一种适用于快速烧成的分相结晶釉的研制

    王雪

    

    

    

    摘 要：窯变结晶釉一般适用于梭式窑、隧道窑等传统窑慢速烧成，对于烧成曲线和烧成周期要求严苛，烧成时间需要数小时甚至更长。现代陶瓷砖生产采用辊道窑快速烧成，烧成周期一般在40 ～ 60 min，要稳定烧出特殊效果或者结晶效果难度较大。本课题是将传统窑结晶釉应用于陶瓷砖，使用特殊熔剂促进其在短时间内快速长晶，在陶瓷砖表面实现特殊装饰效果。

    关键词：快速辊道窑;特殊效果;结晶釉

    1 前 言

    近年来，陶瓷装饰层出不穷，相对于传统网版、辊筒印刷和喷墨打印的效果，窑变自然形成的晶花及分相效果具有形散神不散及真实质朴天然的特性。特殊效果窑变釉，是在烧制过程中，因釉中玻璃相结晶化、分相化、或是多种较低温熔剂互相流淌扩散，产生的多种结晶、肌理、色彩、花纹反应，而呈现出可控或是不可控的釉色效果。以上这些效果在传统窑2 ～ 3天甚至长达20 ～ 30天，较容易获得。而把窑变结晶分相效果在快速电辊窑烧成，这其中的特殊效果又需在一定的可控范围、又要合乎各种物理特性测试，当中牵涉窑炉的烧成温度、制度、曲线、坯体及化妆土等多种因素。所以至今，特殊效果窑变釉的推广受到了一定的限制。

    2 试验过程

    2.1 实验原料

    使用陶瓷釉料配方常用的天然矿物原料：长石、石英、方解石、高岭土、骨灰、低温熔块、氧化钴等，各原料化学组成如表1。

    2.2 仪器及设备

    快速球磨机、电子天平、325目标准筛、施釉柜、实验电辊道窑。

    2.3 实验配方

    长石5 ～ 15%、石英15 ～ 25%、方解石1 ～ 5% 、高岭土1 ～ 4%、骨灰1 ～ 5% 、低温熔块40 ～ 60%、 氧化锌5 ～ 10% 、氧化钛 10 ～ 20% 、氧化钴0.1 ～ 1%。

    2.4 实验工艺参数

    （1）釉浆制备：釉100 g、水60 ml、 CMC 0.1 g、STPP 0.1 g ，快速球磨时间 10 ～ 15 min，细度过筛325目筛余控制0.3%以下。

    （2） 施釉方法：喷釉。

    （3）烧成：使用实验电辊道窑，烧成温度1190 ～ 1220℃ ，周期为40 ～ 60 min。

    3 分析与讨论

    3.1 氧化钛含量对结晶的影响

    3.1.1 不同氧化钛含量对实验结果影响

    3.1.2 氧化钛对结晶的影响

    从实验结果看，氧化钛含量主要影响结晶的形成，当氧化钛的含量从10%增加到20%时，晶体从无到有，逐渐增多到长满釉面。钛是相对原子质量较大金属元素，它的氧化物在釉中构成酸性成分，如增加釉的酸性程度，则可增大结晶率。钛虽然作为较好的结晶剂会产生优良的结晶，但如果加入过多，会使产生过多的晶核在短时间内不能生长，从而导致釉面无光，使釉面像未烧熟的状态。所以实验一般要求在釉中含有13 ～ 16%的氧化钛，就会在高温呈现过饱和状态，形成结晶能力很好的结晶釉。

    3.2 骨灰含量对蓝色釉面分相的影响

    3.2.1不同骨灰含量对实验结果影响

    3.2.2骨灰含量对蓝色釉面分相的影响

    从实验结果看，骨灰含量主要影响釉面乳浊度和色泽，由于骨灰在釉料中的乳浊作用，当骨灰的含量大于3%时 釉面全部成乳浊，整体偏白，也是因为骨灰与釉料中含有少量的硼使釉熔体产生液-液分相更有利于分相。而骨灰中的钙离子会影响钴的发色，当骨灰少于2%时，釉面发色偏黑 ，含量在3%发色最好，为蓝紫色，所以实验选取骨灰含量为3%左右，釉面颜色与分相最好。

    3.3 施釉量对结晶的影响

    3.3.1 不同施釉量对实验结果影响（坯体大小165 mm × 165 mm）

    3.3.2施釉量对结晶的影响

    实验结果表明，施釉量直接影响结晶效果。当施釉量较少时，几乎没有晶体形成，当施釉量较大时，同样析晶少。由此可知釉层过厚或者过薄都不利于晶体的析出和长大，对析晶量也有影响。所以施釉量选择在35 ～ 40g效果最佳。

    3.4 烧成温度对结晶的影响

    低温时晶核虽多由于釉料高温黏度大，不利于晶核成长 。随着温度的升高，有些晶核开始生长，如果温度过高，使高温黏度过低，会使晶体熔解，晶花稀少或者无晶花出现，所以本试验选择在1200 ～ 1210℃是晶核形成速度最大值和晶核成长速度最大值之间。

    4 结 论

    本实验采用长石5%、石英15% 、方解石5% 、高岭土1% 、骨灰3% ，低温熔块40 ～ 60% 、氧化锌5%、氧化钛 16%、氧化钴0.1 ～ 1% 等为原料，使用喷釉方式，烧成温度在1200 ℃，烧成周期50 min下可获得结晶分相效果窑变釉。这种窑变釉的实际效果可能会因多种条件变化呈现不同，现场可在以上实验基础上根据实际效果进行调整来满足需求。

    参考文献

    [1] 马铁成，廖松兰，林绍贤等. 陶瓷工艺学[M].中国轻工业出版社， 2011.

    [2] 徐建华， 邱永斌， 张留生等. 陶瓷花釉与装饰技术[M]. 中国轻工业出版社， 2011.

    [3] 包启富， 董伟霞， 周健儿，等. 红色油滴天目釉的试制[J]. 佛山陶瓷， 2017， 27（11）：9-11.