高白度炻器制品的研制

徐偉雄

（江蘇省宜興彩陶工藝廠，宜興214221）

外觀白度是判斷日用陶瓷品質(zhì)高低的重要指標(biāo)之一。以當(dāng)前市場上日用炻器的外觀上看，白度普遍僅為50%左右，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的美感度，此為陶瓷企業(yè)直接使用未經(jīng)嚴(yán)格加工處理的天然原料所致。因而，炻器坯料處理工藝技術(shù)的創(chuàng)新是勢在必行的。首先從精選原料礦物入手，開展陶瓷坯料的配方試驗(yàn)與應(yīng)用研究，科學(xué)合理地選用了幾種純度較高的陶瓷礦料，進(jìn)行水洗與配制；在球磨后增加壓濾工序來處理注漿原料；燒成方式采用高溫素?zé)?、低溫釉燒的二次燒成工藝。開發(fā)出的新材質(zhì)胎體在外觀質(zhì)感上接近于白瓷，其斷面基本燒結(jié)而致密，白度高達(dá)70%以上，吸水率小于0.5%。該炻器制品在使用中既能體現(xiàn)出實(shí)用的特性，又能為使用者帶來潔白似凝脂的悅目感受。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

1.1 坯料配方的設(shè)計

首先以傳統(tǒng)生產(chǎn)坯料的配方為依據(jù)，參照當(dāng)前先進(jìn)的學(xué)科專業(yè)理論，針對各種所選原料，對其礦物組成、化學(xué)成分、物化性能進(jìn)行系統(tǒng)分析與試驗(yàn)，擇優(yōu)選取含鐵雜質(zhì)較少的坯用原料，因?yàn)樘沾稍现械暮F雜質(zhì)可分為；金屬鐵、氧化鐵、含鐵礦物，它們的存在嚴(yán)重影響著炻器制品白度，本試驗(yàn)所選取的坯用原料及其化學(xué)成分見表1。

其次對礦物原料進(jìn)行擇優(yōu)精選與水洗工藝的處理，確定幾個配料方案，進(jìn)行試片和小批量試燒，同時測定出各種配方的物化性能，最后通過整理、綜合比較，優(yōu)選出最佳的配料方案，具體坯料配方的化學(xué)成份見表2。

表1 高白度炻器所用原料的化學(xué)組成（w t%）

表2 坯料配方的化學(xué)成分（w t%）

1.2 工藝參數(shù)控制

對上述配料按照料:球:水＝1:2:0.6的比例進(jìn)行配比，輔以0.1%～0.2%的腐植酸鈉，0.2%～0.5%的泡化堿入筒球磨，經(jīng)24h球磨，出筒過篩除鐵，制得高白度炻器制品的注漿坯料。

將上述的注漿坯料通過壓濾、漿池攪拌化漿，注漿成型的坯件干燥后，施上里釉，采用輥道窯氧化焰燒成，素?zé)郎囟葹? 189～1 200℃，高溫素?zé)骷z驗(yàn)后施外釉裝飾，經(jīng)1 050℃～1 100℃燒成出窯，經(jīng)檢驗(yàn)后即合格產(chǎn)品。

具體控制工藝參數(shù)如下：

細(xì)度（萬孔篩篩余）：0.2%～1.6%

比重：1.68～1.80 g/ml

酸堿度：8～9 PH

流動性：11～20 s/100ml

陳腐時間：＞3 day

吸漿速度：6～10mm/h

干燥強(qiáng)度：3.5～4.3MPa

總收縮率：15%

1.3 釉料配方的設(shè)計

本試驗(yàn)的基礎(chǔ)釉料采用的是長石釉，它的特征是光澤度和白度均較好，并帶乳白色,有柔和之感；另外它的熔融溫度范圍較寬，硬度較大。主要原料選用長石粉、滑石粉、方解石、石英、高嶺土等，按一定配比混合球磨；料:球:水＝1:1.8:0.8，細(xì)度控制為萬孔篩篩余0.05%以下，濃度為33%～45%，具體基礎(chǔ)釉的化學(xué)組成見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 提高炻器制品白度的有效途徑

選用高純度的礦物原料組成坯方，高純度的蘇州高嶺土作為主料是可塑性粘土中質(zhì)地最純的一種，以湖南平江長石和海城滑石為熔劑，另加入江西瓷石來調(diào)節(jié)注漿成型的坯料，這樣確保注漿料具有良好的流動度和濾過性、適當(dāng)?shù)暮屎陀|變性，這些坯體原料在配制前均通過水洗工序，此流程除去了礦物原料中含有的云母類、鐵質(zhì)以及有機(jī)雜質(zhì)，使得其化學(xué)組成、礦物組分、顆粒結(jié)構(gòu)更符合制品高白度和高品質(zhì)的技術(shù)指標(biāo)。

注漿坯料制備的工藝流程中，在球磨出筒經(jīng)多次篩選、磁選吸鐵后，增加了壓濾工序，坯料處在液態(tài)分散度增大的情形下，不僅在壓濾榨泥過程中能夠進(jìn)一步有效地濾去了原料中的有害可溶性鹽類物質(zhì)，而且可改善泥漿的流動性和觸變性。由試驗(yàn)測定出，坯料的可塑性指標(biāo)從壓濾前的2.54提高到壓濾后的3.06。

本試驗(yàn)采用的燒成工藝首先將施過里釉的坯體經(jīng)1 200℃高溫素?zé)?，這樣能徹底將坯料里的硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、硫化物等在高溫分解反應(yīng)中產(chǎn)生的有害氣體與雜質(zhì)排盡，其次對高溫素?zé)蟮漠a(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，將燒后變形、裂紋、規(guī)格尺寸超標(biāo)等不合格品剔除，同時再增加一道修磨工序，使素?zé)黧w上突顯出來的哈夫線、毛刺、粘疤等缺陷得到修復(fù)。再次在1 000～1 100℃進(jìn)行釉外燒，此工序避免了釉料在開始熔融后坯體中的氣體被液相的釉體包裹在內(nèi)而無法排出，致使產(chǎn)生起泡、出現(xiàn)針孔等問題。

為了控制炻器燒結(jié)溫度在1 200℃左右，故在坯料配方設(shè)計時引入了長石和滑石作為組合熔劑，它們具有擴(kuò)大燒結(jié)溫度范圍、提高機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性、促進(jìn)坯釉相結(jié)合的中間層形成的作用，另外滑石所含有的鎂離子能與鐵離子在高溫?zé)傻倪^程中能形成一種固熔體，可有效減少鐵質(zhì)對陶瓷產(chǎn)品發(fā)色的不良影響，從而提高了制品的白度。

引入電解質(zhì)腐植酸鈉和泡化堿，電解質(zhì)腐植酸鈉和泡化堿屬于陶瓷制品注漿成型坯料的添加劑，起解凝作用，加入適量解凝劑可降低泥漿的粘度，用以改善泥漿的流動性，使其在低水份的情況下粘度適當(dāng)，便于澆注成型。

表3 基礎(chǔ)釉料的化學(xué)成分（w t%）

綜合以上一系列的有效措施，可使得陶瓷坯體的燒成溫度在相對較低的情況下，形成高白度、低吸水率的炻器制品，能夠滿足客戶對提高產(chǎn)品檔次與品位的要求，同時配制的泥漿具有較好的成型工藝性能，坯釉結(jié)合良好，減少了各種釉面缺陷的出現(xiàn)，并且顯著提高產(chǎn)品的白度與合格品率。

2.2 技術(shù)指標(biāo)

鉛、鎘溶出量：鉛溶出量≤0.5mg/L、鎘溶出量≤0.25mg/L。

吸水率：≤0.5%。

外觀質(zhì)量：胎體致密白凈，白度大于70%，變形小，強(qiáng)度高，無斑點(diǎn)，無粘裂，無裂紋，針孔數(shù)量≤3個。

3 總結(jié)

該高白度炻器制品的外觀特征和內(nèi)在指標(biāo)，能充分滿足市場的需求。隨著該研究成果及配套的生產(chǎn)工藝的完善，宜興彩陶工藝廠自2013年投產(chǎn)以來，從外觀色澤、產(chǎn)品抗?jié)B漏、機(jī)械強(qiáng)度有了質(zhì)的飛躍，拓寬了陶瓷生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的思路，創(chuàng)造性地在行業(yè)中樹立了技術(shù)亮點(diǎn)和競爭優(yōu)勢。