高石英面釉的調(diào)試及應(yīng)用

關(guān)寶強(qiáng) 周恩華

摘 要：本文介紹一種用石英作為主要原料進(jìn)行調(diào)試的面釉，并將其應(yīng)用于低吸水率（<3%）瓷磚的生產(chǎn)中，結(jié)果表明它各項(xiàng)物化性能優(yōu)良，并且能適應(yīng)多工藝平臺(tái)。探討其生產(chǎn)工藝的可行性，并對(duì)生產(chǎn)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，提出一些預(yù)防建議和解決方法。

關(guān)鍵詞：石英;化妝土;工藝應(yīng)用

1 引 言

噴墨打印技術(shù)的普及，改變了傳統(tǒng)的瓷磚生產(chǎn)工藝方式，但無(wú)論哪種工藝，釉料都需要圍繞多個(gè)墨水（藍(lán)，棕，黃，黑，紅，等）的發(fā)色來(lái)調(diào)試。而陶瓷墨水發(fā)色的根本即各種陶瓷色料，不同的色料含有不同的金屬氧化物，容易同各種二價(jià)堿土金屬熔劑反應(yīng)而發(fā)生顏色的變化，因此如果想保證每種顏色發(fā)色均衡，那么熔劑的含量越少越好。進(jìn)而會(huì)促使釉料的配方體系走向高溫，高始熔點(diǎn)，甚至只有剛剛燒結(jié)，更接近傳統(tǒng)意義的化妝土。本文就沿著這個(gè)思路，調(diào)試高溫面釉。

1.1 化妝土

首先我們了解一下傳統(tǒng)意義的化妝土，即把較細(xì)的陶土或瓷土，用水調(diào)和成泥漿涂在陶胎或瓷胎上，器物表面就留有一層薄薄的色漿。顏色有白、紅和灰等。這種色漿，在陶瓷工藝技術(shù)上稱“陶衣”，也叫“化妝土”、“裝飾土”、“護(hù)胎釉”。其代表，邢窯的化妝土白瓷始于北朝，由于當(dāng)時(shí)胎體成灰白色，白度不夠，為了改變胎體的顏色，增強(qiáng)瓷器的白度和亮度，施釉前先用白色化妝土護(hù)胎，這種技術(shù)一直沿用到宋、元時(shí)期。其化學(xué)成分多為硅鋁，而現(xiàn)代瓷磚的化妝土需滿足快燒，與坯體的粘結(jié)性好，調(diào)整磚形，熱穩(wěn)定性等需求，因此增加熔劑的量后，成為?；瘖y土。

1.2 石英

石英，在大自然中廣泛存在，不但自成巖石，還是其它巖石如花崗巖、片麻巖、砂巖等的主要成分。石英的主要化學(xué)成分為SiO2，是長(zhǎng)石、粘土等硅酸鹽類礦物的主要成分，也是陶瓷坯釉配方體系的主要成分，含量一般占50%以上，擁有絕對(duì)的主力地位。石英礦石硬度為7，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有強(qiáng)耐酸耐腐蝕性。

1.3 石英在陶瓷磚面釉（底釉）應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

（1）便宜。陶瓷磚用原料，一般為均化后的細(xì)粉（150目下）。市場(chǎng)價(jià)格狀況：氧化鋁>2500元/噸>滑石>高嶺土>硅灰石>1000元/噸>鈉長(zhǎng)石>鉀長(zhǎng)石>600元/噸>石英。

（2）發(fā)色好。由以往的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，原料對(duì)噴墨墨水，包括，藍(lán)、棕、黃、黑、紅幾種墨水的發(fā)色影響如下：氧化鋁，使藍(lán)色發(fā)色更深，并利于釉的白度的提高;滑石，有利于紅色發(fā)色，但偏暗;硅灰石，對(duì)黑色發(fā)色比較好;鈉長(zhǎng)石，有利于黃色發(fā)色;鉀長(zhǎng)石，有利于紅色發(fā)色;石英，有利于所有色的發(fā)色，尤其利于紅色、黃色的發(fā)色;硅酸鋯，有利于紅色、黃色的發(fā)色，使發(fā)色鮮艷，但不利于黑色發(fā)色。

（3）膨脹系數(shù)大。關(guān)于膨脹系數(shù)，熔融石英的膨脹系數(shù)比較小，但在低溫快燒的過(guò)程中并未達(dá)到熔融石英的條件，低階晶型轉(zhuǎn)換比較復(fù)雜（如圖1，摘自陶瓷工藝學(xué)），且不會(huì)轉(zhuǎn)化完全，因此其中α-石英，α-鱗石英，β-鱗石英，β-石英，轉(zhuǎn)化過(guò)程中體積變化是不定的，綜合表現(xiàn)出來(lái)的體膨脹系數(shù)并不一定是小的。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)配比及分析

已知一常用化妝土配方，用石英對(duì)長(zhǎng)石進(jìn)行取代，并適當(dāng)調(diào)整氧化鋁及熔劑含量使其光澤為3°～ 5°，并保證防污合格。實(shí)驗(yàn)配比和成分分析見表1。注：作為面釉，未加鋯，減少硅酸鋯對(duì)配方的影響，以利于對(duì)白度和膨脹系數(shù)等性能的判斷，實(shí)際應(yīng)用時(shí)往往加入一定含量的硅酸鋯以提高白度。膨脹系數(shù)為體膨脹系數(shù)，測(cè)試條件為室溫到400℃。

由表1可知，隨著石英含量的增加，膨脹系數(shù)呈增大趨勢(shì)。0號(hào)配方為常用化妝土配方，燒結(jié)度較好，噴墨發(fā)色也較均衡。1號(hào)配方隨石英含量增加膨脹系數(shù)并未下降，黃色墨水發(fā)色更鮮亮，其它顏色變化不大。2號(hào)配方墨水發(fā)色變化不大，但白度有所下降。3號(hào)配方發(fā)色依然較好，釉的燒結(jié)溫度偏高。4號(hào)配方，釉溫明顯偏高，加熔劑更難降低溫度，光澤一直徘徊在2° ～ 3°。發(fā)色仍較正。

2.2 性能對(duì)比分析

將五個(gè)配方作為面釉施于300 mm×600 mm磚上，對(duì)各項(xiàng)性能特性正交對(duì)比，如表2。

分析總結(jié)：隨著石英含量的增加，長(zhǎng)石加入量減少，一價(jià)堿金屬減少，釉溫不易降低，防污略差;熔劑少了，噴墨發(fā)色顏色更好;隨著釉溫升高白度略有增加，但隨著氧化鋁含量的減少，白度呈下降趨勢(shì);磚形隨石英含量增加，更翹，符合膨脹系數(shù)增大的測(cè)試數(shù)據(jù);耐酸堿性能均合格;表面手感變粗，但使用時(shí)都要施保護(hù)釉，可以彌補(bǔ)手感上的不足;熱穩(wěn)定性均合格，推測(cè)為剛剛燒結(jié)的結(jié)構(gòu)，只存在少量石英的玻璃相，應(yīng)力少，因此熱穩(wěn)定性并未變差;配方成本呈明顯下降趨勢(shì)。綜合得分，1、2、3號(hào)配方較高，因此石英加入量25% ～ 45% 范圍內(nèi)調(diào)整，會(huì)比較合理。

2.3 生產(chǎn)應(yīng)用

筆者總結(jié)了目前行業(yè)中常見的部分工藝，高石英釉均可作為其面釉使用，對(duì)比其它面釉的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，以及容易出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出一些解決方法，見表3。

（1）仿古粗面，為最常見最廉價(jià)的釉面效果，常伴有刺眼賊光。但同時(shí)也是發(fā)色最好，最耐磨的釉面，并有一定的止滑效果。生產(chǎn)過(guò)程中，可通過(guò)毛刷改善手感。

（2）仿古細(xì)面，手感比粗面好，光澤柔和，無(wú)賊光少析晶，有包漿感。更接近自然石材，木材的表面效果。但同時(shí)也是受限于配方體系，生產(chǎn)過(guò)程中針孔痱子，磚形等問(wèn)題，比較難解決。

（3）防滑磚，防滑主要針對(duì)地磚，隨著生活水平的提高，不止出口產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)也開始注重防滑安全，并在2018年制訂了防滑標(biāo)準(zhǔn)，要求濕態(tài)阻值大于35。高石英面釉應(yīng)用于防滑磚，溫度高，高溫粘度大，更利于防滑釉的凸起。

（4）粗干粒，粗干粒結(jié)合磨具效果，會(huì)更接近石材，更自然。高石英面釉更利于干粒的凸起。

（5）細(xì)干粒，表現(xiàn)為細(xì)致，磨砂效果，手感柔和。由于石英的影響，使其易亮，必須有合適的干粒才能體現(xiàn)出較理想的效果。

（6）星光干粒，是由糖果干粒，通過(guò)亞拋演變過(guò)來(lái)的，有一定星點(diǎn)閃光效果的釉面。高石英面釉更利于體現(xiàn)星光的閃耀效果。

（7）精雕亮光，為了更利于表現(xiàn)磚面的線條，光亞的自然性，對(duì)于精雕亮光的墨水的使用越來(lái)越普遍。高石英面釉，與精雕墨水結(jié)合，更易使墨水發(fā)亮。

（8）緞光柔光，同拋釉理石一樣，都是普遍，用量較大的產(chǎn)品。因此，對(duì)于面釉，發(fā)色好，成本低更被重視。而高石英面釉正符合了這樣的需求。為解決大針孔，及穩(wěn)定性，可適當(dāng)提高鋁含量，降低硅的含量。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文所闡述的并不是一個(gè)單獨(dú)的釉料配方，而是一個(gè)體系。為應(yīng)對(duì)不同需求可適當(dāng)進(jìn)行配方的微調(diào)?？赏ㄟ^(guò)加氧化鋅來(lái)提高發(fā)色的紅度和鮮度。通過(guò)加碳酸鋇來(lái)調(diào)整黃色的發(fā)色及光感。通過(guò)加霞石或煅燒高嶺土來(lái)改變膨脹系數(shù)，調(diào)節(jié)磚形。對(duì)于石英的大量使用，非常有益于目前陶瓷低吸水率（<3%）墻地磚的生產(chǎn)制造。

參考文獻(xiàn)

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