硅酸锌定位结晶釉的研制.docx

硅酸锌定位结晶釉的研制黄 玉 銮（广东省枫溪陶瓷工业研究 所广东 枫溪 521031）摘 要 本文主要介绍硅酸 锌定位结晶釉的配方与机理 ，论述了定位结晶釉的生产 工艺及其条件并分析了釉料颗粒 、釉层厚度以及烧成速度对定位结晶釉的影响 。关 键 词 定 位 ；结 晶 釉1前言定位准确；基础釉的施釉厚度与普通日用陶瓷相同 ，避免产生釉层厚度不均匀及流釉粘脚等缺陷 ；操作简单，成品 过 程 容 易 控 制 ，成 品 率 高 ，可用于装饰日用陶瓷 、工 艺 陶瓷等产品。结晶釉是用来装饰瓷器 、精陶等产品的一种人 工 晶花 釉 ， 它 是 釉体中的硅酸盐熔质经过固相反应之后 ，在 缓慢冷却过程 中自然析出晶体的一种美丽花纹的结晶 。 结晶釉的形成 须满足以下条件 ：在釉的配方中有一种或 两种以上的氧化物具有在高温条件下 “ 呈 现 过 饱 和 状 态 ” 的 结 晶 能 力 ； 烧成过程须保持 一个良好的晶核 （ 晶 种 ）形 成 和 长 大 的 “过 冷 却 ”阶 段 ，这 样 ，才能生产出良好 的 结 晶 釉 。定位结晶釉是在陶 瓷制品的釉面预定部位形成结 晶，其工艺特点是能使结晶釉的析晶温度范围扩大 ，改善晶花分布状态；本研究采用硅酸锌作晶种 ，在预定部位形成原生晶核，通过适当提高保温温度 ，扼制非定位结晶部 位的晶核形成。 研制出的定位结晶釉晶花位置可控，结晶2实验2.1 实验原料制备坯釉料的原料主要有 ：石英、湖北长石、钠长石、 龙岩洗泥、飞天燕洗泥 、滑石、石灰石、氧化锌、氧化铁、氧 化钴及氧化钛。 主要原料的化学组成如表 1 所示。2.2 坯料配方与制备工艺2.2.1 坯料配方定位结晶釉对坯体用的瓷泥要求不高 ， 采用广东省 枫溪陶瓷工业研究所通花瓷用的瓷泥，其化学组成见表 2。表 1主要原料的化学组成 （wt%）SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OI.L原 料 名 称石 英湖 北 长 石 钠 长 石龙 岩 洗 泥 广 西 滑 石石 灰 石飞 天 燕 洗 泥96.7866.3365.0852.0167.204.3266.582.1018.9923.3033.780.330.1522.01-0.161.240.170.14-0.83-0.080.14-0.830.280.120.5553.000.23-0.100.190.5031.690.620.220.6911.134.682.380.13-3.430.381.950.230.120.05-0.68-0.384.9311.15-40.525.860.02-0.12表 2瓷泥的化学组成 （wt%）SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OI.L成 分含 量66.1923.320.35-0.380.342.860.925.64FOS HAN CERAMICS Vol.19 No.11 （Serial No.158）FOS HAN CERAMICSVol.19 No.11 （Serial No.158）122.2.2 瓷泥的制备瓷泥的制备工艺与普通高温瓷泥相同 ，把 原 料 按 配 方 重 量 比 称 量 ，湿 法 混 合 ，通过球磨制成浆料后 ，过 筛 、 除 铁 、榨 泥 ，再根据不同的成形方法制成符合要求的泥 料。2.3 釉料配方与制备工艺2.3.1 定位结晶基础釉的配方定位结晶基础釉配方为 ：石 英 1520%、长 石 35%43%、石 灰 石 10%16%、滑 石 2%6%、粘 土 4%6%、 氧 化锌 16%25%。2.3.2 定位结晶基础釉的化学组成定位结晶基础釉的化学组成见表 3。2.3.3 定位结晶晶种的配方在预定的位置上点上晶种 ，可 采 用 手 工 涂 ， 也 可 将晶种印成花纸再贴上。2.4烧成工艺烧成是定位结晶釉生产过程中最关键的工序之一 ，晶核的形成和晶体的成长都贯穿于这一环节中 ，其 中 最为关键的是升温速度和保温时间的控制。本 实 验 采 用 0.5 立 方 米 梭 式 电 窑 ， 烧 成 温 度 为12701290；烧成气氛为氧化气氛 。 为 研 究 不 同 升 温 速度对晶面效果的影响 ，在采用同一基础釉 、晶 种 配 方 、釉层厚度、晶种粒度以及保温温度和保温时间相同的情 设定从常温升至 1280的 升 温 时 间 分 别 为 2、3、况 下 ，4、5、6 h，然后降至 1150并保温 11.5 h。通过上述工艺研制生产出的定位结晶釉 ，在 定 位 处 可得到 510mm 晶花，效果较好。定 位 结 晶晶种的配方为 ： ZnO 50%70%、SiO230%50%。 研磨混合后分成三个粒度范围 ：6080 目、80200 目、大于 200 目。3结果分析与讨论2.3.4定位结晶基础釉的制备工艺先 把 石 英 、长 石 、粘 土 、石 灰 石 、滑 石 等 原 料 按 比 例配 料 ，料:球:水 =1:2:0.8，球 磨 20h 后再加入氧化锌继 续球磨 2h，过 120 目筛，备用。2.3.5 施 釉3.1 烧成速度的影响根据上述不同升温速度烧制出的定位结晶釉 ，其 釉 面效果具体见表 4。 试验表明，该定位结晶釉从常温至最 高烧成温度的 升 温 时 间 为 45 h 时 ，晶 花 生 长 完 全 ，釉 面效果较好。一般采用浸釉法和浇釉法上釉 。将釉浆浓度调好 ，先将坯体上好内釉 ，干 燥 后 再 浸 釉 。 釉层厚度对晶核形 成和晶体成长有很大的影响，一般控制在 0.30.5mm。3.2晶种颗粒度的影响相同的 基 础 釉 配 方 ， 釉层厚度与烧成制度相同 ，但2.3.定位点晶种晶种粒度不同，结晶效果则不同，具体见表 5。表 3定位结晶基础釉的化学组成 （wt%）SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OZnOI.L成 分51.298.880.120.0377.621.322.202.6919.985.88含 量表 4升温速度对釉面效果的影响 升 温 时 间 （h）编 号最 高 烧 成 温 度 （）保 温 时 间釉 面 效 果#1#2#3#4#523456128012801280128012801150保 温 1 h1150保 温 1 h1150保 温 1 h1150保 温 1 h1150保 温 1 h釉 面 不 平 、不 光 亮釉 面 光 亮 、晶 核 堆 积 釉 面 光 亮 、定 位 晶 花 釉 面 光 亮 、定 位 晶 花 釉 面 光 亮 、无 晶 花表 5晶种粒度对釉面效果的影响 晶 种 粒 度(目 ）编 号最 高 烧 成 温 度 （）保 温 时 间釉 面 效 果#1#2#3608080200大 于 2001280128012801150保 温1150保 温1150保 温1 h1 h1 h定 位 晶 花 、晶 核 堆 积 无 光釉 面 光 亮 、定 位 晶 花 釉 面 光 亮 、无 晶 花2009 年 第 11 期 （第 158 期 ） 佛 山 陶 瓷佛 山 陶 瓷2009 年 第 11 期 （第 158 期 ）13表 6釉层厚度对釉面效果的影响 编 号釉 层 厚 度 （mm)最 高 烧 成 温 度 （）保 温 时 间釉 面 效 果#1#2#30.20.30.5大 于 0.51280128012801150 1 h1150 1 h1150 1 h晶 核 堆 积 无 光 、晶 花 细 小釉 面 光 亮 、定 位 晶 花釉面光亮无晶花 、产 品 粘 脚釉料的粒度越小 ，固相反应速度越快 ，釉料中少量为好。ZnO 大颗粒的存在显著地延缓了固相反应的进程 ， 而 升温过程中未反应完全的 ZnO 则残留下来 ，在降温阶段 ，残 留 ZnO 通 过 固 （ 液 ） 相反应在其周围生成硅锌矿 （Zn2SiO4），成 为 Zn2SiO4 晶 体 的 同 性衬底核化载体 ， 并 不 断发育长成肉眼可见的晶花。 因此，釉料中混有一定量大颗粒 ZnO 是产生非定位晶花釉面效果的根源所在。实验发现，晶种粒度控制在 80200 目，可得到结 晶 良好的晶花。3.3 釉层厚度影响采 用 同 一 种 基础釉及烧成制度 ， 晶 种 的 粒 度 、 厚 度 相 同 ，但釉层厚度不同时 ，釉面的结晶效果不同 。 具 体 见 表 6。釉层厚度对晶核形成和晶体成长均有 较