乾燥、脫脂與生坯體

黏結劑燒除(binder burnout)

為了讓脆弱的粉末壓坯能黏在一起、強到可以拿取,陶瓷工作者會摻入有機膠——像聚乙烯醇(PVA)這類黏結劑、蠟、以及塑化劑——去包覆並在顆粒之間搭橋。但這些有機物在成品陶瓷裡毫無立足之地;若你直接把它們燒到高溫,它們會化為氣體與煙灰、把作品毀掉。黏結劑燒除就是那個受控的步驟:在真正的高溫燒成開始之前,溫和地把這些有機物從已乾的生坯中加熱趕出去——讓它們以氣體與蒸氣的形式離開。

隨著坯體緩慢加熱,通常經過約 200 至 600 度 C 的範圍,黏結劑先軟化熔融,接著裂解(熱裂解)並氧化,以水蒸氣、二氧化碳及其他揮發物的形式離開。關鍵在於「慢」與「空氣」。慢,讓氣體能透過仍然開放的孔隙網路滲出而不累積壓力;好的排程以每分鐘數度爬升並設保溫段,往往要耗上許多小時。空氣(氧化性氣氛),讓碳完全燒成二氧化碳;若缺氧或操之過急,碳就會殘留下來,成為黑色、會使坯體變弱的殘渣——也就是過急燒成的磚中央可見的黑心。

黏結劑燒除是一個貨真價實的瓶頸,尤其在黏結劑含量高時。注漿或壓製坯的黏結劑可能只有百分之一二,燒除很快;但陶瓷射出成形件的黏結劑可達體積的三分之一以上,要在不起泡、不開裂、不塌陷的情況下把它除掉,是整個製程中最難、最慢的一步。操之過急,被困住或快速逸出的氣體就會把作品脹出泡與水疱;或者碳殘渣毒害後續燒結、使陶瓷變弱或變色。教訓和乾燥一樣:窯火懲罰急躁。

把一塊含有機物的厚黏土磚燒得太快,事後剖開來看:外層是乾淨的燒成色,核心卻是灰黑色——那是從沒得到足夠空氣或時間燒掉的碳。放慢升溫、在充足空氣中於約 500 度 C 保溫,黑心就會消失。

黏結劑燒除以緩慢、有空氣的方式把有機物從生坯中加熱趕出,好讓氣體逸出、不留下會使作品起泡或發黑的碳。

黏結劑燒除不等於燒結,儘管兩者都在升溫途中於窯內發生。燒除(約 200 至 600 度 C)把有機物清空;燒結(溫度高得多)使坯體緻密化。燒除若出錯,在燒結還沒機會之前就先毀了作品。

又称
binder removalburnout排膠