低溫快燒復(fù)合亞光釉的研制

李艷萍 洪琛 沈華榮

(1.景德鎮(zhèn)高等專科學(xué)校，景德鎮(zhèn)：333000；2.景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，景德鎮(zhèn)：333001)

1 引言

目前有很多關(guān)于低溫快燒亞光釉[1-5]的生產(chǎn)和研制的報道，但是這些快燒亞光釉的燒成溫度都較高，一般在1200℃以上；燒成周期也較長，基本都在1小時左右，不能很好地提高經(jīng)濟(jì)效益，且制備工藝也相對復(fù)雜，需采用熔塊釉。

本研究基于目前燃料價格高漲的情況下，為了縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約生產(chǎn)成本，研制出一種燒成溫度在1150℃以下燒成周期較短而又具有良好結(jié)晶效果的亞光釉配方。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本研究所用原料由新中原富利高陶瓷有限公司提供，主要有方解石、鈉長石、高嶺土、鋰瓷石、硅灰石、煅燒高嶺土、燒滑石、硅酸鋯、碳酸鋇、氧化鋅等。

樣品測試用儀器有：WSD-5白度儀、WGG-60微機(jī)光澤度儀及HX-1000硬度儀等。

2.2 制備工藝與燒成制度

亞光釉制備工藝流程為：原料配料→球磨（轉(zhuǎn)速：420r/min；時間：20 min）→過篩（過250目篩）→施釉。此后將已經(jīng)施釉的坯體放入電爐內(nèi)燒制，燒成制度為：室溫～650℃為預(yù)熱階段，升溫時間為10min，650℃～1140℃為加熱階段，升溫時間為10min；1040℃保溫10 min，隨后15min冷卻至室溫。燒成周期為45min，燒成氣氛為氧化焰。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 玲瓏釉的正交實(shí)驗(yàn)

查閱相關(guān)資料并經(jīng)過大量探索性實(shí)驗(yàn)，得出亞光釉較好的1#實(shí)驗(yàn)配方，如表1所示。

以上實(shí)驗(yàn)所選原料中，燒滑石引入的堿性氧化物主要為MgO，MgO和釉中的CaO、SiO2形成透輝石微小晶體，從而使釉面光澤度降低呈現(xiàn)亞光效果；方解石主要引入氧化鈣，加熱后CaO與釉熔體中其它成份形成鈣長石，硅灰石或者透輝石等微小晶體，產(chǎn)生亞光效果；碳酸鋇在加熱后其引入的BaO與釉熔體中的SiO2和Al2O3反應(yīng)生成微量的鋇長石微小晶體，從而增加亞光效果；而ZnO的引入在釉中會生成硅鋅礦微小晶粒，產(chǎn)生亞光效果。

表1 亞光釉的配方Tab.1 Batch formula of matt glaze

表2 因素水平表Tab.2 Factor level table

表3 正交實(shí)驗(yàn)配方Tab.3 Batch formula for orthogonal experiments

為得到亞光釉的最佳配方，以1#配方為基礎(chǔ)，采用正交實(shí)驗(yàn)方法對其進(jìn)行優(yōu)化。本實(shí)驗(yàn)以鈉長石(含量為23%)、煅燒高嶺土(含量為11%)、鋰瓷石(含量為8%)、高嶺土(含量為7%)、硅灰石(含量為11%)、硅酸鋯(含量為3%)為不變因素，確定考察四個因素，即方解石的用量(因素A)、燒滑石的用量(因素B)、碳酸鋇的用量(因素C)、氧化鋅的用量(因素D)，每個因素做三個水平實(shí)驗(yàn)，選用L9(34)正交表來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，因素水平表如表2所示。正交實(shí)驗(yàn)實(shí)際配方及釉面相關(guān)性能見表3。

通過正交試驗(yàn)結(jié)果對比，最終選擇最優(yōu)水平為A3B1C3D2，其配方(g)為：鈉長石23%、煅燒高嶺土11%、鋰瓷石8%、高嶺土7%、硅灰石11%、硅酸鋯3%、方解石10%、燒滑石5%、碳酸鋇14%、氧化鋅11%。

3.2 釉料細(xì)度對亞光釉的影響實(shí)驗(yàn)

研究不同釉料細(xì)度對釉面質(zhì)量的影響，取正交實(shí)驗(yàn)所得最佳配方（g），分別球磨10min、15min、20min、25min、30min，所得釉料相關(guān)性能如表4所示。

測試結(jié)果表明，要得到較好的釉面質(zhì)量必須控制釉料的細(xì)度。原料顆粒細(xì)度越是細(xì)小，則越易形成液相，液相量相應(yīng)地增多，粘度降低，易形成平整光滑的釉面，光澤度提高。這是因?yàn)榧?xì)小的顆粒比表面積大，顆粒間接觸點(diǎn)多，擴(kuò)散快，產(chǎn)生液相的溫度點(diǎn)向低溫方向移動，形成液相速度快、量多。反之，不易形成液相，液相量相應(yīng)地減少，粘度提高，不易形成平整光滑的釉面，光澤度降低。但過細(xì)會使釉面變光亮沒有亞光效果，因此控制釉料的細(xì)度是非常重要的，最合適的球磨時間在15～20min之間。

3.3 燒成制度對亞光釉的影響實(shí)驗(yàn)

由于本研究是針對快燒復(fù)合亞光釉，燒成周期一般控制在45min內(nèi)，在此主要研究保溫時間及燒成溫度對釉面質(zhì)量的影響。同樣取g試樣，在1140℃分別保溫5min、10min、15min、20min，其釉面相關(guān)性能如表5所示。而后保持保溫時間為10min不變，燒成溫度分別設(shè)為1120℃、1140℃、1160℃，其釉面相關(guān)性能如表6所示。

表4 亞光釉的性能Tab.4 Performance of glazes

表5 亞光釉的性能Tab.5 Performance of glazes

表6 亞光釉的性能Tab.6 Performance of glazes

由表5測試結(jié)果可知，保溫時間要適中，過長和過短都不好。一般來說，保溫時間越長，反應(yīng)越充分，所產(chǎn)生的液相就越多，熔解更多已經(jīng)析出的晶體和未熔顆粒，使得能產(chǎn)生消光作用的粒子減少，從而導(dǎo)致釉面越來越光亮平滑和細(xì)膩；相反，隨著保溫時間的縮短，釉面會越來越粗糙，光澤會逐漸減少，出現(xiàn)無光，甚至?xí)霈F(xiàn)欠燒或生燒。實(shí)驗(yàn)證明本研究的亞光釉合適的保溫時間在10～15min之間。

由表6測試結(jié)果可知，燒成溫度不宜過低或過高。根據(jù)燒結(jié)理論，溫度越高，液相越多，熔體的熔解能力越強(qiáng)。在1120℃時，溫度并不高，產(chǎn)生的液相不多，液相的熔解能力不強(qiáng)，導(dǎo)致釉中玻璃相缺少，有大量未熔顆粒，釉面顯得粗糙不平；在1140℃和1160℃時，溫度較為適中，能在較短時間內(nèi)產(chǎn)生足夠的液相，使釉面顯得光滑細(xì)膩，成絲絹光澤。所以本實(shí)驗(yàn)選用的亞光釉合適的燒成溫度為1140℃左右。

4 結(jié)論

（1）由正交實(shí)驗(yàn)法制備出表面柔和、有絲絹光澤、釉面質(zhì)量較好的低溫快燒復(fù)合亞光釉，主要原料的合適用量(g)為：鈉長石23%、煅燒高嶺土11%、鋰瓷石8%、高嶺土7%、硅灰石11%、硅酸鋯3%、方解石10%、燒滑石5%、碳酸鋇14%、氧化鋅11%。

（2）為達(dá)到最佳釉料細(xì)度，球磨時間一般控制在15～20min之間。

（3）制備釉料的最佳燒成溫度為1140℃左右，最合適的保溫時間在10～15min之間。

1張祥,童申永,劉勇.二次燒成亞光釉的研制.現(xiàn)代技術(shù)陶瓷, 2003,(03)

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3余廣鎮(zhèn).低成本無光釉的試制及生產(chǎn).佛山陶瓷,2000,(04)

4徐慶芝,楊劍.一次燒成耐磨無光釉的研制.陶瓷,2003,(03)

5葉曉萍,陶海霞.低溫快燒無光釉研制.河南建材,2003,(04)