低成本鈦系結(jié)晶釉的制備研究

李小龍，馬嵐

摘 要：實(shí)驗(yàn)以鉀長(zhǎng)石、玻璃粉、石英、粘土、氧化鈦、石灰石、碳酸鋇為原料，制備不需降溫保溫?zé)芍贫鹊拟佅到Y(jié)晶釉。以單因素實(shí)驗(yàn)法研究釉料配方組成對(duì)鈦系結(jié)晶釉晶體的影響，從而找出鈦系結(jié)晶釉的結(jié)晶規(guī)律，確定鈦系結(jié)晶釉的最佳配方。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)配方組成為鉀長(zhǎng)石29.7wt%、石灰石20.7wt%、玻璃粉27.6wt%、粘土4.1wt%、石英4.1wt%、碳酸鋇3.4wt%、氧化鈦10.4wt%，在1240℃燒制保溫20min，可制備出釉面結(jié)晶效果良好的低成本鈦系結(jié)晶釉。

關(guān)鍵詞： 鈦系結(jié)晶釉 ;配方組成 ;低成本

1 前 言

鈦系結(jié)晶釉可在建筑陶瓷以及日用陶瓷產(chǎn)品中使用，具有很好的藝術(shù)效果，并且成本也較鋅結(jié)晶釉高，所以具有研究?jī)r(jià)值[1]?，F(xiàn)在圍繞鈦系結(jié)晶釉的研究也特別多，如柳平英發(fā)表論文《低成本TiO2結(jié)晶釉的研制》中以低廉的玻璃粉為主要助熔劑降低成本，但是氧化鈦用量達(dá)到18%以上[2]。董偉霞發(fā)表論文《鐵鈦結(jié)晶釉的制備》[3]、范周強(qiáng)發(fā)表論文《鈦鐵結(jié)晶釉的研制》[4]中研究配方組成與工藝對(duì)結(jié)晶釉的影響，但采用的燒成制度是燒至最高溫度后降溫到晶體生長(zhǎng)溫度保溫，成本較高。陳琦峰發(fā)表論文《鐵鈦結(jié)晶釉的研制》研究了配方組成和工藝對(duì)釉面的影響，并且用普通燒成制度實(shí)現(xiàn)結(jié)晶，但是燒成溫度高保溫時(shí)間長(zhǎng)[5]。

本實(shí)驗(yàn)以鉀長(zhǎng)石、石灰石、玻璃粉、粘土、石英、碳酸鋇、氧化鈦為原料，采用單因素變量法探討配方中原料對(duì)鈦系結(jié)晶釉結(jié)晶規(guī)律的影響，并確定最佳的釉料配方。

2? 實(shí)驗(yàn)

2.1? 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)采用鉀長(zhǎng)石、石灰石、玻璃粉、粘土、石英、碳酸鋇、氧化鈦為原料制備鈦系結(jié)晶釉，表1是各種原料的化學(xué)組成。

2.2? 實(shí)驗(yàn)儀器

2.3? 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)以鉀長(zhǎng)石、玻璃粉、石英、粘土、氧化鈦、石灰石、碳酸鋇為主要原料，按照料：球：水=1：2：0.7將配料放入快速球磨機(jī)球磨10min，出磨后經(jīng)過(guò)篩、除鐵，將釉漿比重調(diào)至1.6～1.7g/cm3，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行施釉，釉層厚度1～2mm，干燥后放入高溫電爐內(nèi)以室溫～300℃，100min;300℃～1000℃，100min;1000℃～1240℃，50min;保溫20min升溫制度燒制樣品。

3? 結(jié)果分析與討論

3.1氧化鈦含量對(duì)結(jié)晶釉釉面效果的影響

從表3可知，氧化鈦含量為5%時(shí)，無(wú)晶體析出，增加至10%時(shí)，釉面有少量晶體析出，繼續(xù)增加其含量，晶體析出數(shù)目增多，晶花體積也逐漸增大，但當(dāng)其超過(guò)20%之后，釉面逐漸變得粗糙，大量晶體堆疊嚴(yán)重，使釉面無(wú)光澤。這是因?yàn)榕浞街醒趸佔(zhàn)鳛榻Y(jié)晶劑，隨著結(jié)晶劑含量的減少，難以達(dá)到飽和狀態(tài)，釉面中的晶體析出自然較困難，甚至沒(méi)有結(jié)晶跡象;但結(jié)晶劑含量過(guò)多，晶體析出量也多，會(huì)導(dǎo)致釉面晶體堆疊嚴(yán)重。由圖1也可以看出，T3樣品的釉面效果最好，其氧化鈦含量為15%。

3.2玻璃粉含量對(duì)結(jié)晶釉釉面的影響

由表4可知，B1、B2的玻璃粉加入量不夠，導(dǎo)致釉的表面粗糙，而B(niǎo)3之后玻璃粉含量足夠，釉面也變得更加光滑，但當(dāng)玻璃粉含量過(guò)高后，釉面結(jié)晶效果下降，表面還有裂紋出現(xiàn)。玻璃粉對(duì)結(jié)晶有很大的影響，玻璃粉的含量越高，則結(jié)晶的跡象越強(qiáng)烈，但過(guò)高的話，會(huì)導(dǎo)致釉的熔融溫度下降，使得結(jié)晶劑溶于釉中而不能析出晶體，玻璃粉含量少，則釉的高溫粘度就會(huì)很高，會(huì)抑制晶體的生成。由圖2可以看出，B3的釉面效果最佳，其玻璃粉含量為40%。

3.3鉀長(zhǎng)石含量對(duì)結(jié)晶釉釉面的影響

由表5可知，當(dāng)鉀長(zhǎng)石含量從39%增加到43%時(shí)，釉的析晶能力會(huì)逐漸變好，晶花也逐漸增大。但當(dāng)鉀長(zhǎng)石含量繼續(xù)增加，釉的結(jié)晶能力反而下降，晶花數(shù)量和大小逐漸減少。這是因?yàn)殁涢L(zhǎng)石的熔化溫度較低，有良好的溶解能力和助熔效果，還對(duì)釉的高溫粘度起調(diào)節(jié)作用，鉀長(zhǎng)石含量過(guò)多，晶體會(huì)熔于釉中，造成結(jié)晶效果差。由圖3可以看出，編號(hào)K2的樣品釉面效果最佳，其鉀長(zhǎng)石含量為43%。

3.4石灰石含量對(duì)結(jié)晶釉釉面的影響

從表6可知，C1中石灰石加入量不夠，導(dǎo)致釉沒(méi)有燒熟，故導(dǎo)致釉面粗糙，而C2、C3中加入適量的石灰石后，釉面效果變好，有晶體析出，C4、C5則是由于石灰石加入量過(guò)多從而導(dǎo)致釉面開(kāi)裂。這是因?yàn)槭沂橇己玫闹蹌?，?dāng)石灰石加入量少，釉則沒(méi)有完全燒熟，表面不平整;當(dāng)石灰石加入量過(guò)多，由于CaO的熱膨脹系數(shù)較大，會(huì)影響坯與釉的適應(yīng)性，導(dǎo)致釉面出現(xiàn)開(kāi)裂。由圖4可以看出，C3的釉面效果最佳，其石灰石含量為30%。

3.5石英含量對(duì)結(jié)晶釉釉面的影響

由表7可知，S1、S2樣品的釉面光滑平整，釉層表面均有晶體生產(chǎn)，而S3之后的樣品逐漸粗糙，析出的晶體數(shù)目逐漸減少直至沒(méi)有。這是因?yàn)殡S著石英含量的增加，釉中O/Si的值逐漸減小，導(dǎo)致硅氧四面體的結(jié)合變得緊密，釉的高溫粘度增加，阻礙晶體的遷移，使晶體發(fā)育更加困難。增加石英含量，同樣也提高了釉的熔融溫度，使得釉面效果逐漸變差。由圖5可以看出，編號(hào)S1的樣品釉面效果最佳，其石英含量為6%。

4? 結(jié)論

（1）隨著配方中的二氧化鈦含量的增加，晶體析出數(shù)目增多，晶花體積也逐漸增大，但當(dāng)其超過(guò)20%之后，釉面逐漸變得粗糙，大量晶體堆疊嚴(yán)重，使釉面無(wú)光澤，配方中二氧化鈦加入量15%最佳;

（2）玻璃粉對(duì)結(jié)晶有很大的影響，玻璃粉的含量越高，則結(jié)晶的跡象越強(qiáng)烈，但過(guò)高的話，會(huì)導(dǎo)致釉的熔融溫度下降，使得結(jié)晶劑溶于釉中而不能析出晶體;玻璃粉含量少，則釉的高溫粘度就會(huì)很高，會(huì)抑制晶體的生成，配方中玻璃粉加入量40%最佳;

（3）當(dāng)鉀長(zhǎng)石含量從39%增加到43%時(shí)，釉的析晶能力會(huì)逐漸變好，晶花也逐漸增大，但當(dāng)鉀長(zhǎng)石含量繼續(xù)增加，釉的結(jié)晶能力反而下降，晶花數(shù)量和大小逐漸減少，配方中鉀長(zhǎng)石加入量43%最佳;

（4）隨著配方中石灰石加入量增加，釉面效果變好，有晶體析出，但當(dāng)配方中石灰石加入量超過(guò)30%，釉面會(huì)開(kāi)裂，配方中鉀長(zhǎng)石加入量30%最佳;

（5）隨著配方中石英含量的增加，釉面逐漸變粗糙，析出的晶體數(shù)目逐漸減少直至沒(méi)有，配方中石英加入量6%為宜。

參考文獻(xiàn)

[1]董偉霞，包啟富，章建軍.鐵鈦結(jié)晶劑對(duì)釉面性能的影響[J].陶瓷，2010（12）：23-25.

[2]柳平英，吳禮新.低成本TiO2結(jié)晶釉的研制[J].中國(guó)陶瓷工業(yè)，2010，17（04）：35-37.

[3]董偉霞，包啟富，曾才根.鐵鈦結(jié)晶釉的制備[J].陶瓷，2010（10）：26-28.

[4]范周強(qiáng)，張松竹，黃玲艷，朱敬賢，劉彬.鈦鐵結(jié)晶釉的研制[J].佛山陶瓷，2014，24（08）：23-24+30.

[5]陳琦峰，金世遇，王慧，曾令可.鐵鈦結(jié)晶釉的研制[J].中國(guó)陶瓷工業(yè)，2017，24（03）：6-11.

Study on the Preparation of Low Cost Titanium Crystalline Glaze

LI Xiao-long ，MA Lan

（Jiangxi Ceramic & Art Institute， Jingdezhen 333001）

Abstract： In this paper， a titanium crystalline glaze without temperature cooling and heat preservation was prepared using potassium feldspar， glass powder， quartz， clay， titanium oxide， limestone and barium carbonate as raw materials. The influence of glaze formula composition on the crystalline glaze of titanium system was studied by single factor experiment， so as to find out the crystallization law of the crystalline glaze of titanium system and determine the best formula of the crystalline glaze of titanium system. The experimental results show that： When the formula is composed of potassium feldspar 29.7wt%， limestone 20.7wt%， glass powder 27.6wt%， clay 4.1wt%， quartz 4.1wt%， barium carbonate 3.4wt% and titanium oxide 10.4wt%， the low cost titanium crystalline glaze with good glaze crystallization effect can be prepared by firing at 1240℃ and holding for 20min.

Keywords： titanium crystalline glaze，formula composition，low cost