丘昭标
摘要 陶瓷产品起泡原因比较复杂,贯穿整个生产工艺过程。本文对日用瓷注浆浸釉产品的釉泡成因进行了探讨,并提出一些解决问题的方法。
关键词 日用瓷,浸釉,釉泡原因,消除办法
1前 言
陶瓷生产过程中,釉泡缺陷累见不鲜且所占比例不小,严重制约成品合格率的提高。由于陶瓷坯体煅烧时,发生氧化、分解或还原反应,会释放出大量气体,并由坯通过釉层向外排出。如果配方选料不佳,成形工艺操作不当和烧成控制不合理,气体将无法排除,导致坯体或釉层产生局部肿胀并成为釉泡。
究其原因,都是在使用高温粘度较大的釉料时较容易产生。有些坯体的盐类在高温分解时釉层已玻化,在高火至止火阶段的保温时间不够,气体冲至釉层又不足以冲破釉层。釉料从始熔至完全熔融的玻化反应过程中,釉层内部始终存在气体。这些气体大部分可以穿透釉层排出,而少部分仍然保持着气态,从而成为大大小小气泡附着在釉内。在较快进入冷却的情况下,滞留在釉层内的气体都有可能变成釉泡缺陷。例如氧化泡、还原泡、过火泡以及水边泡等,总之都是由于气体的存在而出现的釉泡缺陷。
这些釉泡在以前的许多文献资料中已有详细的论述。但是,有一种釉泡缺陷并非由上述所说的形式产生,也就是本文将要讨论的内容。
2釉泡的实例及其特征
(1) 2006年番禺某陶瓷厂生产的半瓷汤杯、马克杯,于液化气梭式窑1200~1220℃氧化烧成。产品一次浸釉,内外两面釉泡严重,釉为台湾产中温锆乳白釉。
(2) 2007年大埔某陶瓷制品有限公司生产的壶类釉下彩产品,采用内外一次方式浸釉,经液化气梭式窑1330~1350℃还原烧成,壶身布满严重釉泡,釉泡单位直径在Φ1.0~4.0mm之间。釉泡外观呈白斑,微凸起,用指甲或硬物即可击破所留下的凹坑并看到里面粗糙的瓷胎,严重者则釉层向外翻起呈三角形星花状,并有坯泥粘于所爆裂翻起的釉上,釉为高温硬质瓷釉。
(3) 2008年大埔某日用瓷厂生产的注浆异形碗类产品,液化气梭式窑1260~1300℃还原烧成,碗外表釉泡严重,釉为长石软质瓷釉。
(4) 2008年大埔某陶瓷制品有限公司生产的存钱猪罐,一次浸釉,于液化气梭式窑1300~1330℃还原烧成,产品表面釉泡严重(尤其在注浆口边缘)。
以上四例发生在不同的时间、地点,采用不同的坯釉料、烧成条件及制度,却得到同样的结果。釉泡性状基本相同。经现场了解有如下相同之处:
(1) 石膏模陈旧,内壁已粗糙不平,黑色砂粒分布多且大(Φ1~3mm);
(2) 注浆泥浆淘洗泥颗粒较粗且坯体干燥强度较低,多用砂纸打磨坯体;
(3) 采用半干湿坯或超干(焙房焙干或太阳曝晒干)热坯体浸釉,釉浓度在40°~45°Be之间;
(4) 产品缺陷发生的时间大多都在春夏季节。
3产生原因
根据以上实例表明,这些釉泡并非由于坯釉在烧成过程中的反应排气所产生,而是由于生产过程中操作控制不当及坯体成形干燥后泥料可塑性差、颗粒结合强度低,上釉时坯料吸浆、泥料回溶或膨松所致。造成此类釉泡的主要原因有以下:
3.1 石膏模型过旧
注浆成形用的石膏模经长时间使用,蚀损严重,会造成使用面粗糙。这是由于泥浆中水玻璃(或三聚磷酸钠)等电解质与石膏模型起化学反应的结果:
Na2SiO3+CaSO4=Na2SO4+CaSiO3↓
而CaSiO3沉积于模具表面,Na2SO4则随水排出模外,在模外表长出白毛。由于石膏模原矿纯度不高或加工细度不够,导致混入杂质和砂粒,这些杂质不为电解质所蚀损,使用面蚀损不均使杂质砂粒凸现模内,显得凹凸不平,注浆时杂质及砂粒嵌入注坯表面,造成坯体脱模后留下了粗糙不平的孔洞。料浆是通过石膏模的毛细管作用吸水成坯的,但砂粒和杂质本身并不吸水,所以在它所占据的模表面位置的料浆水份要绕开砂粒或杂质向其它方向吸入。砂粒与杂质所在位置与其他面的吸浆速度不同,造成石膏与砂粒交界位置坯体密度不一。
3.2 坯料颗粒较粗,干燥强度低
原生高岭土结合性较差,泥料干燥强度低,干燥强度又与原料种类、矿物组成、颗粒分布有关,本地坯料加工以机碓舂打后淘洗原生高岭土来达到除砂增塑的目的。因颗粒粗坯体密度低,干后毛细孔较多,空气占据的空间较大,而有些粉质原矿球状颗粒在坯料结构中以点接触结合,颗粒结合不够牢固,上釉吸水后坯体回溶导致坯釉层结合松弛。
3.3 坯体过湿或过干
釉泡多发于春夏两季。在梅雨季节,天气潮湿,坯件自然干燥不够,在对焙房干燥或太阳下曝晒后的过干坯体即行施釉,也是引起釉泡的主要原因之一。
3.4 毛坯表面粗糙,修洗马虎
坯体表面的孔洞须待修坯来弥补,以保持表面平整光滑,通常采用干燥后修坯的工艺,砂纸打磨后用湿海绵抹水,因坯体凸出部分被磨平,凹下部位(主要是孔洞)则被打磨的泥粉填入凹孔处,抹水时泥粉变泥浆粘附于凹孔内,干燥后即形成一层泥膜附着在孔洞上,此泥膜与原坯体结合松弛。这种修洗坯体时对泥粉的处理方法不够干净,修洗抹上的泥膜在上釉和烧成时留下了隐患。
采用浸釉法上釉后的白坯可发现以下特征:
坯体釉层浸釉完成后不久就可见到釉层有鼓起的小泡,特别是一次浸釉或先上内釉再浸外釉的坯体,吸水较多使坯体湿软且干燥不够充分,釉浆较稀(含水60%左右),浸釉时间掌握欠佳的情况下,上釉完成后放置于架上干燥至一定程度,这些鼓起的小泡便明显可见,釉泡尺寸为Φ0.1~3.0mm,大小不一,甚至有些泡已裂成“ㄚ”状。把检查出有这类缺陷的产品用手抹压小泡,使之与坯体贴实,但烧后仍然有白色的泡斑,呈“ㄚ”裂纹的釉则向外翻起,用小刀将缺陷处釉层从坯表刮下重新补釉刮平则可保证烧后釉泡的消失,但釉下彩的产品易将图案刮掉而影响质量。
坯体浸釉过程是坯体吸附釉浆水份和水份扩散的过程。坯体浸入釉浆,釉浆中水份迅速渗入坯体,釉料粒子便吸附在坯体表面并形成釉层,经一定时间达到釉层厚度要求后,即将坯体托出釉缸,釉层水份继续向坯体内部扩散,先上内釉的水份向坯外表扩散,占据坯体的毛细管和孔隙;浸外釉时,釉浆封闭坯体外表,因浆体的液压作用,坯体吸附釉浆水份向内扩散,但由于坯体内毛细管和大部分孔隙被水份占满,被封闭的气体无法排出而受到压缩,又因釉浆含水较高,坯体厚度较薄,空气被压缩到一定程度,当坯体从釉缸中取出,充满泥粉的孔洞或被修洗结合不够牢固的泥膜存在于釉层,浸釉后最容易回溶或膨松。釉层尚未排净水分时,釉层透气性差,坯体毛孔内的空气排出导致在小孔洞处已回溶膨松的泥土使釉层与坯体轻微分离,造成坯体与釉层结合不良,导致烧后成为白斑状的釉泡。当气体排出至孔洞回溶松弛处,釉层被冲破而呈“ㄚ”状的裂纹,烧后因釉表的张力作用从裂纹处翻起呈三角形爆花状的缺陷。当坯体不够干或釉浆含水较高时,浸釉时间太久,整个产品一次浸釉时最容易造成这种缺陷。配入回坯泥较多的坯体因回坯泥较粗,干燥不够或超干燥时一次浸釉时也容易产生这种情况。
4消除办法
(1) 根据釉泡的产生原因,对石膏模型的质量严加控制显然非常必要。一般工厂都是购进熟石膏粉,如果自制石膏粉时应尽量过筛去砂,清除杂质,且用够细的生膏炒制,或适当调节膏水比,增加模具强度以提高使用寿命,及时更换陈旧模具。
(2) 适当降低上釉釉浆的稠度,降低其含水率,在短时间内就能使釉层增厚,如可在釉浆内添加适量的解胶剂,提高釉浆的流动性。
(3) 适当提高釉浆的筛余量,因釉粒过细,釉层虽然致密附着性能好,但透气性差,易使坯体离开釉缸时无法尽快排气而出现釉泡,一般控制在250目筛余0.5~1%。
(4) 修坯抹水时要注意海绵的干湿状态,收浆要干净,勤换水以防止洗水太脏而导致海绵所抹的泥浆与坯体结合松散。
(5) 浸釉坯体一定要合理干燥,生坯釉下彩后必须把彩坯干燥后再进行浸釉,同时注意防尘,防止缩釉。一般上釉前坯体水份应控制在3%以下,当坯体焙干或晒干过度时要将坯体在室温下与大气水份达到平衡后再来上釉。
(6) 有出现这种釉泡的坯料应避免一次浸釉,采用内外二次间隔施釉或改用喷釉方法。
(7) 在不影响釉浆的稳定性及烧后釉面质量的前提下,釉料配方应尽量少用粘性大的原料。若存在过多粘性的原料,则会增加釉浆的稠度,釉的透气性差,釉泡出现的机会就会增多,一般须控制在10%以下;或适当提高万孔筛余量以提高釉层的透气性。
(8) 在坯料配方中增加粘结性原料,降低万孔筛筛余量以提高坯料可塑性,提高干坯强度。
(9) 如发现出现釉泡时,可在半成品坯体上釉前涂涮煤油后再来上釉。
(10) 采用回坯泥加工坯料时,不要大量使用,一般配入15%以下或将回坯泥重新球磨或机碓加工后再淘洗进行使用。
(11) 如采用以上方法仍难以把握的情况下,把白坯体或彩坯素烧600~800℃后再上釉,即可杜绝此类釉泡现象的发生。
参考文献
1 华南工学院等编著.陶瓷工艺学[M].
2 胡启智等编.陶瓷缺陷及克服办法[M].
3 张忠铭编.日用陶瓷原料分析与配方[M].