈣)才能維持電中性。

這就給出三個端成分:鉀長石或正長石(orthoclase,KAlSi3O8)、鈉長石(albite,NaAlSi3O8)、鈣長石(anorthite,CaAl2Si2O8),其中鹼性長石(鉀-鈉)與斜長石系列(鈉-鈣)涵蓋了天然範圍。對陶瓷而言重點在於這些通道陽離子燒成時做了什麼:它們降低框架熔化的溫度。純矽框架需要遠高於 1700 度 C,但鉀長石約在 1150 度 C 開始熔化,而且是不一致熔融(incongruent melting),分解成固態白榴石加上一團黏稠的液體,而非乾淨地熔成與自身同組成的液體。

在三軸白瓷坯體中,長石是玻化用的助熔劑:燒成時它形成一層黏稠的玻璃,流入氣孔、潤濕並部分溶解黏土殘跡與石英粒邊緣,把整個坯體黏結成緻密、半透明的瓷。長石太少,坯體會保持多孔而脆弱;太多,玻璃就流到讓作品塌陷。鹼性陽離子也很關鍵:富鈉長石熔化得急、會流動,富鉀長石則給出較長、較寬容的燒成範圍,這正是鉀長石成為經典瓷用助熔劑的原因。

鉀長石 KAlSi3O8 不會熔成乾淨的液體;約 1150 度 C 時它不一致地分解成固態白榴石加上一團黏稠的玻璃質熔體。那團黏稠熔體正是使瓷玻化、把石英與莫來石鎖在一起的膠。

助熔劑上工:長石在遠低於矽的溫度熔化,形成燒成瓷器中的黏結玻璃。

長石是不一致熔融,並非在單一點乾脆熔化。期待有明確熔點的初學者會意外於它在一段範圍內變成黏稠、遲滯的玻璃;而正是那份黏稠讓瓷不至於塌陷。

又稱
alkali feldsparplagioclasethe flux長石助熔劑