陶瓷烧制过程中的还原气氛会产生深色的烧制核心，这是因为粘土体中的铁和其他金属氧化物发生了化学反应。当窑炉环境中氧气不足时，会发生不完全燃烧，导致碳含量升高。这些碳与金属氧化物，尤其是氧化铁发生反应，将它们还原到较低的氧化态。氧化铁（Fe₂O₃）在氧化气氛中通常呈红色或橙色，在还原气氛中会还原成氧化亚铁（FeO）甚至金属铁（Fe）。这些还原形式的铁颜色较深，从而在粘土体内形成一个深色的核心。这种现象在含铁量较高的炻器中尤为明显。
要点说明
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还原气氛的定义:
- 通过限制氧气供应，在窑炉中形成还原气氛，导致燃料不完全燃烧。这增加了一氧化碳（CO）和其他还原性气体的存在。
- 在陶瓷生产中，这通常是通过减少通风或部分关闭窑炉的通风口来实现的。
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铁在粘土体中的作用:
- 铁是粘土中常见的杂质，以氧化铁（Fe₂O₃）的形式存在。在氧化环境中，氧化铁保持稳定，并使粘土呈现红色或橙色。
- 在还原气氛中，由于缺少氧气，铁的化学状态会发生变化。
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还原气氛中的化学反应:
- 在高温下，一氧化碳（CO）和其他还原性气体会与粘土体中的氧化铁（Fe₂O₃）发生反应。
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该反应可简化为
[ - \文本{Fe}_2（文本{O}_3） + （文本{CO}）\2 （文{FeO}）+ （CO}_2
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] 在更极端的还原条件下，氧化铁可进一步还原成金属铁（Fe）：
- [
- \文本{FeO} + 文本{CO+ （CO）（右边） \text{Fe} + \text{CO}_2+ （CO
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] 缩放导致的色彩变化
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- 氧化铁（Fe₂O₃）呈红色或橙色，而氧化亚铁（FeO）和金属铁（Fe）颜色较深，通常为灰色或黑色。
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氧化铁还原成这些深色化合物后，会在粘土体中形成深色核心，尤其是在氧气渗透受限的较厚部分。 对石器的影响
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- 炻质粘土通常含铁量较高，因此在还原气氛中更容易变色。
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在炻器中，由于含铁量较高，粘土体较厚重，氧气扩散受到限制，因此烧成后的黑芯更为明显。 对陶瓷生产的实际影响
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- 陶艺家和陶瓷艺术家有意使用还原气氛来达到特定的美学效果，如更深的颜色和独特的釉面效果。
然而，过度减少会导致不良后果，例如，由于粘土体内滞留气体的形成而导致腹胀或结构脆弱。
与氧化气氛的比较
| : | 在氧化气氛中，氧气充足，铁保持较高的氧化态（Fe₂O₃），因此颜色较浅。 |
|---|---|
| 氧化气氛和还原气氛之间的对比突出了控制窑炉条件以实现理想结果的重要性。 | 了解了这些关键点，陶瓷生产者就能更好地控制烧制过程，使作品达到特定的视觉和结构效果。深色烧芯是还原气氛引起化学变化的直接结果，尤其是粘土体内氧化铁的还原。 |
| 总表： | 关键方面 |
| 说明 | 减少气氛 |
| 通过限制氧气产生，导致不完全燃烧和还原气体。 | 氧化铁转化 |
| Fe₂O₃（红色/橙色）在还原气氛中还原成 FeO 或 Fe（灰色/黑色）。 | 颜色变化 |
由于还原铁化合物，特别是在厚粘土体中，会形成暗核。 对石器的影响 炻器中的铁含量较高，因此更容易烧出黑心。
