工藝參數(shù)對(duì)日用陶瓷鎂質(zhì)無光白釉的影響

李小龍 ，于 歡 ，朱永平 ，李 濟(jì)

(1．江西陶瓷工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 景德鎮(zhèn) 333001；2．景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

0 引 言

近年來圍繞無光釉的研究特別多，由于鎂質(zhì)無光釉成本較低，釉面細(xì)膩且白度高，對(duì)鎂質(zhì)無光釉的研究也多了起來。如韓廷恩所寫碩士學(xué)位論文《低溫快燒鋇鎂無光釉的研制》[1]，吳大軍發(fā)表論文《鎂質(zhì)生料無光釉的研制》[2]，許行強(qiáng)發(fā)表論文《一種高溫鎂質(zhì)無光釉的研制》[3]，沈華榮發(fā)表論文《系列無光釉的研制》[4]，劉陽發(fā)表論文《無光釉的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究》[5]，陳靜發(fā)表論文《鎂質(zhì)無光釉配料的改進(jìn)》[6]，論文研究了配方中原料、硅鋁比影響以及應(yīng)用，但是對(duì)于釉料制備過程中工藝參數(shù)對(duì)釉面白度、光澤度的影響研究基本為零。本實(shí)驗(yàn)通過改變燒成溫度、保溫時(shí)間、球磨時(shí)間、冷卻速率以及燒成氣氛等工藝參數(shù)觀察釉面白度、光澤度以及性狀，并將研究成果應(yīng)用在日用陶瓷生產(chǎn)中。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料及配方

實(shí)驗(yàn)采用鉀長(zhǎng)石、龍巖高嶺土、方解石、廣西燒滑石、石英制備日用陶瓷鎂質(zhì)無光白釉，表1是各種原料的化學(xué)組成，表2是實(shí)驗(yàn)配方組成。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器(見表3)

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)以鉀長(zhǎng)石、龍巖高嶺土、方解石、廣西燒滑石、石英為主要原料，將配料按照料 : 球 : 水= 1 : 2 : 0．7 放入球磨罐球磨不同時(shí)間，出磨后經(jīng)過篩、除鐵，施釉方式采用浸釉并控制釉層厚度1-2 mm，經(jīng)電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥后放入不同氣氛下以室溫-300 ℃，2 ℃/min；300 ℃-950 ℃，6 ℃/min；950 ℃-最高溫，7 ℃/min；保溫不同時(shí)間燒制樣品。

1.4 樣品性能表征

本次實(shí)驗(yàn)采用上海產(chǎn)WSD-III白度儀檢測(cè)釉面的白度，泉州產(chǎn)WGG-S光澤儀測(cè)量釉面的光澤度。

表1 原料的化學(xué)組成(wt.%)Tab.1 The chemical composition of raw materials (wt.%)

表2 實(shí)驗(yàn)配方(wt.%)Tab.2 Experimental formula (wt.%)

表3 主要儀器設(shè)備Tab.3 Main apparatus and equipment

圖1 燒成溫度對(duì)釉面的影響(a釉面白度光澤度曲線圖；b釉面效果圖)Fig.1 Effect of firing temperature on glaze

2 結(jié)果分析與討論

2.1 燒成溫度對(duì)無光釉釉面的影響

圖1(a)所示是不同燒成溫度對(duì)釉面白度和光澤度的影響曲線圖。從圖中可以看出，隨著燒成溫度從1260 ℃升高到1300 ℃，釉面白度從68．3%升高到71．0%，光澤度從15．0%下降到4．5%。這是因?yàn)殡S著燒成溫度的增加，釉中析出大量的微細(xì)晶體并逐漸增多，而且這些微細(xì)晶體有乳白效果，使得釉面白度增加，光澤度下降。從圖1(b)也可以看出，當(dāng)燒成溫度繼續(xù)升高到1320 ℃，圖1(a)中可以看出，釉面白度從71．0%升至77．8%，光澤度從4．5%升高至8．0%，釉面白度增加。但光澤度也增加，并且從圖1(b)可以看出，1320 ℃燒成的釉面不平整，有凹坑。這是因?yàn)殡S著燒成溫度的升高，釉面析出的大量晶體部分被熔解，形成一個(gè)一個(gè)的凹坑，使得釉面不平整，因此燒成溫度控制在1300℃為宜，白度達(dá)到71．0%，光澤度4．5%。

2.2 保溫時(shí)間對(duì)無光釉釉面的影響

圖2(a)所示是不同保溫時(shí)間對(duì)釉面白度和光澤度的影響曲線圖。從圖中可以看出，隨著保溫時(shí)間從10 min增加到20 min，釉面白度從71．0%升高到73．9%，光澤度從4．5%升到7．0%。這是因?yàn)殡S著保溫時(shí)間的增加，釉中有大量的晶體不斷析出，并有乳白效果，使得釉面外觀白度增加，光澤度也有所提高。從圖2(b)可以看出，當(dāng)保溫時(shí)間從20 min增加到60 min，圖2(a)中可以看出釉面白度從73．9%降至70．4%，光澤度從7．0%降到6．5%，釉面白度、光澤度變化不是很明顯。但從圖1(b)可以看出，隨著保溫時(shí)間增加釉面慢慢變得不平整，而且縮釉也越來越明顯，這是因?yàn)殡S著保溫時(shí)間的增加，釉面內(nèi)析出的晶體達(dá)到飽和并且有熔解的趨勢(shì)，當(dāng)繼續(xù)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，圖1(a)顯示白度和光澤度都升高，但圖1(b)看出釉面凹凸不平，局部晶體消失，這是因?yàn)楸貢r(shí)間過長(zhǎng)，釉面中析出的飽和晶體會(huì)慢慢熔解。因此保溫時(shí)間控制在20 min為宜，白度達(dá)到73．9%，光澤度7．0%。

圖2 保溫時(shí)間對(duì)釉面的影響(a釉面白度光澤度曲線圖；b釉面效果圖)Fig.2 Effect of holding time on glaze

圖3 不同球磨時(shí)間對(duì)釉面的影響(a曲線圖；b效果圖)Fig.3 Effect of ball grinding time on glaze

2.3 球磨時(shí)間對(duì)無光釉釉面的影響

圖3 (a)所示是不同球磨時(shí)間對(duì)釉面白度和光澤度的影響曲線圖。從圖中可以看出，隨著球磨時(shí)間從3 min增加到15 min，釉面白度從73．1%降低到61．0%，光澤度有上升趨勢(shì)但是不明顯。這是因?yàn)殡S著球磨時(shí)間的增加，釉料顆粒細(xì)度減小，配方反應(yīng)會(huì)越來越激烈，液相量增加，使得釉面外觀白度降低，光澤度有上升趨勢(shì)。因此球磨時(shí)間控制在3 min為宜，釉面白度達(dá)到73．1%，光澤度6．0%。

2.4 冷卻速率對(duì)無光釉釉面的影響

圖4(a)所示是不同冷卻速率對(duì)釉面白度和光澤度的影響曲線圖。從圖中可以看出，快速冷卻與正常冷卻對(duì)比，釉面白度從62．9%升至71．0%，光澤度從24%降至4．5%。這是因?yàn)榭焖倮鋮s釉面析出晶體少，釉面白度低，光澤度高。從圖4(b)中可以明顯看出，正常冷卻釉面白度高與光澤度低；從圖4(a)中可以看出，正常冷卻與慢速冷卻對(duì)比，釉面白度從71．0%降至60．2%，光澤度從4．5%降至3．5%。這是因?yàn)槁倮鋮s釉面晶體析出太多，釉面光澤度降低，但白度也降低。因此采用正常冷卻燒成制度，釉面白度71．0%，光澤度4．5%。

2.5 燒成氣氛對(duì)無光釉釉面的影響

圖5(a)所示是不同冷卻速率對(duì)釉面白度和光澤度的影響曲線圖。從圖中可以看出，氧化氣氛與還原氣氛對(duì)比，釉面白度下降，光澤度升高。這是因?yàn)榕浞街杏蠧a2+的存在，還原氣氛下Ca2+對(duì)Fe2+淡化能力差。因此采用氧化氣氛燒成制度，釉面白度71．0%，光澤度4．5%。

圖6所示是當(dāng)配方組成為35．7wt．%鉀長(zhǎng)石、30．4wt．%燒滑石、8．0wt．%t高嶺土、15．2wt．%石英、10．7wt．%方解石，并以球磨3min、氧化氣氛燒成1300 ℃、保溫20 min、正常冷卻速率工藝參數(shù)制備出白度78．5%、光澤度6．0%釉面細(xì)膩的日用陶瓷鎂質(zhì)無光白釉。

圖4 冷卻速率對(duì)釉面的影響Fig.4 Effect of cooling rate on glaze

圖5 燒成氣氛對(duì)釉面的影響Fig.5 Effect of firing atmosphere on glaze

圖6 最佳工藝釉面效果Fig.6 Best glaze effect

3 結(jié) 論

(1)隨著燒成溫度從1260 ℃升高到1300 ℃，釉面白度升高，光澤度下降；隨著溫度繼續(xù)升高至1320 ℃，釉面白度增加，但光澤度也增加，并且釉面不平整，有凹坑，因此燒成溫度控制在1300 ℃為宜。

(2)隨著保溫時(shí)間從10 min增加到20 min，釉面白度升高，光澤度升高。當(dāng)保溫時(shí)間從20 min增加到60 min，釉面白度、光澤度變化不是很明顯；但釉面慢慢變得不平整，而且縮釉也越來越明顯。當(dāng)繼續(xù)延長(zhǎng)保溫時(shí)間到120 min，白度和光澤度都升高，但釉面凹凸不平，因此保溫時(shí)間控制在20 min為宜。

(3)隨著球磨時(shí)間從3 min增加到15 min，釉面白度降低，光澤度有上升趨勢(shì)但是不明顯。因此球磨時(shí)間控制在3 min為宜。

(4)燒成制度快速冷卻與正常冷卻對(duì)比，釉面白度升高，光澤度降低，正常冷卻與慢速冷卻對(duì)比，釉面白度降低，光澤度降低，因此采用正常冷卻燒成制度為宜。

(5)當(dāng)配方組成為35．7wt．%鉀長(zhǎng)石、30．4wt．%燒滑石、8．0wt．%高嶺土、15．2wt．%石英、10．7wt．%方解石，并以球磨3min、氧化氣氛燒成1300℃、保溫20 min、正常冷卻速率工藝參數(shù)制備出白度78．5%、光澤度6．0%、釉面細(xì)膩的日用陶瓷鎂質(zhì)無光白釉。