上个世纪90年代初，宜兴多次成功举办了“陶瓷艺术节”。“陶艺节”期间，日本四国岛爱知县常滑土区与宜兴结为友好城市。日本多次组织人员到宜兴紫砂工艺厂进行学习交流。日本人将宜兴紫砂泥带回日本，经过物理和化学分析后，配制了紫砂土，并制作成紫砂紫砂壶，虽然从外观上看无差异，然而其性能却完全不一样。究其原因，与各处陶上的物理性能有关。

 

紫砂土的性能

宜兴紫砂土和宜兴其他陶土一样，原料的性能包括矿物组成、化学组成、窑业性能等。

（1）矿物组成：黄龙山紫砂泥的矿物组成有水云母、高岭石、石英碎屑、白云母、褐铁矿、游离铁氧化物及黏土矿物等。石英呈棱角状，水云母呈纤维状，白云母呈片状，泥质物细而均匀。

原料的矿物组成，决定着坯体在烧成过程中的物理化学变化。同一元素以不同的形态存在，其所起的作用是不一样的。例如，氧化硅若以不同的结品形式一一游离态（泥料中的游离石英）和结合态（黏土分子中的氧化硅，长石中的氧化硅）存在，其作用和性质就不一样。泥料中各种组成的物理状态，如粉碎细度、混合的均一性等，很大程度上也决定着坯体在烧成过程中的变化。产自不同地区的泥料，其矿物组成是不一样的，即使把化学成分配得极为相近，也不可能得到完全一样的烧成性能。所以日本人依样配制的相关泥料，性能之所以会不同，就是这个原因。

（2）化学组成：宜兴紫砂土的主要化学组成为二氧化硅（SiO₂），三氧化二铝（Al₂O₃），三氧化二铁（Fe₂O₃），氧化钙（CaO），氧化镁（MgO），氧化钾（K₂O），氧化钠（Na₂O），二氧化钛（TiO₂），用光谱分析，尚有微量元素锰、钡、镓、钒、铬、铜、锌、钴、镍、磷等的存在。主要化学成分的含量大致为二氧化硅50%~70%、三氧化二铝15%~30%、三氧化二铁1%~9%、氧化钙1%以内，氧化镁1%以内、氧化钾3%以内、氧化钠1%以内、二氧化钛1%以内（整体如此，个体仍有差异）。

 

泥料的化学组成，也是决定坯体在烧成过程中物理化学变化的因素。化学成分的不同，不仅使坯体的烧成过程中产生不同的物理化学变化，同时在烧成以后，也会使坯休貝备不同的物理化学性能。化学分析只是将泥料的化学组成，用氧化物表示出来，提供的只是泥料性质的大致概念，并不能说明本质问题，因为泥料中的各种成分大部分不是，以游离氧化物的形式存在，而是各式各样的化合物，这种复杂的结构形式无法从化学分析报告中获得，同时化学分析只能检定主要成分的含量。用光谱分析，尚有较多微量元素，这些微量元素或多或少地影响烧成过程中的物理化学变化。

陶土原料的化学分析，主要检测二氧化硅（SiO₂），三氧化二铝（Al₂O₃），三氧化二铁（Fe₂O₃），氧化钙（CaO），氧化镁（MgO），氧化钾（K₂O），氧化钠（Na₂O），二氧化钛（TiO₂）及烧失量九个项目。各种氧化物在坯料烧成过程中的作用：

 

二氧化硅（SiO₂）酸性氧化物，以砂状石英的形态夹在泥质中，部分与黏土中的Al一起，在高温下生成莫来石，成为胎体的骨一架，以提高成品的机械强度，另一部分，则与长石中的碱金属或碱土金属氧化物，在高温下生成玻璃物质，填充于胎体的骨架之间，提高胎体的机械强度和制品致密度；尚有一部分未参与上述反应的则处于游离状态，亦起骨架作用。SiO₂在烧成和冷却过程中体积变化较大，SiO₂含量过大，会降低热稳定性，减少可塑性、粘结力、收缩率。

三氧化二铝（Al₂O₃）中性氧化物，主要与Si在高温下生成莫来石，成为胎体的骨架，并能提高烧成度，扩大坯料的烧结范围，提高成品的机械强度、化学稳定性和热稳定性。Al₂O对烧成温度有较大的影响，Al₂O₃在20％左右，烧成温度变化不大，若Al₂O₃低于15％，则会明显降低烧成温度，缩小烧结范围，降低热稳定性，易造成制品变形。

三氧化二铁（Fe₂O₃）是一种红褐色或猪肝色着色氧化物，随着含量的多少、组成的不同和烧成气氛的不同，能使制品呈黄、青、灰、红等色。Fe₂O₃不但有较强的助熔作用，能降低坯料的烧成温度， Fe₂O₃也是坯料中的矿化剂，能促进烧结。

 

氧化钙（CaO）碱土金属氧化物，高温下能与SiO₂形成低共熔物一一偏硅酸钙(CaO·SiO₂),起助熔作用，能降低坯料烧成温度，增加坯料的致密度，提高制品的机械强度。还原气氛下，CaO易增强 Fe₂O₃着色作用。CaO含量过多，大幅度降低热稳定性，促使膨胀系数增大，易使制品起泡凸起。

氧化镁（MgO）碱土金属氧化物，在陶瓷烧成过程中，MgO能与SiO₂和Al₂O₃生成熔点较低的堇青石，减小制品的膨胀系数。

氧化钾（K₂O）和氧化钠（Na₂O）均为碱金属氧化物，易溶于水，且熔点低，陶瓷坯、釉的主要熔剂，能降低烧成温度。在陶瓷坯料中，K₂O和Na₂O，能熔融部分SiO₂和Al₂O₃形成玻璃相，填充于胎体的骨架之间，加速莫来石成长。K₂O和Na₂O的膨胀系数高于陶瓷坯釉中其他各种金属氧化物，若 K₂O和Na₂O过多会降低丛稳定性而引起制品变形，所以在紫砂坯料中，K₂O不能超过3％，Na₂O不能超过1％。

 

二氧化钛（TiO₂）着色金属氧化物，氧化气氛中烧成呈黄色，还原气氛中烧成呈不稳定的灰色。坯料中TiO₂过多，易使成品发黄、发灰。

烧失量又称灼失量或灼减，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水以及有机杂质被排除后物量的损失。如碳酸盐分解出的CO₂,硫酸盐分解出的SO₂。相对而言，灼减量大，且熔剂含量过多，烧成偏高的制品，收缩率就愈大，易引起变形、缺陷等。瓷坯的灼减量一般要求小于8％，陶器则无严格要求，但也须适当控制，以保持制品外形一致。