《釉料的组成》PPT课件

陶瓷工艺学第五章釉料的组成,主讲人：于岩吴任平,要目,5.1釉及其作用5.2釉的分类5.3制釉原料5.4釉料组成表示法5.5釉配方确定的依据5.6釉料配方计算习题,5.1釉及其作用,釉的概念：附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与晶体的连续粘着层。釉的作用:(1)装饰：提高艺术、欣赏价值。(2)改善制品的各种性能：化学稳定性、防污性（平滑、表面积减小）力学性能、电学性能、抗菌性能等等。,五彩缤纷的外衣釉,什么是釉汉字中的“釉”，其含义是指有油状的光泽，所以古代用“油”字表示陶瓷制品表面的光泽，但又因为“油”字这个字代表食物，后人经过种种考虑，修改结果就取表示光彩的“采”合成为“釉”。陶瓷制品表面多半穿着一件光滑、平滑、漂亮的外衣，“赤膊上阵”的很少。这件五彩缤纷的外衣就是我们所要介绍的”釉“。,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,五彩缤纷的外衣釉,什么是釉什么是釉?釉的本质是什么?。这些问题却不是每一个人都能回答出来的，它是“陶瓷“这门学科所要回答和解决的问题。“釉“的配制与烧成，是一门很神秘、很具挑战性的学问，古代的许多名窑、名瓷都是以独特的釉来命名的：祭红、郎窑红，美人醉、唐三彩、兔毫、油滴、窑变花釉、。万变不如其宗，我们可以用一句简要的话进行概括：釉是熔融在陶瓷制品表面上一层很薄的、均匀的玻璃质薄层。,五彩缤纷的外衣釉,施釉的作用光滑、明亮、美观不透水、不透气易洗涤、耐污染提高陶瓷的其他各种性能(强度、耐热、电性能),五彩缤纷的外衣釉,陶瓷制品对釉的基本要求有均匀的、光润的、有玻璃光泽的表面（特殊效果的釉除外）不可发生开裂或剥落现象（特殊效果的裂纹釉除外）高温流动性好，釉面易于平滑耐酸碱腐蚀其他特殊要求,五彩缤纷的外衣釉,釉的种类按釉的组成：石灰釉、长石釉、铅釉、硼釉按坯体类型：瓷器釉、陶器釉、炻器釉按烧成温度：低温釉(1250)按釉面特征：透明、乳浊、颜色、无光、结晶、裂纹、花釉、变色釉。,五彩缤纷的外衣釉,颜色釉装饰颜色釉装饰源于陶器，在商代便有了青黄釉陶器出现，到汉末晋初年间就有青釉瓷器了。唐代的唐三彩，宋代的影青、粉青、钧红、黑釉等闻名于世，经明清发展成颜色釉。颜色釉多以金属氧化物的天然矿石为着色剂配制而成，如铁、铜、锰、钛、铬、锌、钻、锑等。它有高温、中温和低温之分。高温色釉以景德镇和河南禹县的色釉瓷为代表，采用还原焰烧成，烧成温度为1320左右；中温色釉以河北邯郸、山东淄博、江苏宜兴的色釉为代表，采用氧化焰烧成，温度在1200左右。,五彩缤纷的外衣釉,颜色釉装饰颜色釉色彩丰富，光泽莹嫩，具有独特的装饰艺术效果。特别是一些名贵的釉色，如景德镇的祭红、美人醉，建窑的鹧鸪斑、兔毫、油滴色釉，异常难得。其装饰形式广泛，可作器皿表面的色釉装饰，如景德镇的钧红、郎红、祭红、祭蓝、茶叶末、美人醉、窑变花釉等，可用一些流动性小的颜色制作较细腻的装饰；还可用几种不同的色釉作绘画装饰，利用高温色釉在高温下流淌性大的特点，流淌出自然的山水风景，有自然天成之妙。,釉的特点,大多数釉是玻璃体，具有普通玻璃的物理化学性质。,釉与玻璃的不同点,釉层中含有气泡和晶体。釉化学组成中氧化铝的较玻璃高。釉的熔融温度范围较宽。,产生差异的原因,配方不同。烧成制度不同。釉与坯体之间的扩散和反应。,5.1釉及其作用,釉与玻璃的不同点及产生差异的原因,5.2釉的分类,5.2.1分类方法：釉的分类按不同基准有不有的名称，一般可按坯体的种类、制造工艺、组成、性质、显微结构、用途进行分类，参见下表。我国生产中习惯以主要熔剂种类及外观特征命名釉料，如铅釉，石灰釉，长石釉，乳浊釉，无光釉，颜色釉等。,5.2.2几种常见釉举例,5.2.2.1长石釉和石灰釉,原料石英长石粘土石灰石滑石湖南建湘（长石釉）30555/10唐山某厂（石灰釉）22521214/,(1)釉式中K2O和Na2O的mol数之和不小于0.5。,(2)硬度大，光泽度较高，略带乳白色，烧成范围宽。,(3)与氧化硅含量较高的坯结合较好（南方瓷)。,(1)釉式中CaO的mol数不小于0.5。,(2)弹性好，透明度好，还原气氛易烟熏，烧成范围窄。,(3)与氧化铝含量较高的坯结合较好（北方瓷)。,5.2.2.2镁质釉及其特点,由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物MgO在釉式中的含量不小于0.5mol。,(2)热膨胀系数小，不易烟熏，有利于白度和透光度的提高，烧成范围宽。,(3)对坯体的适应性强。,5.2.2.3熔块釉,低温熔块釉（添加含PbO、B2O3等强熔剂的原料）高温熔块釉（添加含ZnO、BaO、SrO等熔剂的原料）,天然原料：石英、钾钠长石、粘土、滑石、石灰石、白云石、硅灰石、锂辉石、锆英石、萤石等。,制釉原料：天然原料和化工原料,化工原料：ZnO、SnO2、ZrO2、Pb3O4、BaCO3、Al2O3、SrCO3、硼砂、硼酸、铅白、密陀僧（PbO）等。,5.3制釉原料,5.4釉料组成表示法,原料石英长石粘土石灰石滑石湖南建湘（长石釉）30555/10唐山某厂（石灰釉）22521214/,氧化物重量百分组成组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OZnO灼减合计Wt69.1914.630.120.793.436.321.681.501.96100,分子式、釉式、实验式、摩尔组成表示式,常,氧化物重量百分组成,5.5.1釉配方的网络化学基础5.5.2釉中各氧化物的作用5.5.3釉料配方的配制原则5.5.4釉料配方的确定5.5.5试验方案的设计,5.5釉配方确定的依据,5.5.1釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂（二）网络变性体（助熔剂）（三）网络中间体（四）乳浊剂（五）着色剂,5.5.1釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（A）氧化物阳离子场强大（电荷数/半径平方）规律：Z/r21420能形成玻璃,（B）氧化物键强大（单键强度分解能/阳离子配位数）规律：单键强度335KJ/mol是网络形成剂,（C）氧化物化学键为极性共价键（混合键）键角易变，键长不易变。规律：离子键成份占3955能形成稳定的玻璃。,（D）熔体结构规律：阴离子聚合程度大；阴离子团对称性低；熔点粘度大的熔体易形成玻璃。,5.5.1釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（A）氧化物阳离子场强大氧化物阳离子场强=阳离子电荷与其离子半径平方之比一般来说，电荷较高，离子半径较小的阳离子及其化合物是玻璃网络形成剂。如：SiO2-硅酸盐玻璃，B2O3，P2O5。各氧化物的阳离子场强参见下页表5-2。规律：Z/r21420能形成玻璃。,表5-2阳离子场强与其形成玻璃的能力,5.5.1釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（B）氧化物化学键强大单键强度化合物分解能/阳离子配位数。规律：单键强度335KJ/mol是网络形成剂。单键能/熔点0.21（Rawson）易形成玻璃。网络形成氧化物单键能参见表53。,5.5.1釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征表5-3网络形成氧化物单键能,（C）氧化物化学键为极性共价键（混合键）极性共价键离子键向共价键过渡的氧化物易形成玻璃。既具有离子键，易改变键角形成不对称变形的趋势远程无序。又具有共价键的方向性与饱和性，不易改变键角与键长的倾向远程有序键角易变，键长不易变。规律：离子键成份占3955能形成稳定的玻璃。氧化物的键性与玻璃形成能力参见表5-4。,5.5.1釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（C）氧化物化学键为极性共价键（混合键）表5-4氧化物的键性与玻璃形成能力,5.5.1釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（D）熔体结构熔体中阳离子团聚合程度大，形成玻璃倾向大，因高聚合的阳离子团难以位移和重排，结晶激活能大，不易组成晶体，阳离子团的对称性低，也容易形成玻璃玻璃。熔点粘度大的熔体易形成玻璃。,5.5.1釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,特征：单键强度Na2OK2O,Li2O在无铅釉中使用可使釉的热膨胀系数降低，光泽度高，强度和耐酸性有一定的提高。,Na2O降低弹性和抗张强度，提高热膨胀系数，光泽度差。,K2O常由钾长石引入，比钠长石熔融温度范围宽，粘度大，其他性能都优于钠长石，但用量也不能太大。,（6）ZnO少量（2左右）降低成熟温度，加宽成熟范围，改善釉的力学性能，提高釉的光泽度和白度（乳浊作用）。在结晶釉和大红釉也有重要的作用。,5.5.2釉中各氧化物的作用,（7）PbO最强的熔剂。硅酸铅玻璃折射率高，光泽度高。适量的引入与碱金属氧化物相比可以降低高温粘度，加宽熔融范围；提高强度、光泽度和弹性；降低热膨胀系数。在低温釉中大量使用釉的强度和热稳定性降低。,（8）B2O3强熔剂，降低釉的熔融温度，温度升高粘度降低大，有利于釉面的铺展，提高釉玻璃的折射率（光泽度），适量加入可以降低热膨胀系数，提高化学稳定性。过量导致釉的各种性能变差。1000C以上易挥发。,（9）BaO助熔剂，少量引入可以提高釉的光泽度和力学强度，代替CaO和ZnO能提高釉的弹性。,5.5.2釉中各氧化物的作用,（10）SrO助熔剂，具有BaO所有的优点。在改善坯釉适应性、提高釉面硬度、加宽石灰釉的烧成范围等方面都有很好作用。,（11）骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等骨灰可提高光泽度，促进釉料分相，提高白度。瓷粉取代长石调节釉料，可提高釉的熔融温度，降低釉的高温粘度。减少釉面针孔，提高白度。乳浊剂SnO2、TiO2、ZrO2、ZrSiO4、锑化物、磷酸盐着色剂Mn、Cr、Co、Fe、Ni、Cu、V、Pr等的氧化物、化合物或合成颜料。,5.5.2釉中各氧化物的作用,5.5.3釉料配方的配制原则,（1）满足制品对釉面的性能要求,日用瓷、墙地砖、卫生洁具、电瓷等。,（2）釉的成熟温度在坯的烧成范围之内,一次烧成釉，始熔温度应高，成熟范围应宽。避免干釉和起泡。二次烧成釉，生釉的粘附性要强。,（3）坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应,要求：釉坯（略小于微正釉受压应力）E釉E坯（釉有较大的弹性对机械应力、热应力的适应能力强）,（4）坯釉的化学组成相适应,坯釉的化学组成一般应有一定