华北理工矿物材料基础课件第3章 釉料

Chap.3釉料§1釉的作用与分类§2釉的物理化学性质§3制釉的原料§4釉料配制原则、方法及其计算§5釉浆制备及施釉工艺§6釉的形成§7乳浊釉※教学目的与要求：

了解釉料的概念和分类；掌握釉的性质及坯釉适应性；重点掌握釉料配制的计算；了解釉浆的制备及形成。※重点、难点：坯釉适应性；釉料的配制计算。一、釉的作用§1釉的作用与分类釉是施于陶瓷坯体表面上的一层极薄的玻璃体。施釉的作用：（1）釉能够提高瓷体的表面光洁度。（2）釉可提高瓷件的力学性能和热学性能。（3）提高瓷件的电性能，如压电、介电和绝缘性能。（4）改善瓷体的化学性能,抗化学侵蚀性能提高。（5）釉可以增加瓷器的美感，艺术釉还能够增加陶瓷制品的艺术附加值，提高其艺术欣赏价值。二、釉与玻璃体的异同§1釉的作用与分类宏观上，釉不仅具玻璃所具有的一般性质，如各向同性，无固定熔点，而且这些性质随温度和组成变化的规律也极近于玻璃。一般认为，釉是玻璃体但制品上的釉层与玻璃仍有区别：A、釉层的微观组织结构和化学组成的均匀性比玻璃差。B、釉中常夹杂一些熔化不透的残留石英，新生成的莫来石，尖晶石等晶体，及数量不等的气泡。C、釉层的化学组成，在横断面上的分布不相同，紧靠坯体的一侧和最外层釉中，Al、Si含量比中间层高。三、釉的分类§1釉的作用与分类

（1）按釉中主要助熔物划分：

如铅釉、石灰釉、长石釉等。

（2）按釉的制备方法划分：生料釉：即指釉料配方组成中未使用熟料－熔块的釉。熔块釉：即指由熔块与一些生料按配比制作而成的釉料。熔盐釉：在产品烧至高温时，向室内投入挥发物而成的一种釉。土釉：采用易熔的天然有色粘土，经淘洗后直接作釉料使用。

（3）按照釉的烧成温度划分：

易熔釉或低温釉：指熔融温度一般不超过1100℃的釉

中熔釉或中温釉：指熔融温度一般在1100~1250℃的釉难熔釉或高温釉：指熔融温度一般超过1250℃的釉三、釉的分类

（4）按釉烧成后外观特征和具有的特殊功能划分

透明釉、乳浊釉、画釉、结晶釉、纹理釉、无光釉、腊光釉、荧光釉、香味釉、金属光泽釉、彩虹釉、抗菌釉、自洁釉等。

（5）按釉的用途划分：

装饰釉、电瓷釉、化学瓷釉、面釉、底釉、钧釉等。

（6）按釉的显微结构和性状划分：

透明釉——无定形玻璃体晶质釉——乳浊釉、析晶釉、砂金釉、无光釉熔析釉——铁红釉、兔毫釉北宋建窑兔毫釉铁红釉金瓜

釉的质量，一般比较着重于外观质量（平整、光泽、色调）以及对人体有害组分含量（如铅）。为了获得良好釉层，以满足外观质量要求，对釉的化学性质、粘度、表面张力、弹性、热膨胀等各项性质，必须给予应有注意。§2釉的物理化学性质釉组分的熔融、熔解成玻璃的过程釉烧成时釉与坯体相互作用的过程→中间层（15-20um)釉与坯体的相互作用生成了中间层：1）釉料中的某些组分渗入坯体中，坯体中的组分也渗入釉层中，使中间层的化学组成和性质逐渐由坯体的组成过渡到釉料的组成，但无明显的界限；2）中间层可以析出莫来石、钙长石、硅灰石类晶体；3）中间层可调和釉与坯体间的性质差异，增进坯釉结合。1、釉的化学性质1、釉的化学性质因此，必须使釉与坯体的化学性质保持适当的差别。坯釉中间的化学性质相差过大，则反应强烈，会出现釉被坯体吸收现象（干釉）坯体的酸性较高（SiO2/RO↑）→釉采用中等酸性坯体的酸性中等（SiO2/RO中等）→釉采用弱酸性坯体的酸性较弱（SiO2/RO↓）→釉采用中性或弱碱性2、釉的热膨胀性、弹性与坯釉适应性

釉与坯体是否相互适应，生成良好的釉面，除了决定于他们的化学性质之外，热膨胀与弹性性质也是两个非常重要的因素。1）热膨胀系数使坯体表面的釉层处于压应力状态，往往使上釉制品具有高的机械强度防止产生隙裂缺陷常温洗涤的机械振动，不致破损2、釉的热膨胀性、弹性与坯釉适应性

因此：α釉<α坯，在烧成过程的冷却阶段，由于坯体强烈收缩，使釉受到压应力。α坯=5~20×10-7α坯-α釉≈10×10-72、釉的热膨胀性、弹性与坯釉适应性釉的热膨胀系数过大时，可按下列方法之一进行调整：A、增加SiO2的含量，并同时降低碱性氧化物溶剂的含量。B、加入B2O3或提高B2O3含量部分取代SiO2

，使釉的熔融温度降低。C、加入低分子量的碱性氧化物，按同分子数之比取代高分子量氧化物溶剂。例如以MgO取代CaO,实际上，这样就相应的提高的SiO2含量。2、釉的热膨胀性、弹性与坯釉适应性2）弹性模数E釉<E坯弹性模数E↑，弹性↓，补偿坯釉之间产生应力能力↓釉层的薄厚对坯釉适应性有影响薄→弹性↑厚→弹性↓2、釉的热膨胀性、弹性与坯釉适应性釉的组成对E的影响：A、碱土金属氧化物提高釉的弹性模数（影响最大的为CaO）B、碱金属氧化物降低釉的弹性模数。C、B2O3一般釉的弹性模数为59～69GN/m2≤12%→提高弹性模数>12%→降低弹性模数3.釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性（1）粘度是判断釉流动情况的尺度。粘度适当，不仅能填补坯体表面的一些凹坑，而且还有利于坯釉相互结合，生成中间层。影响釉粘度的重要因素：釉的组成、结构和烧成温度。a.碱金属氧化物降低釉的粘度。（破坏[SiO4]网络结构）b.碱土金属氧化物：低温下增加熔体的粘度，高温下降低熔体的粘度。c.+3价及高价金属氧化物，Al2O3，SiO2，ZrO2，TiO2提高粘度。硼反常现象：

B2O3的加入量<15％时，B处于[BO4]四面体中，呈三维空间连接使网络结构紧密，粘度上升。

B2O3的加入量>15％时，B处于[BO3]三角体中，使网络结构松散，粘度降低。3.釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性（2）表面张力过大，阻碍气体排出和熔体均化，高温时对坯体润湿性不利，易造成“缩釉”；表面张力过小，易造成“流釉”。影响因素：a.化学组成碱金属离子半径↑表面张力降低↑b.烧成温度温度每升高10℃，表面张力下降1～2%c.烧成气氛还原气氛下的表面张力>氧化气氛20～25％（3）润湿性接触角θ釉在成熟前必须将坯体全部润湿。3.釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性目前，我国在精陶和卫生陶瓷中，采用“高温素烧，低温釉烧”低温时釉的表面张力较高，容易获得平滑、光泽的釉面釉的粘度较高，降低釉的流动性，有碍获得平滑的釉面§3制釉的原料

一、制釉氧化物及其作用1、SiO2

：

氧化硅是生成玻璃质的生成体组分，在日用瓷釉料中一般含量在60～75%之间，主要以石英加入，而粘土及长石中也提供氧化硅组成。釉料中氧化硅的提高能够影响釉的主要物理——机械性能，提高熔融温度和粘度，赋予釉以高的机械强度，如耐磨性、硬度，还能提高耐化学侵蚀能力，降低釉层的膨胀系数。§3制釉的原料

一、制釉氧化物及其作用2、Al2O3

：高岭土或其它粘土矿物和长石是釉料中提供氧化铝的原料。釉料中氧化铝含量增高可以提高釉的耐化学侵蚀能力，提高硬度，并降低釉的膨胀系数。但Al2O3含量过高，熔融温度升高。氧化硅：氧化铝=7~10§3制釉的原料

一、制釉氧化物及其作用3、CaO

：

方解石、大理石、白云石。氧化钙与氧化硅生成玻璃，具有增加坯与釉的结合作用，提高釉的硬度，并能使釉的光泽性加强。但CaO

>18%时，玻璃的析晶倾向增强，导致釉层失透。§3制釉的原料

一、制釉氧化物及其作用4、MgO：

滑石（煅烧）降低釉层的膨胀系数，促进中间层生成，从而减弱釉的碎裂倾向。采用滑石引入氧化镁可增加乳浊、提高白度。§3制釉的原料

一、制釉氧化物及其作用

5、Na2O、K2O

：

钠长石、钾长石碱金属氧化物具有较强的熔剂作用。降低釉的熔融温度，使釉具有良好的透明度，同时降低抗化学侵蚀能力。氧化钠增大玻璃的膨胀系数，降低弹性性质。氧化钾降低玻璃的膨胀系数，增加弹性，对热稳定性有利。§3制釉的原料

一、制釉氧化物及其作用6、

ZnO

：工业氧化锌具有一定的熔剂作用。降低釉的熔融温度，使釉具有良好的耐热性，同时降低抗化学侵蚀能力。降低釉的膨胀系数，增加弹性，减弱釉的碎裂倾向，使釉的成熟范围增大，增加结晶倾向。§3制釉的原料

一、制釉氧化物及其作用7、其他原料：骨灰——提高光泽，使釉面柔润。锆英石——提高白度碳酸锶——降低釉的熔融温度，提高光泽，扩大烧成范围。碳酸钡——提高折射率，增加光泽。废瓷粉（取代长石）——提高熔融温度，降低粘度。制釉原料与制坯原料大体相同（粘土、长石、石英）不同之处：釉料中含熔剂成分多，含粘土成分少。SiO2

（60～75%）：主要以石英加入，Al2O3：高岭土（其它粘土）、长石CaO:方解石、大理石、白云石MgO：滑石（煅烧）→降低膨胀系数Na2O、K2O：钠长石、钾长石ZnO:以工业生产的氧化锌引入其他原料：§3制釉的原料一、釉料配方的制定原则§4釉料配制原则、方法及其计算始熔点要高于坯体中物质氧化分解反应的最终温度。釉料的膨胀系数要与坯体的配方的膨胀系数相适应。釉的熔融温度范围须与坯体的烧成范围相适应。在最高烧成温度下和较短烧成时间内，面釉要有足够的流散度。面釉要有足够的光泽度或较理想的哑光。二、确定釉料配方的方法与步骤§4釉料配制原则、方法及其计算1、掌握必要的资料2、借助三元相图和有效的经验3、利用釉的组成-温度图与有效的经验4、参考测温锥的组成进行配方知识点：实验式化学纯物质→分子式结构复杂的物质→结构式一般物质→元素的百分比or氧化物的百分比硅酸盐矿物或由他们作原料生产出来的制品→实验式例如：钾长石的矿物实验式：K2O•Al2O3•6SiO2

高岭土的矿物实验式：Al2O3

•2SiO2

•2H2O

陶瓷釉的实验式：（P76)实验式：只表示出物质化学成分中各种氧化物之间的数量关系，不表示出结构特性的化学式，称为～。§4釉料配制原则、方法及其计算用于表示矿物组成时，称为矿物实验式；用于表示坯料组成时，称为坯式；用于表示釉料组成时，称为釉式。坯式与釉式的一般排列是：

R2ORO2R2O3ROR2O5按照碱性、中性、酸性氧化物的顺序排列，在每种氧化物前冠以它在组成中的分子数比例§4釉料配制原则、方法及其计算坯式习惯上有两种表示方法：一种是以R2O3为基础，即R2O3的分子数为1，列出坯式，如：这种坯式便于将它与粘土、长石等矿物原料比较，以估价高温性能。§4釉料配制原则、方法及其计算0.989Al2O30.011Fe2O30.070K2O0.053Na2O0.037CaO0.034MgO0.0003MnO3.912SiO20.0027TiO2另一种是以为基础，二者分子数之和为1.如：这种表示方法便于坯与釉比较，以判定坯与釉的温度适应性。（注：釉式一般采用第二种表示方法）R2O

RO0.098K2O0.1549Na2O0.3249CaO0.4222MgO4.539Al2O30.0323Fe2O322.862SiO2§4釉料配制原则、方法及其计算三、釉的配方计算§4釉料配制原则、方法及其计算按下列实验式计算各种原料的配料量：0.3K2O

0.7CaO1、首先。以钾长石满足釉料中的K2O的需要，这就需要0.3分子的钾长石（K2O•Al2O3•6SiO2），但随长石引入的除了K2O外，还有0.3分子的Al2O3和6×0.3=1.8分子的SiO2。0.7Al2O3•5.1SiO2请计算各生料（钾长石、碳酸钙、石英、高岭土等）的用量。三、釉的配方计算2、其次，从釉料组成的Al2O3量中减去长石引入的量，0.7-0.3=0.4分子的Al2O3量，余下的Al2O3量用0.4分子的高岭土（Al2O3•2SiO2•2H2O）满足，随高岭土引入了2×0.4=0.8分子的SiO2.3、从釉料中SiO2量中减去长石、高岭土的SiO2引入量，5.1-1.8-0.8=2.5分子的SiO2，这部分SiO2用石英满足。4、CaO用0.7分子的CaCO3满足。三、釉的配方计算5、将各种原料的分子数乘以原料的分子量，而得到配料量，再以配料量为基础换算成重量百分数钾长石：0.3×

556.8=167.04/490.53=34.05%高岭土：0.4×258.1=103.24/490.53=21.05%石英：2.5×60.1=150.25/490.53=30.63%碳酸钙：0.7×100=70/490.53=14.27%

合计：167.07+103.24+150.25+70=490.53一、釉浆的制备§5釉浆制备及施釉工艺日用瓷厂所用釉料均为生料釉制备过程：原料选择→称料→粉碎→制釉浆（浓度比重计测量1.3-1.5）§5釉浆制备及施釉工艺1、基本施釉方法（1）浸釉法：即将产品用手工全部浸入釉料中，使之附着一层釉浆（2）喷釉法：喷釉法是利用压缩空气将釉浆喷成雾状，使粘附于坯体上（3）浇釉法：将釉浆浇到坯体上以形成釉层（4）刷釉法：用于在同一坯体上施几种不同釉料二、施釉工艺二、施釉工艺2、新型施釉方法（1）流化床法：利用压缩空气设法使加有少量有机树脂的干釉粉在流化床内悬浮而呈现流化状态，然后将预热到100~200℃坯体浸入到流化床中，与釉粉保持一段时间的接触。二、施釉工艺2、新型施釉方法（2）热喷施釉法：先将坯料素烧，后在炽热的素烧坯体上进行喷釉。二、施釉工艺（3）干压施釉法：压施釉法是将成型、上釉一次完