金屬釉的研究現(xiàn)狀及進展

無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 宜興 214206

陶瓷是陶器與瓷器的總稱。中國在瓷器文化上有很大的發(fā)展，在世界上享有“瓷國”的稱號，因此中國陶瓷在世界陶瓷有著很高的地位，并且中國陶瓷文化的發(fā)展在世界上也起著領(lǐng)導(dǎo)性的作用，中國陶瓷在陶瓷藝術(shù)上的成就已達到了極致。附著在陶瓷表面的一層玻璃質(zhì)稱作釉，釉賦予陶瓷更廣泛的實用價值和美學(xué)意義。陶瓷釉料種類繁多，根據(jù)陶瓷產(chǎn)品呈現(xiàn)出來的釉面效果，可以分為透明釉、顏色釉、結(jié)晶釉、金屬釉、裂紋釉等，其中金屬釉因為金屬釉仿古磚而為大家所熟悉［1］。在所有的材料大類中，作為裝飾材料使用時，金屬材料具有名貴、華麗的藝術(shù)效果，因而深受消費者喜愛，但金屬材料價格昂貴，在戶外使用時耐候性差，這些缺點局限了其在建筑裝飾材料、日用陶瓷、藝術(shù)陶瓷上大規(guī)模使用，只能采取少許裝飾在日用陶瓷、建筑陶瓷表面，起到點綴粉飾的作用，因而人們研究出了具有同樣效果的金屬釉。金屬釉是一種新型的陶瓷藝術(shù)釉，它不僅具有金屬裝飾材料所擁有的金屬光澤，還具有原料廣泛、價格低廉、耐候性好等特點，因而在建筑陶瓷、日用陶瓷和藝術(shù)陶瓷中占有一席之地。因此本文主要介紹金屬釉的研究及其展望。

1 金屬釉的概述

金屬釉是指在陶瓷基礎(chǔ)釉中加入一種或多種不同含量的鈷、錳、鐵、鎳、銅、礬等著色金屬氧化物，在高溫下達到飽和，析出晶體，在陶瓷制品表面產(chǎn)生類似金屬光澤的藝術(shù)效果。

金屬光澤釉種類繁多，要形成金屬光澤釉基本上都會在配方中添加一定量的MnO2、CuO、CoO、V2O5等金屬氧化物［2］。有研究表明，這些金屬氧化物的加入最終并不是簡單的在過飽和狀態(tài)下以金屬析出的方式存在于釉體中，也就是說，金屬光澤的產(chǎn)生并不能簡單理解為金屬單質(zhì)的析出。實際上，通過多種現(xiàn)代材料測試手段如X 射線衍射/能譜分析（XRD/EDS）、掃描電鏡（SEM）、透射掃描電鏡（TEM）等檢測發(fā)現(xiàn)，金屬釉釉層表面能夠析出大量的微小晶體。這些微小晶體定向生長，往往與釉層表面平行，形成一種微觀有序的平衡結(jié)構(gòu)。當(dāng)釉層表面有一層沿釉面平行生長的晶體后，此時光線照射到釉面時，就會使釉面發(fā)生較強的鏡面發(fā)射，從而產(chǎn)生金屬光澤。陶瓷工作者不斷探索金屬光澤釉的呈色機理，很多研究者均認(rèn)為這種晶體的結(jié)構(gòu)為尖晶石結(jié)構(gòu)，然而目前還沒有定論，但可以肯定的是，金屬光澤釉金屬光澤的產(chǎn)生是由于Fe、Mn、Ni、Co、V、Cu 等金屬氧化物的加入后，在釉層形成了能夠規(guī)則、平行釉面生長的晶體，由于光線的鏡面反射而引起的特殊效果［3］。實質(zhì)上，金屬釉也是一種“結(jié)晶釉”，只是肉眼完全無法觀測到的微米級尺度晶體，甚至是納米級的晶體。

2 金屬釉的特點

金屬釉的特點主要包括下面三點：（1）金屬釉作為釉面磚使用時，豐裕了其感染力，為釉面磚的裝飾設(shè)計提供了較為寬闊的設(shè)想境地，新一代金屬光澤釉可以達到與金屬非常接近的效果。（2）金屬釉作為于陶瓷磚使用時，使得生產(chǎn)工藝方面具有較大的靈活性。陶瓷廠在生產(chǎn)過程中，在不改變原有的生產(chǎn)條件下，可以根據(jù)客戶不同的設(shè)計需求，配制出不同顏色的金屬光澤釉。（3）金屬釉使用時，其金屬光澤持久亮麗，質(zhì)地堅韌，賦予了裝飾墻面別樣的魅力；同時，金屬釉還具有陶瓷釉料良好的特性，比如熱穩(wěn)定性好，耐候性強，耐臟不易吸灰塵，不會與空氣中的氣體發(fā)生反應(yīng)，能夠保持表面長時間的干凈；在施工過程中，還可以將金屬釉與鮮明活潑的淺色釉面磚搭配使用，可以產(chǎn)生動與靜相互結(jié)合，明與暗相互交替，完美協(xié)調(diào)的藝術(shù)效果。

3 金屬釉的制備方法

金屬釉的制備方法主要包括下面4 種方法：

3.1 涂敷熱解法與仿金技術(shù)

將金屬或氧化物制成膠狀液體，再涂敷在陶瓷表面，經(jīng)750～830℃溫度處理后，就會使釉面產(chǎn)生金屬光澤。使用最多的彩飾料有金水、白金水及各種電光水等。近年來，為了替代昂貴的黃金或白金，又發(fā)展了仿金裝飾的各種技術(shù)。

3.2 熱噴涂法

將分解溫度較低的金屬鹽溶液噴涂在熾熱的釉表面上，瞬間就會分解，并與釉面發(fā)生反應(yīng)，形成Si-O-M 結(jié)構(gòu)的金屬氧化物薄膜或金屬膠體膜。

3.3 蒸鍍法

在陶瓷釉面直接蒸鍍涂層；在制品上先涂上烴氧基鐵，再與氨反應(yīng)，即形成氮化鐵膜，該方法實際上屬化學(xué)氣相沉積CVD 工藝，但它不需要真空設(shè)備，沉積的工藝較簡單。另一種工藝方法是首先將液態(tài)的四氯化鈦和氣態(tài)的氨反應(yīng)，形成固態(tài)的Ti-N-Cl 化合物，將它與陶瓷制品同置于加熱區(qū)中加熱，同時通人氨氣，這樣Ti-N-Cl 固態(tài)化合物就會升華，形成TiN 化合物而堆積在陶瓷制品表面。盡管TiN 可以用于一般陶瓷的裝飾，但要使TiN 膜顏色色彩純粹，對制備工藝技術(shù)要求較高，從而也影響了它的廣泛使用［4］。

3.4 燒結(jié)法

與大部分陶瓷釉料的制備方法大體一致，除了需要在釉料中加入金屬氧化物（Co、Mn、Fe 等），使得其在高溫中達到飽和狀態(tài)，從而析出具有晶體［5］。這也是用來制備金屬釉最常用的方法。

4 金屬釉的應(yīng)用現(xiàn)狀及進展

目前，新一代金屬光澤釉制品因為其原料廣泛、成本低、耐酸堿、機械性能良好等優(yōu)點，因此在建筑陶瓷、裝飾藝術(shù)陶瓷中占有一席之地，廣受消費者喜愛。但在金屬釉的制備過程中通常會引入鉛（主要存在于熔塊中），由于鉛熔塊制備的釉料光澤度非常好，所以被大量應(yīng)用于陶瓷釉料的制備中，但鉛是一種重金屬材料，被列為有毒有害物質(zhì)，所以無鉛環(huán)保金屬釉的研制也是金屬釉的一大研究方向。另外，雖然我國陶瓷釉料的發(fā)展非常迅速，但與部分發(fā)達國家相比仍具有一定的差距，研究試制新型綠色環(huán)保的金屬釉是非常有必要的。在飛速發(fā)展的現(xiàn)代大環(huán)境中，陶瓷釉料向多元化、功能化、精細化不斷發(fā)展，才能長足繁盛。