低膨脹系數(shù)高光澤透明釉的研制

陳喜

摘 要：本文根據(jù)筆者公司開發(fā)的高檔產(chǎn)品銀玉瓷熱穩(wěn)定性差的問題進行了全面的分析與研究，成功研制出煅燒溫度為1300℃的低膨脹系數(shù)高光澤日用瓷透明釉，提高了瓷器的熱穩(wěn)定性，并探討了主要原料在釉料中的作用。

關(guān)鍵詞：高光澤；低膨脹；透明釉

1 前言

筆者所在公司為客戶開發(fā)的新產(chǎn)品“銀玉瓷”熱穩(wěn)定性較差，且在燒成、烤花過程中，常常出現(xiàn)炸瓷現(xiàn)象。瓷器的熱穩(wěn)定性主要與坯釉的適應(yīng)性有關(guān)，而坯釉適應(yīng)性則主要與坯釉的膨脹系數(shù)、坯釉中間層以及釉的彈性和抗張強度有關(guān)。一般瓷器的熱穩(wěn)定性差主要是由于釉的熱膨脹系數(shù)過大。通過反復(fù)試驗，在坯料配方不變的情況下，對釉的配方進行調(diào)整，在釉料中引入了鋰輝石、純氧化鋁，增加滑石、氧化鋅用量，可減小釉的膨脹系數(shù)，提高瓷器的熱穩(wěn)定性，成功研制出釉面平整光亮的透明釉。

2 實驗及配方

2.1釉用原料及其化學(xué)組成

釉用原料的化學(xué)組成見表1。

2.2坯料的化學(xué)組成

坯料的化學(xué)組成見表2。

2.3 釉料配方確定

根據(jù)坯料低膨脹系數(shù)特點，為了研究與之相適應(yīng)的釉料，可以從降低釉料膨脹系數(shù)入手。以長石、石英、方解石、氧化鋅為主要原料，配以一定的滑石、煅燒鋰輝石和氧化鋁等。同時，為保證釉料的使用性能，采用蘇州土來調(diào)節(jié)。其原料的用量如下：內(nèi)蒙長石42%～46%、方解石9%～12%、石英16%～20%、煅燒滑石8%～10%、煅燒氧化鋅6%～8%、煅燒鋰輝石8%～10%、蘇州土4%～5%、氧化鋁2%～3%。經(jīng)反復(fù)試驗，成功研制出了燒成溫度為1300℃與坯體相適應(yīng)的透明釉配方，研制的產(chǎn)品釉面平滑、光亮，極少見針孔、釉泡等缺陷。釉料化學(xué)組成見表3，其釉式如下：

2.4釉料制備工藝

（1） 氧化鋅、滑石、鋰輝石使用前經(jīng)1270～1310℃煅燒，氧化鋁為工業(yè)純；

（2） 釉漿出磨細度：250目篩篩余為0.01%～0.03%；

（3） 釉漿分別過150目、200目、250目篩，經(jīng)3次除鐵。

2.5施釉

手工施釉，釉漿比重為1.35～1.40。

2.6燒成

本實驗采用日用瓷隧道窯進行氧化燒成，溫度為1300～1310℃。

2.7產(chǎn)品性能

（1） 熱穩(wěn)定性：180～20℃熱交換一次不炸；

（2） 白度：72；

（3） 釉面硬度：金屬刀、叉刻劃無痕跡；

（4） 光澤度：102；

（5） 低膨脹系數(shù)的坯體：4.26×10-6/℃；

（6） 高光澤的透明釉：3.95×10-6/℃，釉的膨脹系數(shù)比坯體稍低一點。

3 結(jié)果分析與討論

3.1長石對釉面質(zhì)量的影響

長石中的K2O與Na2O具有較強的熔劑作用，本實驗用的長石含K2O較多，它們能降低釉的熔融溫度和高溫粘度，增大釉玻璃的折射率，使釉具有良好的透明度和光澤度。堿金屬氧化物會提高釉的膨脹系數(shù)，降低釉的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度。因此在保證釉良好熔融的前提下，其含量愈少愈好。

3.2方解石對釉面質(zhì)量的影響

方解石中的CaO是釉中的主要熔劑，它能在高溫下放出游離氧，破壞網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低釉熔體粘度，提高釉的流動性和釉面光澤度，是良好的高溫熔劑成分。與堿金屬氧化物相比，CaO能降低釉的膨脹系數(shù)，提高釉面硬度、化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度。同時，CaO既能與釉料反應(yīng)又能與坯料反應(yīng)，用量適當時可促進坯釉中間層的形成。

3.3滑石對釉面質(zhì)量的影響

滑石含MgO較高，MgO在釉中的作用和CaO相似，高溫下提供游離氧，降低熔體粘度，起助熔作用，能促使坯釉中間層的形成；溫度降低時則提高粘度，但是程度較CaO弱。MgO還能降低釉的膨脹系數(shù)、減弱釉面龜裂和提高制品的熱穩(wěn)定性?；昧坎灰壮^15%，否則會使釉面光澤度變差。采用滑石引入MgO時，一般先將滑石煅燒。

3.4氧化鋅對釉面質(zhì)量的影響

氧化鋅在釉中具有良好的助熔作用，能夠降低釉的膨脹系數(shù)，提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性，同時能增加釉面的光澤度與白度，提高釉的彈性。在透明釉中用量不宜過多，否則會提高釉的耐火度、粘度。同時，ZnO在釉熔體中有很強的結(jié)晶傾向，過量的ZnO會因析晶而引起釉面失去透明性，故一般用量在4%～8%時，效果較好。ZnO使用前須經(jīng)1270～1310℃的高溫煅燒。

3.5鋰輝石對釉面質(zhì)量的影響

鋰輝石中的Li2O是堿金屬氧化物中最強的熔劑，能加速釉的熔融過程，并提高釉的光澤度、化學(xué)穩(wěn)定性和彈性。在無鉛釉中少量使用，可顯著改變釉的熔融性和表面張力，同時可解決部分針孔和釉面不平整等缺陷。其具有降低釉的熱膨脹系數(shù)、高溫粘度、釉中氣泡易排出、釉面光澤度好、熱穩(wěn)定性高、產(chǎn)品質(zhì)量高等特點。鋰輝石用量過多釉面易過燒，不利于燒成操作，一般加入范圍為5%～10%。

3.6Al2O3對釉面質(zhì)量的影響

Al2O3是中間體氧化物，既能與SiO2結(jié)合，也能與堿性氧化物結(jié)合。在釉熔融過程中，Al2O3通常能奪取游離氧形成四配位而進入硅氧網(wǎng)絡(luò)，起加強玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用。因此，Al2O3不僅能提高釉的玻璃化能力，抑制析晶，而且能顯著改善釉的性能。如提高釉的化學(xué)穩(wěn)定性、硬度和彈性，并能降低釉的膨脹系數(shù)，提高釉的熔融溫度和高溫粘度，提高抗化學(xué)侵蝕的能力。釉中Al2O3主要由長石和粘土提供。本實驗為了增加Al2O3含量，加入一定量的工業(yè)純氧化鋁。

4 結(jié)論

（1） 在高溫日用瓷釉料中適當提高滑石、氧化鋅的含量，并引入鋰輝石、氧化鋁，能減小釉的膨脹系數(shù)，提高釉的彈性并促進坯釉中間層的發(fā)育，提高瓷器的熱穩(wěn)定性。

（2） 釉料配方是保證釉面質(zhì)量的關(guān)鍵，調(diào)整各種原料的配比可以改善釉面質(zhì)量。本實驗釉料Al2O3含量較高，易導(dǎo)致高溫粘度增大，鋰輝石、滑石等又可降低高溫粘度，降低釉的膨脹系數(shù)，原料之間相互作用，可獲得較好的釉面。

（3） 在配方確定的條件下，煅燒溫度為1300℃時，可獲得釉面平滑、光亮，極少見針孔、釉泡的高光澤透明釉。