低溫鎘紅釉顏料復(fù)燒的影響*

黃 駿 王宇旭 王美蘭 徐和良

(1 江蘇拜富科技有限公司 江蘇 宜興 214221)(2 宜興市科技局 江蘇 宜興 214221)

低溫鎘紅釉顏料的原料配比，復(fù)燒溫度制度，顏料細(xì)度，色劑添加方式等都對(duì)顏料的性能有較大的影響。筆者研究了原料配比、細(xì)度、色劑用量在相同的情況下對(duì)不同復(fù)燒制度進(jìn)行了細(xì)致的比較。

由于低溫紅釉比高溫紅釉發(fā)色更為鮮艷，而鎘紅釉又是低溫紅釉必不可少的組成部分，它具有良好的著色能力和遮光能力，復(fù)燒能把低溫熔劑和鎘紅兩者結(jié)合的更好，低溫隔紅釉的復(fù)燒溫度和復(fù)燒時(shí)間對(duì)其發(fā)色具有很大的影響。

1 實(shí)驗(yàn)過程

1.1 熔劑氧化物的化學(xué)組成

熔劑氧化物的化學(xué)組成如表1所示。

表1 熔劑氧化物的化學(xué)組成(質(zhì)量%)

熔劑氧化物的熔制溫度為1 380 ℃，燒成時(shí)間為4 h。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

工藝流程：熔劑+色劑(鎘紅)+加水→球磨→烘干→過篩→復(fù)燒→球磨→烘干→過篩→成品。

熔劑呈白色透明的玻璃狀，顆粒大小在8目左右，熔劑和色劑比例為85∶15，球磨采用10 kg氧化鋁瓷瓶，過篩120目，烘干溫度為125 ℃，復(fù)燒采用13 m長(zhǎng)的輥棒電窯。

復(fù)燒溫度分別為700 ℃、750 ℃、800 ℃、850 ℃和900 ℃，其編號(hào)分別為A，B，C，D，E測(cè)得L，a，b值中選擇800 ℃，在不同的時(shí)間20 min、30 min、40 min和50 min，其編號(hào)分別為C20，C30，C40和C50；測(cè)得L，a，b中選擇C30，在固定的時(shí)間的不同復(fù)燒溫度700～900 ℃時(shí)編號(hào)為A-1、B-1、C-1、D-1和E-1,選擇C-1再次球磨，烘干及過篩，成品燒烤溫度750～850 ℃，保溫時(shí)間為20 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)燒溫度對(duì)顏料外觀性能的影響

低溫鎘紅釉顏料在相同的復(fù)燒時(shí)間下(60 min)，通過復(fù)燒溫度從700 ℃逐漸升溫至900 ℃，研究其顏料外觀及釉面發(fā)色的變化，如圖2所示。

表2 不同復(fù)燒溫度對(duì)顏料外觀的影響(60 min)

2.2 復(fù)燒溫度對(duì)釉面L，a，b值的影響

復(fù)燒溫度對(duì)釉面L，a，b值的影響結(jié)果如表3所示。

表3 復(fù)燒溫度對(duì)釉面L、a、b值的影響

如表3所示，隨著復(fù)燒溫度的升高，對(duì)樣品的釉面L，a，b值影響比較大，尤其樣品A，B，C在升溫的同時(shí)，其數(shù)值在下降，但是到D和E紅度和綠度值變化比較大，這從表2中外觀狀態(tài)基本能看出。所以在溫度過高復(fù)燒時(shí)會(huì)影響顏料的發(fā)色以及亮度，同時(shí)釉面會(huì)出現(xiàn)釉泡也是導(dǎo)致L，a，b值的一個(gè)要素，所以選擇C進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。

2.3 復(fù)燒時(shí)間對(duì)顏料外觀性能的影響

低溫鎘紅釉顏料在相同的復(fù)燒溫度下(800 ℃)，通過復(fù)燒時(shí)間從20 min逐漸增加至50 min，研究其顏料外觀及其釉面發(fā)色的變化。

表4 不同復(fù)燒時(shí)間對(duì)顏料外觀性能的影響(800 ℃)

2.4 復(fù)燒時(shí)間對(duì)釉面L，a，b值的影響

復(fù)燒時(shí)間對(duì)釉面L，a，b值的影響結(jié)果如表5所示。

表5 復(fù)燒時(shí)間對(duì)釉面L、a、b值的影響

如表5所示，樣品復(fù)燒時(shí)間的長(zhǎng)短，對(duì)其釉面的L，a，b值具有一定的影響，如C20未完全燒結(jié)時(shí)，其白度和其它有差異，紅度和綠度基本差異不大，沒有出現(xiàn)釉泡現(xiàn)象，從表4外觀狀態(tài)也可以看出C30良好，所以選擇樣品C30進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。

2.5 工藝優(yōu)化選擇試驗(yàn)

低溫鎘紅釉顏料在最佳復(fù)燒時(shí)間為30 min，通過復(fù)燒溫度從700 ℃逐漸升溫至900 ℃，研究其顏料外觀及釉面發(fā)色的影響，如表6所示。

表6 不同復(fù)燒時(shí)間對(duì)顏料外觀性能的影響(30 min)

在已確定低溫鎘紅釉基釉的情況下，研究不同的燒成溫度對(duì)其性能的影響， A，B，C，D，E樣品在復(fù)燒產(chǎn)品做成半成品后，其燒制的成品外觀基本與復(fù)燒后的外觀接近如表2和表4所示。

硫酸鎘在長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)會(huì)向著變白也就是失色或向著棕色和黑棕色反應(yīng)，低溫鎘紅釉顏料隨著復(fù)燒時(shí)間和溫度的變化也隨之變化。低溫鎘紅釉顏料的硬度1，2，3的區(qū)別在于球磨時(shí)間的長(zhǎng)短，硬度3需球磨10 h，其細(xì)度能夠達(dá)到D90為10 μm，而達(dá)到硬度1需球磨20 h；達(dá)到硬度2需球磨15 h，才能達(dá)到同樣的細(xì)度，在溫度、時(shí)間和外觀上綜合考慮，其中硬度2產(chǎn)品的性能最佳。但是目前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，降低成本也是關(guān)鍵，所以選擇C-1在表6中在確定燒成溫度800 ℃確定時(shí)間30 min快速?gòu)?fù)燒的情況下也能達(dá)到所需要的產(chǎn)品，從而大大降低生產(chǎn)成本和能源消耗。

在表2中A，B，C，D，E的復(fù)燒狀態(tài)也直接影響著燒成成品的L，a，b值，D，E還影響到了紅度至下降發(fā)偏黃色，在相同時(shí)間不同溫度時(shí)(見表6)，快燒不僅能提高生產(chǎn)效率和降低能耗，還能有效的提高產(chǎn)品的亮度與鮮艷度。

在釉面缺陷中最為普遍的是棕眼與釉泡，其產(chǎn)生的原因貫穿于整個(gè)過程之中。即在原料、配制、施釉、整修以及燒成等工序中均有可能。從物理方面來(lái)看，如細(xì)度、混合狀態(tài)、熔化、分解、化學(xué)反應(yīng)、粘度、表面張力以及其他問題等均有關(guān)系。如果低溫鎘紅釉顏料在不復(fù)燒的情況下，基釉和鎘紅釉相結(jié)合的絕大多數(shù)粉體顆粒在燒成過程中不能有效的結(jié)合，因?yàn)榉垠w絕大部分不是球形對(duì)稱的，顆粒的形狀影響粉體的融合性，包裹性能。顆粒的分布影響覆蓋能力與光澤度和色度等。釉上紅釉之所以能呈現(xiàn)較好的光亮鮮艷，主要因?yàn)楣獾姆瓷?，反射的程度因折射的大小而不同，折射率越大，光澤度越?qiáng)，色澤越鮮艷。所以復(fù)燒這一道工藝可以大大的降低棕眼與釉泡兩大問題，從而大幅的提高釉面的光潔度，還提高基釉與鎘紅釉更有效的結(jié)合與反應(yīng)。再者鎘紅也更加需要和基料復(fù)燒的完美結(jié)合使其能更好揮發(fā)掉不利于釉面的物質(zhì)，比如金屬鎘，金屬鎘在767 ℃容易被氫氣帶出在窯爐中冷卻容易形成，所以復(fù)燒也可以把鎘紅包裹的更好，提高化學(xué)穩(wěn)定性使其更耐高溫，從而可滿足不同燒成溫度的產(chǎn)品。

3 結(jié)論

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，低溫鎘紅釉顏料在復(fù)燒溫度為800 ℃，復(fù)燒時(shí)間為30 min，其顏料硬度適中和球磨效率較高，且釉面發(fā)色、光澤度、外觀質(zhì)量能夠達(dá)到最佳狀態(tài)。

1 素木洋一著.釉及色料.劉可棟，劉光躍譯.中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1986

2 劉維良.先進(jìn)陶瓷工藝學(xué).武漢：武漢理工大學(xué)出版,2014

3 王金浪.鎘紅顏料的熱性能研究.涂料工業(yè),1997(3)：41～42

4 洪琛.影響無(wú)毒金紅粉彩顏料的性能研究.中國(guó)陶瓷工業(yè)，2010,17(3):9～12

5 羅志強(qiáng).煅燒溫度對(duì)銳鈦型鈦白顏料的性能及粒徑的影響.鋼鐵釩鈦,2015,36,(6):28～31

6 陶珍東.粉體工程與設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版,2015