系列无光釉的研制
沈华荣 洪 琛 曹春娥 陈云霞
(景德镇陶瓷学院,景德镇:333001)
摘 要
通过对光泽度、白度及抗热震稳定性等多种性能的测试分析,探讨了硅铝比、无光剂种类、釉料细度及冷却方式对无光釉釉面 质量的影响,并确定了其最佳配方和制备工艺。结果表明:钙质、镁质的最佳 S i O 2/A l 2O 3 范围分别为 4~6、5,钡质、复合无光釉的最 佳 S i O 2/A l 2O 3 为 5,锌质的最佳 S i O 2/A l 2O 3 范围为 4~9;在高温阶段适当保温和缓慢冷却所得样品效果较好。 关键词 无光釉,无光剂,硅铝比,冷却方式 中图分类号:TQ174.4 文献标识码:A
2.1 原料组成
本研究釉用矿物原料有平 江长石、平江石英、 石灰石、烧滑石、高岭土等;化工原料(均为工业纯): 氧化锌、碳酸 钡 、硝 酸 钾 、硼 砂 等 。 坯用原料为广东 东鹏陶瓷有限公司素烧坯体 。具体矿物原料组成详 见表 1。
2.2 工艺流程与烧成制度
本实验采用熔块加部分生料制备,使其在烧成冷 却时析晶。熔块的工艺流程:配料→混合→熔制→水 淬→球磨→烘干待用。釉料制备流程为:熔块 + 部分 生料→球磨→过筛 (过 250 目筛)→施釉→干燥→烧 成。烧成制度为:预热阶段 30~500℃升温速率为 15℃ /min ,氧化分解阶段 500 ~700℃ 升 温 速 率 为 10℃/min ,高温阶段 700~1100- 1200℃升温速率为
1 引 言
近年来,无光釉[1- 5]在建筑卫生陶瓷中应用极其 广泛,因为外墙砖的光泽不能太强,否则会导致强烈 反光会影响交通,所以城市建筑外墙装饰多用无光釉 陶瓷产品。本研究主要以石灰石、烧滑石、碳酸钡和氧 化锌等为无光剂,通过研究无光釉的形成机理和相关 工艺,成功研制出了 1100~1200℃温度范围内的效 果多样、釉面质量较好的系列无光釉。
2 实 验
表 1 原料的化学组成
Tab.1 The chemical composition of crude materials
收稿日期:2009- 10- 08
通讯联系人:沈华荣,E- m a il : s **************
化学组成(%) S i O 2 Al 2O 3 C a O MgO K 2O N a 2O F e 2O 3 灼减 平江长石 65.99 18.47 0.51爱一个人的表现
河南免费景点
0.02
10.38 3.94
0.04 0.52 平江石英 99.48 0.36
0.03
0.10
0.03 石灰石 0.25 0.15 55.39 0.10
0.21
0.04 43.81 高岭土 44.8 36.2
0.5 0.3 0.3 0.2 0.4 17.3 烧滑石
62.06
4.14
32.23
0.07
0.81
0.04
0.01
锆英砂 ZrO 266.25% S i O 232.5%
表 2 釉的配方及其硅铝比
Tab.2 The SiO 2/Al 2O 3 ratio and batch formula of glazes
表 3 C2~C6 样品的熔块配方
Tab.3 Frit batch formula of samples C2~C6
16℃/min ,保温 10 分钟。
表 4 C2~C6 样品的釉料配方
泥塑艺术
Tab.4 Glaze batch formula of samples C2~C 6 3 实验结果与讨论
3.1 系列无光釉的调整实验
参阅大量文献资料,按无光 釉 的 种 类 及 其形 成机理分为:高 岭 质 无 光 、碱 性 无 光 、硅 质 无 光 。因 碱性无光较高岭质和硅质无光的效果好 ,碱性无光 釉分为:钙质 无 光 、镁 质 无 光 、锌 质 无 光 、钡 质无光 及复合无光。本研究选择碱性无光作为研究对象,对 这五种无光釉进行探索性实验,其配方及其硅铝比如 表 2 所示,并分别对配方进行调整,以得到原料的最佳 配比。
3.1.1 钙质无光釉的调整
所得 C1 样品釉面光泽较强,熔融效果不好,不 够细腻。由于 C1 配方中硅铝比偏高,导致光泽较强、 熔融温度偏高、故将钙质无光调整 S iO 2/A l 2O 3 为 4;并 采用熔块加部分生料制备。所得 C2 样品釉面平整、 光泽度较强,但熔块熔制时不易淬冷,由于其粘度较 大、流动性差。故在 C3 样品中引入少量硼元素,并且
对氧化铝和氧化硅的含量进行调整,该配方样品无光 效果较好,已经基本满足需要,但白度欠佳,遮盖能力 差。为解决这一问题,故在 C4 样品中引入一定量锆 英砂以提高白度和遮盖能力,但在 1180℃其熔融效 果欠佳,为适应建筑陶瓷使用,只能将其熔融温度降 低而不通过改变烧成温度来改善其熔融特性,故将硼 砂量提高,得 C5 样品。C5 样品为光泽透明釉,原因 是硼砂含量过高而增强了对晶体的溶解能力,因此低
硼砂量,经大量实验,硼砂的含量应不超过 15%。经 调整后得 C6 配方,该配方样品无光效果好,白度高, 遮盖能力强,基本符合建筑卫生陶瓷的要求。C2~C6 熔块配方见表 3,釉料配方见表 4。由实验结果可知, 钙质无光釉的最佳 SiO /Al O 为 4~6。木糠蛋糕
2 2
3 釉料配比 C2 C3 C
4 C
5 C
6 熔块
71 83 70 83 89 高岭土 29 17 30 17 11 S i O 2/A l 2O 3
4
5
5
5
6
序号 钾长石 烧滑石 方解石 高岭土 石英 硼砂
锆英砂
C2 35 10 37.5 11 6.5
C3 18 8.8 33.4 15.5 15.5 8.8
C4 15.5 7.5 28.5 18.5 15.5 7.5 7 C5 4.5 7.5 28.5 18.5 18.5 15 7.5 C6
15.5
7.5
28.5
18.5
15.5
15
7
名称 石英 长石 高岭土 石灰石 氧化锌 烧滑石 碳酸钡 S i O 2/A l 2O 3
钙质无光 C1
20 25 15 30 10 8 镁质无光 M 1
20 30 15 10
25
10 锌质无光 Z1 8 40 20 10 16
6
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钡质无光 B1 20 35 12 15
18
7 复合无光 F1
5
38
18
16
4
7
12
5
表 5 釉的配方及釉面质量效果
Tab.5 Batch formula and characteristics of glazes
表 6 因素水平表 Tab.6 Factors and levels
3.1.2 镁质无光釉的调整
通过对钙质无光釉的调整得知,SiO 2 /Al 2O 3 是影 响无光釉的重要因素,并且 SiO 2 /Al 2O 3 为 4~6 较好, 故将镁质无光釉的 SiO 2 /Al 2O 3 调整为 5,得 M2 号样 品熔块配方为:钾长石 26.5%、烧滑石 31.5%、方解石 14.5%、高岭土 12.5%、石英 6%,釉料中熔块与高岭土 为 82∶18。该样品无光效果好,白度好,遮盖能力强。 为得到最佳 SiO 2 /Al 2O 3,保持熔块配方不变,通过改 变 生 料 的 量 、 种类及与熔块的配比以调整 S iO 2
/A l 2O 3,具体配方及烧成效果见表 5。由表可知,镁质 无光釉的最佳 SiO 2 /Al 2O 3 为 5~7。 3.1.3 钡质无光釉的调整
根据 B1 探索性配方,实验时曾引入 0.5mol Ba
元素(B2)导致釉面生烧,这是由于钡的析晶能力强, 故 添 加 0.3mol Ba 为宜,并同样将钡质无光釉
的 S iO 2/A l 2O 3 调整为 5,得 B3 样品。其熔块配方组成为: 钾长石 36.5%、碳酸钡 22.3%、方解石 18.5%、高岭土 7.3%、硼砂 7.2%、石英 7.9%。釉中熔块与生料(高岭
土)配比为 89∶11。本配方实验所得样品,无光效
果 好,白度好,遮盖能力强。
3.1.4 锌质无光釉的调整 探索性实验中锌无光生料釉表 7 F2~F4 样品的釉料配方
Tab.7 Glaze batch formula of samples F2~F4 故原料采用生料。在 Z1 的基础上,将其 SiO 2 /Al 2O 3 调 整为 5.7,得 Z2 的配方为:钾长石 45.5%、烧滑石 4.5%、方解石 8.5%、高岭土 15.5%、石英 10%、氧化锌 16.6%。实验样品在 1140℃烧制,无光效果柔和,白度 较好,遮盖能力强。
为得到锌质无光釉的最佳配方,采用正交实验方
法对其进行优化。选用 L 9(34)正交表来设计实验方
案,因素水平表如表 6 所示。通过正交试验结果对比 和 相 关 专业数据的测定,最终选择最优水平为: D 2A 2B 3C 2,其配方(Z3)为:钾长石 50.5%、石英 10%、方 解石 8.5%、烧 滑 石 4.5%、氧 化 锌 16.6%、高 岭 土
15.5%,且最佳 S iO 2/A l 2O 3 范围为 4~9。
3.1.5 复合无光釉的调整
根据系列探索性试验及以上系列无光釉的调整
釉料配比 F2 F3 F4 熔块 82 83 87 高岭土 18 17 13 S i O 2/A l 2O 3
5
5
5
水平
因素
石英用量 A
钾长石用量 B
烧滑石用量 C
氧化锌用量 D
1 7 40.5 3.5 13.6
2 10 45.5 4.5 16.6 3
13
50.5
5.5
19.6
序号 S i O 2/A l 2O 3
熔块 高岭土 Al 2O 3 石英 釉面质量
M 2 5 82 18
无光、光泽柔和、釉面细腻 M 3 4 92.5
苹果手机位置7.5
无光、略微生烧、不够细腻
M 4 6 75.5 16 8.5 无光、光泽柔和、釉面细腻、白度高
M 5 7 70 14.5 15.5 偏光泽釉、釉面细腻 M 6
8
64.5
13.5
22
光泽很好、为光泽釉
表 8 系列无光釉性能的测试结果
Tab.8 Performanc e parameters of a ries of mat glazes
表 9 不同冷却方式对釉面质量的影响
Tab.9 Effects of different cooling-down methods on glazed characteristics
结论,将 F1 样品中的 SiO 2 /Al 2O 3 调整为 5,即 F2 样 品。该样品生烧,应将其熔融温度降低,解决思路是引 入定量硼元素,故在釉式中引入 0.1mol B 2O 3,调整后
我做了一项小实验作文300字
为 F3 号样品。该样品结晶明显,釉面粗糙,略微生 烧,对碱性组成进行调整,且调整熔块与生料配比,得 F4 号样品。该样品无光效果好,白度好,遮盖能力强。
名称
冷却方式 釉面质量
钙质无光
自然冷却 釉面平整,光泽柔和,白度好 开炉门冷 釉面平整,光泽强,白度差
镁质无光
自然冷却 釉面平整,光泽柔和,白度好 开炉门冷 釉面平整,光泽强,白度差
锌质无光
上课犯困怎么办
自然冷却 釉面平整,光泽柔和,白度好 开炉门冷
釉面平整,光泽强,白度差
钡质无光
自然冷却 釉面平整,光泽柔和,白度好 开炉门冷 釉面平整,光泽强,白度差
复合无光
自然冷却 釉面平整,光泽柔和,白度好 开炉门冷
釉面平整,光泽强,白度差
名称 样品序号 光泽度 白度 抗热震稳定性
钙质无光
C2 29 76 8 C3
26 70 8 C4 27 79 8 C5 31 79 9 C6
24 80 10
镁质无光
M 2 21 80 9 M 3
22 81 10 M 4 24 83 10 M 5 29 82 10 M 6
31 82 9
钡质无光
B2 21 81 8 B3
22 85 9
锌质无光
Z2 28 78 9 Z3 27 79 10
复合无光
F2
25 76 11 F3 25 76 12 F4
24
78
12
表 10 不同细度对釉面质量的影响 Tab.10 Effects of different fineness on glazed
characteristics
值,釉面质量如表 9 所示。由结果可知,以自然冷却 的方式烧成效果较好。 3.4 釉料细度(球磨时间)的影响
以锌质无光为例研究釉料细度对釉面质量的影 响,在 1140℃下烧成,考察球磨时间为 20~60 分钟 时的釉面质量效果,如表 10 所示。由结果可知,球磨 时间为 30~40 分钟时可制得较好的无光釉。
4 结 论
(1)钙 质 、镁 质 的 最 佳 SiO 2 /Al 2O 3 范 围 分 别 为 4~6、5,钡质、复合无光釉的最佳 SiO 2 /Al 2O 3 范围 5, 锌质的最佳 SiO 2 /Al 2O 3 范围为 4~9。
(2)复合无光釉的釉面质量最好,锌质、镁质、钡 质无光釉次之,钙质无光釉较差。
(3)冷却方式以自然冷却,细度为球磨 30~40min 时所得无光釉效果最好。
其中 F2~F4 釉料配方见表 7。 3.2 系列无光釉的测试结果
对各系列无光釉中釉面特征较好样品的光泽度、 白度及抗热震稳定性三个主要指标进行了测试,其测 试结果见表 8。
由测试结果可以看出:就光泽度而言,钙质、镁 质、钡质、锌质、复合无光均符合无光釉光泽度(<30) 的要求;镁质无光、钡质无光白度较高,复合无光、锌 质无光、钙质无光较其稍差;复合无光抗热震性最好, 镁质次之,钙质、钡质、锌质均相差不多。从整体性能 分析,复合无光最好,锌质、镁质、钡质次之、钙质最 差。
3.3 冷却方式对釉面质量的影响
冷却方式是影响无光釉的重要因素,故取系列无 光釉配方中最优配方以不同的冷却方式对其进行试 验,并以升温速率(16℃/min)和保温时间(10 min)为定
参 考 文 献
1 叶晓萍,陶海霞. 低温快烧无光釉研制. 河南建材, 2003, (04)
2 张 祥,童申永,刘 勇. 二次烧成亚光釉的研制. 现代技术陶瓷, 2003, (03)
3 徐庆芝,杨 剑. 一次烧成耐磨无光釉的研制. 陶瓷, 2003, (03)
4 金 艳,周玉所. 一种低温复合无光釉的研制. 山东陶瓷, 2003, (04)
5 余广镇. 低成本无光釉的试制及生产. 佛山陶瓷, 2000, (04)
DEVELOPMENT OF A SERIES OF MAT GLAZES
Shen Huarong Hong Chen Cao Chun'e Chen Yunxia (Jingd ezhe n Ceramic Institute, Jingdezh en 333001)
A bstract
Glossiness, whiteness and thermal shock resistance were tested to study the effect of silica/alumina ratios, mat agent species, glaze fineness and cooling-down method on the mat glaze quality, in order to determine its optimal batch formula and preparation process. The results indicate that the range of SiO 2/Al 2O 3 ratio is respectively 4 ~6, 4 ~7 and 5 for calcium, magnesium, barium and complex mat glaze and 4~9 for zinc mat glaze. Holding for a suitable time at high temperature and slow cooling are better for forming mat effect with high quality. Keywords m at glaze, mat agent, Si/Al ratio, cooling-down method
Received on Oct. 8, 2009
球磨时间(min )
釉面质量 20 釉面不光滑效果不好 30 光滑细腻,有丝绢状光泽 40 光滑细腻,光泽柔和,乳白细腻 50 釉面光滑,光泽强,透明细腻 60
釉面光滑,光泽很强,透明细腻