陶瓷色料在滑石質日用細瓷坯料中的應用研究＊

翟新崗聶保民

(1淄博福祿新型材料有限公司 山東淄博 255086) (2咸陽陶瓷研究設計院 陜西咸陽 712000)

陶瓷色料在滑石質日用細瓷坯料中的應用研究＊

翟新崗1聶保民2

(1淄博福祿新型材料有限公司 山東淄博 255086) (2咸陽陶瓷研究設計院 陜西咸陽 712000)

研究了陶瓷色料在滑石質日用細瓷坯料中的發(fā)色問題,結果發(fā)現:在高鎂的坯體中,鉻綠和棕色色料變色,鉻錫紅色料褪色,含鈷的藍色料色調明顯偏紅為紫紅色,其余色料發(fā)色基本正常。

色料 滑石瓷 坯料 發(fā)色

前言

滑石質日用細瓷(或稱鎂質強化瓷、滑石瓷)是20世紀70年代末在山東淄博地區(qū)研制成功的新瓷種。該瓷以燒滑石作為主要坯用原料,具有高白度、高透明度、高強度等特點,是一種新的高級日用細瓷。隨著生產技術的不斷改進和提高,目前該瓷種在淄博當地及廣東等其他地區(qū)得到廣泛推廣,產品質量優(yōu)異,主要用作高檔賓館用瓷。

滑石質日用細瓷坯體具有高白度、較好的透明度,可作薄胎產品。鑒于此,能否使用陶瓷色料來制作高檔鎂質色坯瓷?經檢索國內文獻資料,未見相關報道,所以本研究具有一定的現實意義?，F將實驗過程和結果敘述如下,供業(yè)內同仁參考。

1 實驗

1)實驗儀器及設備:電子天平、快速球磨機、烘箱、燒杯、石膏模具、高溫箱式電爐、色度儀。

2)實驗用坯料:實驗所用坯料為山東淄博某高檔賓館瓷廠提供的泥漿,該泥漿已球磨至合適細度并過篩、除鐵,可直接使用。該泥漿的含水率為33.71%。坯體所用原料為燒滑石、長石、大同土、萊陽土、碳酸鋇等,坯體的化學組成見表1。

表1 坯料的化學組成(質量%)

3)實驗用陶瓷色料:實驗所用色料為山東淄博某公司生產的釉用色料,該公司的色料發(fā)色好、質量穩(wěn)定,細度為325目篩余小于0.5%,水分小于0.5%。色料加入比例見表2。需要說明的是:色料是以100 g釉漿為基準外加的。

4)實驗過程:按配方仔細稱量色料,倒入瑪瑙罐中,然后加入100 g泥漿,快速球磨機混合10 min,倒出備用。

石膏模具選用特殊的平板狀,以方便測量比較顏色。將色漿倒入模具中,置于60℃烘箱中慢慢脫模。色坯脫模充分干燥后,放于大生產隧道窯中燒成,燒成周期為16 h,燒成溫度為1 310℃,高溫段保溫1 h,高溫段采用還原氣氛燒成。

燒后試片采用色度儀測量Hunter系統(tǒng)L、a、b值,結果取3次測量的平均值。

2 結果與分析

2.1 實驗結果

燒成后,各色料在滑石質坯體中的發(fā)色情況及色度測量值,見表2。

表2 各色料在坯體中的發(fā)色情況及色度測量值

2.2 實驗結果分析

2.2.1 綠色色料的發(fā)色

在實驗所用坯料中,含鈷的孔雀綠和藍綠色料發(fā)色正常,顏色也較深,說明這兩種色料的穩(wěn)定性很好,對坯釉的適應性較強。Cr-A l鉻綠色料則變色為較淺黃褐色,究其原因是因為坯體中氧化鎂含量較高,氧化鉻和氧化鎂發(fā)生化學反應生成褐色物質。

2.2.2 含鈷的藍色色料的發(fā)色

由于坯體中氧化鎂的影響,所有含鈷的藍色色料發(fā)色均發(fā)生了一定變化。其中海藍色料的色調變化相對較小,鈷藍(Co-A l-Sn-Zn)色調為偏紅的紫藍色,深藍(Co-A l)發(fā)色為偏藍的紫紅色,寶藍(Co-Si)色料則為偏紅的紫紅色,均不是含鈷的藍色料的正常藍色調。含鈷的藍色料之所以色調發(fā)生變化,是因為坯體中氧化鎂含量高,在高溫下氧化鈷與其發(fā)生反應,生成紫紅色物質,從而破壞了原有發(fā)色結構。實驗同時發(fā)現,坯體和棚板上氧化鋁粉接觸的部分,卻生成較深的藍色,應該是形成了Co-A l藍顏色。

2.2.3 鋯基色料的發(fā)色

從實驗結果看,在高鎂質坯體中,鋯鐵紅色料的發(fā)色能力明顯要弱一些,而釩藍、鐠黃和釩黃色料則發(fā)色較好。其中釩藍色料的色調比正常顏色稍偏綠一些。雖然坯體的燒成溫度較高,但鐠黃和鋯鐵紅色料卻并未過燒起泡。

2.2.4 灰色和棕色色料的發(fā)色

在滑石質日用細瓷坯體中,銀灰色料發(fā)不出正?；疑?外觀看為稍偏黃的白色;藍灰色料發(fā)色正常。棕色除黃棕外,均發(fā)色不好,因為氧化鐵易和氧化鎂發(fā)生反應,進而影響色料發(fā)色。另外,棕色色料中鐵和鋅的引入,對坯體成熟溫度也會有影響。

2.2.5 鉻錫紅色料的發(fā)色

由于坯體中氧化鎂的影響,所有鉻錫紅色料均出現嚴重的褪色現象,外觀呈現近似白色。在高溫下,氧化鎂易和氧化鉻反應,從而破壞榍石型發(fā)色結構,導致褪色。其中,加入紫色色料的坯體比桃紅色的白,加入桃紅色料的坯體比瑪瑙紅的白。另外對比發(fā)現,加入鉻錫紅色料后,坯體的瓷化程度明顯比加入其他色料的要高。其原因可能是色料中所含氧化鈣和氧化錫起到降低坯體成熟溫度的熔劑作用。

2.2.6 包裹色料的發(fā)色

包裹色料在鎂質坯體中發(fā)色出現分化:橘黃發(fā)色較好,而紅色則發(fā)色較暗,顏色不鮮艷。同時實驗發(fā)現,燒成溫度偏高時,包裹色料極易導致坯體過燒起泡,因此需控制最高燒成溫度。

2.3 坯體加入色料后對燒成溫度的影響

實驗發(fā)現,滑石質日用細瓷坯體中加入色料后,對坯體的成熟溫度有一定影響。大部分色料會使坯體成熟溫度略有升高(為10～20℃)。本實驗中,所有試片都是放在大生產窯爐中窯車的下部,溫度偏低,所以色坯的瓷化程度稍差。

將相同的試片放于電爐中,氧化氣氛燒成,燒成溫度為1 330℃,結果是:加入包裹色料(桔黃和大紅色)和栗棕色料的坯體明顯起泡;加入其余色料的坯體正常,瓷化較好。

在坯體燒成溫度范圍內,選擇低的燒成溫度或者在溫度下限時,加入色料的陶瓷坯體,其瓷化程度會降低,甚至會成為炻瓷質,所以應適當提高燒成溫度或者選擇在窯爐的高火位燒成。但對于包裹色料和棕色色料,需注意控制適當的燒成溫度。

2.4 燒成氣氛對色料在坯體中發(fā)色的影響

通常來說,除綠色和藍色外,很多色料是不適合在還原氣氛中燒成的。但本實驗在高溫還原氣氛下,大部分色料的發(fā)色卻基本正常。究其原因,可能是因為坯體不同于釉,高溫時并未形成液相,從而未破壞色料發(fā)色結構。

將氧化氣氛與還原氣氛燒成的試片作對比,發(fā)現色料的發(fā)色情況與還原氣氛下基本相同,顏色也比較近似,只是色調和鮮艷度稍有區(qū)別。不過,鈷藍色料在不同氣氛下色調差別較大,在氧化氣氛下色調明顯比還原氣氛下偏紅偏紫?？梢?在滑石質日用細瓷坯料中,燒成氣氛對大多數色料的發(fā)色影響較小。

2.5 色料加入量對呈色的影響

在本實驗中,為獲得滿意的顏色效果,所有色料的加入比例相對較高。一般來說,色料在坯體中加入量越高,通常發(fā)色也就越深。但同時也要注意加入色料對燒成溫度的影響,比如鉻綠、釩黃等色料。當加入量超過8%時,會明顯導致坯體燒成溫度升高。另外,與坯料相比色料的成本比較高,在坯體中色料的加入量也不宜太高,一般控制在4%以下。含鈷的綠色和含鈷的藍色,加入量可在2%以下;其余色料加入量可在3%～4%。

2.6 復合色的調配

除鉻綠和鉻錫紅色料因褪色不適合調色外,其余色料均可以互相混合以得到中間色。實驗發(fā)現,在坯體中多種色料可以互相調配以得到復合色,顏色穩(wěn)定,坯體正常。在釉中的調色規(guī)律在坯體中同樣應用,但顏色深度和鮮艷度會明顯降低。

3 結論

1)在滑石質日用細瓷坯料中,1 310℃還原氣氛燒成,結果除鉻綠變色、鉻錫紅褪色、含鈷的藍色料色調變紫紅外,其余色料均能發(fā)出正常顏色。

2)在高鎂質坯體中,燒成氣氛對色料的發(fā)色影響不大。

3)坯體加入較多色料后,一般會提高坯體的成熟溫度;對棕色色料和包裹色料需注意控制燒成溫度,以免過燒。

4)在坯料中,色料之間可以互相調配以得到豐富的中間色。

1 張儒嶺,等.鎂質高強無鉛高級日用細瓷的研究.山東陶瓷,2007(1):3～7

TQ174

:A

:1002-2872(2010)10-0029-03

翟新崗(1978-),本科,工程師;研究方向為陶瓷色釉料。E-mail:jiayupioyang@163.com