低溫快燒顏色釉細(xì)瓷的研究

王偉林

低溫快燒顏色釉細(xì)瓷的研究

王偉林

(廣西三環(huán)企業(yè)集團(tuán)股份有限公司，廣西 北流 537400)

論述了低溫快燒顏色釉細(xì)瓷的研究過程，其技術(shù)關(guān)鍵是采用鈉長石作為坯料的熔劑以降低燒成溫度，并對工藝過程有關(guān)聯(lián)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了分析。

低溫快燒；顏色釉；細(xì)瓷

0 引 言

我國是日用陶瓷生產(chǎn)大國，但大部分產(chǎn)品生產(chǎn)能耗高，產(chǎn)品的技術(shù)含量低，檔次低、裝飾陳舊。此外，近年來陶瓷生產(chǎn)的原材料、燃料價(jià)格大幅度上漲；生產(chǎn)傳統(tǒng)高檔產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)資源日益枯竭，供應(yīng)緊張；國家環(huán)境治理力度加大，大力提倡節(jié)能減排；美國、歐盟等對日用瓷的鉛鎘溶出量限制越來越嚴(yán)格和提出反傾銷調(diào)查等一系列不利因素也使企業(yè)的生存和發(fā)展面臨重大挑戰(zhàn)。如何化解這些不利因素的影響，是我國日用瓷企業(yè)共同面對的重大課題。

2000年開始，廣西三環(huán)日用陶瓷產(chǎn)品的銷售收入、出口創(chuàng)匯、稅收等多項(xiàng)指標(biāo)連續(xù)多年位居全國同行業(yè)前列，產(chǎn)品以高溫還原焰燒成為主。為了降低能耗、增加產(chǎn)品品種和保護(hù)環(huán)境，1998年，三環(huán)率先在廣西研究開發(fā)了1250 ℃氧化氣氛燒成的透明釉和顏色釉炻瓷，并設(shè)計(jì)建造了與之適應(yīng)的燃?xì)饪鞜G爐。經(jīng)過幾年的試驗(yàn)、生產(chǎn)，炻瓷生產(chǎn)取得比較好的效果，工藝技術(shù)不斷完善，工人對氧化焰燒成技術(shù)熟練掌握。為了進(jìn)一步豐富公司陶瓷產(chǎn)品的花色品種，我們組織開展了低溫快燒顏色釉細(xì)瓷項(xiàng)目的研究工作。

顏色釉質(zhì)地優(yōu)美，且無鉛鎘溶出，符合綠色產(chǎn)品的要求。將色彩艷麗的顏色釉與半透明性好、瓷質(zhì)細(xì)膩的細(xì)瓷相結(jié)合在一起，使產(chǎn)品色彩更純正、更鮮艷光潤，同時還可以解決傳統(tǒng)日用瓷產(chǎn)品因采用釉上裝飾而普遍存在的鉛鎘溶出問題，使產(chǎn)品的檔次得到提升，滿足消費(fèi)者對日用陶瓷藝術(shù)性及安全性的需求。此外，項(xiàng)目以潔凈的液化石油氣或天然氣為燃料，采用低溫快速燒成的生產(chǎn)工藝，這是產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)需要，同時也是響應(yīng)國家節(jié)能減排政策的要求，對企業(yè)實(shí)現(xiàn)健康持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

項(xiàng)目經(jīng)過一年多的研制，開發(fā)出1250 ℃左右溫度、生產(chǎn)周期7小時左右、氧化氣氛燒成，具有南方瓷瓷質(zhì)特色、裝飾獨(dú)特、使用安全的色釉細(xì)瓷產(chǎn)品。

1 試 驗(yàn)

1.1 原料的選擇

本項(xiàng)目研究的低溫快燒顏色釉細(xì)瓷是在細(xì)瓷坯體上施顏色釉和透明釉搭配裝飾，盤碟類是正面中央和背面施透明釉，正面葉部施顏色釉；杯碗類是外部施顏色釉，內(nèi)部施透明釉。主要目的是研究適合低溫快燒和顏色釉裝飾的日用細(xì)瓷，主要指標(biāo)必須符合日用細(xì)瓷標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品有比較高的白度和透光度等。所以，原料的選擇首先要考慮的是原料的純度要好，白度高。其次是原料的供應(yīng)要有保障，質(zhì)量穩(wěn)定。本項(xiàng)目選用云南泥作為高嶺土主要來源，選用湖南土作為粘土，以滿足坯料成形性能要求。傳統(tǒng)高溫?zé)扇沼眉?xì)瓷采用鉀長石作熔劑，是利用鉀長石熔融溫度范圍寬，高溫粘度大這一特點(diǎn)。鉀長石開始分解熔融溫度1150 ℃，要實(shí)現(xiàn)1250 ℃左右溫度的低溫快速燒成，僅以鉀長石作熔劑，比較難實(shí)現(xiàn)，必須選擇熔點(diǎn)更低的熔劑來彌補(bǔ)鉀長石的不足。而鈉長石的開始熔融溫度是1000℃，其熔體高溫粘度比鉀長石小，能提高熔體的擴(kuò)散和熔解能力[1]。因此，本項(xiàng)目選用以鈉長石半風(fēng)化的桂林泥作為坯料熔劑的原料來源。

大多數(shù)陶瓷顏料適合氧化氣氛燒成，而南方陶瓷原料的有害著色成分主要是氧化鐵，氧化氣氛下燒成的瓷器泛黃色，為了得到還原焰燒成白里泛青的產(chǎn)品，擬在坯料中添加藍(lán)色色劑進(jìn)行調(diào)色。坯釉用原料化學(xué)組成見表1。

1.2 坯料配方研究

坯料配方研究，按照從小試、中試到大生產(chǎn)的程序，最終確定配方及工藝。經(jīng)過反復(fù)多次試驗(yàn)和綜合考察，比較理想的坯料化學(xué)組成的范圍(wt．%)為：

SiO267．0-68．0、Al2O321．0-22．0、Fe2O3≤0．4、TiO2≤0．1、CaO 0．3-0．5、MgO 0．5-0．6、K2O 0．7-0．8、Na2O 2．9-3．1，I．L 6．3-6．5。藍(lán)色色劑加入量為萬分之五至萬分之八。

坯體實(shí)驗(yàn)式：

坯料制備工藝：

采用8噸球磨機(jī)加工，球∶料∶水=2∶1∶1．2。細(xì)度控制萬孔篩余量0．1%-0．2%。藍(lán)色色劑入磨前用快速磨預(yù)磨2 h。

泥漿過200目篩二道，除鐵二次，榨泥備用。

真空練泥4次，水分控制22%-23%。

坯料膨脹系數(shù)檢測結(jié)果見表2。

1.3 釉料配方研究

經(jīng)試驗(yàn)，釉料采用現(xiàn)大生產(chǎn)色釉基礎(chǔ)釉8#透明釉比較匹配。它既可以作色釉基礎(chǔ)釉，也可以單獨(dú)使用，釉面質(zhì)量好。其膨脹系數(shù)見表2。

8#透明釉實(shí)驗(yàn)式：

表1 原料化學(xué)組成 (%)Tab.1 Chemical composition of raw materials (%)

(1)制備工藝：

釉料采用1．5噸球磨機(jī)加工，球∶料∶水=2．2∶1∶0．5，細(xì)度控制萬孔篩篩余量0．01%-0．03%。

釉料膨脹系數(shù)檢測結(jié)果見表2。

(2)成形與施釉：

滾壓成形水分控制22%-23%，注漿成形電解質(zhì)加入量0．3%-0．4%，泥漿水分控制30%-32%。釉漿施釉濃度：淋釉68Be° -70Be° ，浸釉48Be° -50Be °。

(3)燒成工藝：

采用75米燃?xì)廨伒栏G燒成，燒成溫度1245 ℃-1250 ℃(儀表)，燒成周期7-7．5 h。燒制的產(chǎn)品，釉面光澤度、透光度好，符合日用細(xì)瓷要求。

1.4 產(chǎn)品檢測結(jié)果

試驗(yàn)產(chǎn)品檢測結(jié)果見表3。

用肉眼觀察，產(chǎn)品的瓷質(zhì)細(xì)膩，品種色彩艷麗豐富，有白里泛青的瓷質(zhì)。

2 結(jié)果分析

2.1 產(chǎn)品白度

產(chǎn)品白度主要受坯料中鐵、鈦含量和藍(lán)色劑的影響。根據(jù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，要使產(chǎn)品白底達(dá)到65度以上，要控制坯料中氧化鐵含量0．4%以下，氧化鈦含量0．01%以下，這主要是通過控制粘土類原料的純度和配比來達(dá)到。藍(lán)色劑的添加量和細(xì)度也會影響白度，要根據(jù)坯料中鐵、鈦含量高低適當(dāng)增加或減少色劑的量。同時要細(xì)磨色劑，色劑越細(xì)越好。

2.2 抗熱震性

低溫快燒顏色釉細(xì)瓷的抗熱震性比較容易發(fā)生

變化，原因是低溫快燒的釉的熱膨脹系數(shù)比較容易大于坯料的熱膨脹系數(shù)。而設(shè)計(jì)配方時，通常是要求坯料的熱膨脹系數(shù)大于釉的熱膨脹系數(shù)，這樣在燒成冷卻收縮過程中釉層處于受壓狀態(tài)，有利于提高產(chǎn)品的抗熱震性。因此，生產(chǎn)過程中要加強(qiáng)控制，定期檢驗(yàn)所用原料以及坯釉料的化學(xué)成分，發(fā)現(xiàn)變化要及時調(diào)整配方或采取其它相應(yīng)辦法，確保產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)良好。

2.3 釉面光澤度

顏色釉細(xì)瓷的釉面光澤度除了受釉料的配方組成、化學(xué)成分影響，還受加工工藝的影響，除了要充分考慮釉料的配方組成、化學(xué)成分外，還要加強(qiáng)工藝過程的研究控制。首先要對釉用原料嚴(yán)格精選，熟滑石經(jīng)過煅燒漂洗。其次是要細(xì)磨釉料，要定期定量添加球磨介質(zhì)，保證球料水比例穩(wěn)定。球磨介質(zhì)要定期放出剔除細(xì)小部分。

3 結(jié) 論

(1)選擇鈉長石質(zhì)的原料為熔劑，成功研究出低溫快速燒成的坯釉配方，對促進(jìn)節(jié)能降耗具有重要意義。

(2)通過添加藍(lán)色色劑，開發(fā)出氧化焰燒成又具有白里泛青南方瓷特色的顏色釉細(xì)瓷，為企業(yè)創(chuàng)新開發(fā)出一條產(chǎn)品新路，對促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展具有重要作用。

[1] 胡亮, 等． 還原焰低溫?zé)捎操|(zhì)日用細(xì)瓷的研究[J]． 陶瓷工程, 1995(3): 3-8．

Low Temperature Fast Fired Color Glaze Porcelain

WANG Weilin
(Guangxi Sanhuan Enterprise Group Holding Co., Ltd., Beiliu 537400, Guangxi, China)

Low temperature fast fi red color glaze porcelain has been fabricated. The key technology is the adoption of albite as a fl ux to reduce the sintering temperature. The technical parameters for the manufacture are analyzed.

low temperature fast fi ring; color glaze; porcelain

date:2016-10-10. Revised date: 2016-10-15.

表3 試驗(yàn)產(chǎn)品檢測結(jié)果Tab.3 Testing results of experimental products

TQ174.73

A

1006-2874(2017)03-0033-03

10.13958/j.cnki.ztcg.2017.03.007

2016-10-10。

2016-10-15。

王偉林，男，高級工程師。

Correspondent author:WANG Weilin, male, Senior engineer.

E-mail:wtl@sanhuan.com