硅酸鋅定位結晶釉的研制

黃玉鑾

摘要 本文主要介紹硅酸鋅定位結晶釉的配方與機理,論述了定位結晶釉的生產工藝及其條件并分析了釉料顆粒、釉層厚度以及燒成速度對定位結晶釉的影響。

關鍵詞 定位;結晶釉

1 前 言

結晶釉是用來裝飾瓷器、精陶等產品的一種人工晶花釉,它是釉體中的硅酸鹽熔質經過固相反應之后,在緩慢冷卻過程中自然析出晶體的一種美麗花紋的結晶。結晶釉的形成須滿足以下條件:在釉的配方中有一種或兩種以上的氧化物具有在高溫條件下“呈現(xiàn)過飽和狀態(tài)”的結晶能力;燒成過程須保持一個良好的晶核(晶種)形成和長大的“過冷卻”階段,這樣,才能生產出良好的結晶釉。

定位結晶釉是在陶瓷制品的釉面預定部位形成結晶,其工藝特點是能使結晶釉的析晶溫度范圍擴大,改善晶花分布狀態(tài);本研究采用硅酸鋅作晶種,在預定部位形成原生晶核,通過適當提高保溫溫度,扼制非定位結晶部位的晶核形成。研制出的定位結晶釉晶花位置可控,結晶定位準確;基礎釉的施釉厚度與普通日用陶瓷相同,避免產生釉層厚度不均勻及流釉粘腳等缺陷;操作簡單,成品過程容易控制,成品率高,可用于裝飾日用陶瓷、工藝陶瓷等產品。

2實 驗

2.1 實驗原料

制備坯釉料的原料主要有:石英、湖北長石、鈉長石、龍巖洗泥、飛天燕洗泥、滑石、石灰石、氧化鋅、氧化鐵、氧化鈷及氧化鈦。主要原料的化學組成如表1所示。

2.2 坯料配方與制備工藝

2.2.1坯料配方

定位結晶釉對坯體用的瓷泥要求不高,采用廣東省楓溪陶瓷工業(yè)研究所通花瓷用的瓷泥,其化學組成見表2。

2.2.2 瓷泥的制備

瓷泥的制備工藝與普通高溫瓷泥相同,把原料按配方重量比稱量,濕法混合,通過球磨制成漿料后,過篩、除鐵、榨泥,再根據(jù)不同的成形方法制成符合要求的泥料。

2.3 釉料配方與制備工藝

2.3.1 定位結晶基礎釉的配方

定位結晶基礎釉配方為:石英15%～20%、長石35%～43%、石灰石10%～16%、滑石2%～6%、粘土4%～6%、氧化鋅16%～25%。

2.3.2 定位結晶基礎釉的化學組成

定位結晶基礎釉的化學組成見表3。

2.3.3 定位結晶晶種的配方

定位結晶晶種的配方為: ZnO 50%～70%、SiO2 30%～50%。研磨混合后分成三個粒度范圍:60～80目、80～200目、大于200目。

2.3.4 定位結晶基礎釉的制備工藝

先把石英、長石、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后再加入氧化鋅繼續(xù)球磨2h,過120目篩,備用。

2.3.5 施 釉

一般采用浸釉法和澆釉法上釉。將釉漿濃度調好,先將坯體上好內釉,干燥后再浸釉。釉層厚度對晶核形成和晶體成長有很大的影響,一般控制在0.3～0.5mm。

2.3.6 定位點晶種

在預定的位置上點上晶種,可采用手工涂,也可將晶種印成花紙再貼上。

2.4燒成工藝

燒成是定位結晶釉生產過程中最關鍵的工序之一,晶核的形成和晶體的成長都貫穿于這一環(huán)節(jié)中,其中最為關鍵的是升溫速度和保溫時間的控制。

本實驗采用0.5立方米梭式電窯,燒成溫度為1270～1290℃;燒成氣氛為氧化氣氛。為研究不同升溫速度對晶面效果的影響,在采用同一基礎釉、晶種配方、釉層厚度、晶種粒度以及保溫溫度和保溫時間相同的情況下,設定從常溫升至1280℃的升溫時間分別為2、3、4、5、6 h,然后降至1150℃并保溫1～1.5 h。

通過上述工藝研制生產出的定位結晶釉,在定位處可得到5～10mm晶花,效果較好。

3結果分析與討論

3.1 燒成速度的影響

根據(jù)上述不同升溫速度燒制出的定位結晶釉,其釉面效果具體見表4。試驗表明,該定位結晶釉從常溫至最高燒成溫度的升溫時間為4～5 h時,晶花生長完全,釉面效果較好。

3.2 晶種顆粒度的影響

相同的基礎釉配方,釉層厚度與燒成制度相同,但晶種粒度不同,結晶效果則不同,具體見表5。

釉料的粒度越小,固相反應速度越快,釉料中少量ZnO大顆粒的存在顯著地延緩了固相反應的進程,而升溫過程中未反應完全的ZnO則殘留下來,在降溫階段,殘留ZnO通過固(液)相反應在其周圍生成硅鋅礦(Zn2SiO4),成為Zn2SiO4晶體的同性襯底核化載體,并不斷發(fā)育長成肉眼可見的晶花。因此,釉料中混有一定量大顆粒ZnO是產生非定位晶花釉面效果的根源所在。

實驗發(fā)現(xiàn),晶種粒度控制在80～200目,可得到結晶良好的晶花。

3.3 釉層厚度影響

采用同一種基礎釉及燒成制度,晶種的粒度、厚度相同,但釉層厚度不同時,釉面的結晶效果不同。具體見表6。

釉層厚度對晶核形成和晶體成長均有較大影響,通過試驗,該定位結晶釉釉層厚度一般控制在0.3～0.5mm為好。

4結 論

經過小試和中試,生產出多種多樣的定位結晶釉產品,分別有花瓶、茶具,日用瓷器等。通過添加不同著色氧化物如鐵、鈷、鎳、鈦等,產生各種晶花位置可控的色彩斑斕的晶花。

參考文獻

[1] 張鳳岐,魏忠漢.結晶釉工藝[M].上?？茖W技術出版社,

1981.