陶瓷色料在高铅熔块釉中的应用试验

翟新岗

(淄博福禄公司 山东 淄博 255086)

陶瓷色料在高铅熔块釉中的应用试验

翟新岗

(淄博福禄公司 山东 淄博 255086)

在釉烧温度为1 000～1 050℃低温范围内,含铅釉乃至高铅釉仍占重要地位并被广泛应用。因此,笔者使用含铅量为40%左右的熔块釉为基础釉,全面考察了各种常用陶瓷色料的发色情况。1 050℃烧成后的结果表明：除了无钴黑色料、铬锡红色料发色不好外,其余色料均正常发色或发色更佳。

高铅釉 色料 发色

在生产陶瓷壁画、艺术瓷、陶器、装饰用瓷片等低温釉烧领域,经常会使用烧成温度范围为1 000～1 050℃的釉料。在烧成温度低于1 050℃的釉料中,为了获得良好的釉面效果,铅釉仍是目前的首选。虽然无铅釉是今后的发展趋势,但含铅釉以其优异的釉面亮度和平整度,较宽的烧成范围等特点,仍在一些小型工厂或手工作坊大量使用。

陶瓷色料在铅釉中的发色如何,笔者试以高铅熔块釉为基础釉,系统考察各种陶瓷色料的发色情况,相关结论供业内人士参考,文中错误或不妥之处,敬请批评指正。

1 试验

1.1 试验仪器及设备

电子天平(精度0.001 g)、行星式快速球磨机(带4个玛瑙罐)、量筒、烧杯、标准筛、磁力搅拌器、毛笔、烘箱、高温电炉、色差仪、激光粒度分析仪。

1.2 试验用釉料

试验所用基础釉为德国某公司生产的熔块釉,该釉为成品釉,粒度较粗,250目筛余为0.3%,D90为40 μm。该釉的化学组成范围是：PbO 40%～53%,B2O320%～30%,SiO210%～20%,ZnO 6%～13%,A l2O31%～5%,CaO 1%～5%,Fe2O3＜0.5%,ZrO2＜0.5%。该釉的烧成温度范围是1 000～1 150℃,产品烧成后光泽度非常好。

1.3 试验用坯体

试验所用坯体为炻瓷坯体,形状为8 cm×12 cm平板状,该坯体已在1 000℃素烧,白度及强度较好。该坯体的成瓷温度为1 250～1 290℃。

1.4 试验用陶瓷色料

试验所用陶瓷色料为山东淄博某公司生产的釉用色料。该公司为国内知名的色料生产企业,产品优异,质量稳定。所有色料的粒度D90小于17μm,细度为325目筛余小于0.5%。

1.5 实验过程

将色料和釉料按比例称量好倒入玛瑙罐中,然后加入60%左右的CMC溶液,快速球磨10 min。CMC溶液的配制方法是：将5 g型号为C1000的CMC充分搅拌溶解于1 000m l水中,将球磨好的色浆倒出,然后用毛笔刷釉于素烧坯上,刷两遍以保证颜色均匀。由于坯体吸水率较高,加之釉料粗,所以施釉后釉料的干燥速度很快。为方便施釉,必须向釉中添加CMC,并采用刷釉的方法,同时施釉前将坯体用拧干的湿布擦拭两遍。

将刷釉后的坯体烘干,置于电炉中烧成。升温时间设置为120 m in,烧成温度设置为1 040℃,保温时间为20min,烧成结束后关闭电炉自然冷却。

釉烧后的试片采用色度仪测量L、a、b值,测量结果取三次测量的平均值。

2 结果与分析

2.1 试验结果

釉烧后,除无钴黑、铬锡红色料褪色或变色外,其余色料均发色良好。所有试片釉面光亮、平滑度好、无釉面缺陷。各色料试片的测量值见表1。

表1 各色料的测量值及外观颜色

2.2 结果分析

试验所用熔块釉为高铅锌硼釉,从试验结果可以看出,该釉对大部分色料的发色有利,当然也对少数色料的发色有不利影响。下面分颜色说明该釉对色料发色的影响。

2.2.1 对含铬绿色料的影响

从外观看,孔雀绿发色不错,而蓝绿则明显比其发色深、偏红,目测颜色偏黑,两者有明显差别。墨绿色料发色正常,但加入量不可超过5%,同时釉层不能太厚,否则颜色会明显偏黑。一般来说,铬绿色料不适合在含锌釉中使用,因为锌易与铬反应,从而导致铬绿色料变色,这在多次炻瓷色釉实验中已得到证实;但在该低温高铅高锌釉中,铬绿色料却发色正常,是什么原因抑制了锌和铬的反应,还有待于进一步研究。

2.2.2 对含钴蓝色料的影响

从试验结果可以看出,此釉非常适合海蓝和深蓝色料的发色,颜色干净纯正、色调鲜艳。对于釉中氧化锌含量高的,非常有利于深蓝(Co-A l)向海碧蓝(Co-A l-Zn)色调发展,从而形成鲜艳的颜色。而钴蓝和宝蓝色料虽能正常发色,但颜色深度略有降低。可能的原因是：此高铅釉的透明度较强,导致氧化钴的着色力和遮盖力下降。

2.2.3 对锆基色料的影响

目测可以看出,此釉非常适合镨黄和锆铁红色料的呈色,颜色鲜艳明快,遮盖力强。一般刷釉易出现釉面颜色深浅不一,但这两种色料的呈色却非常均匀。钒黄色料通常不适合高铅高锌釉,所以在此釉中发色略浅、红调不足,但色调基本正常。同样,钒蓝色料一般也不适合在高铅釉中使用,所以在此釉中发色色度降低,缺乏蓝色调,但色调正常。将钒蓝色料6%加入到高铅的铅釉中(铅丹∶石英为70∶30),结果釉烧后不能发出钒蓝色调,而成了果绿色调。

2.2.4 对黑色和灰色色料的影响

结果表明,无钴黑色料在此釉中呈色非黑色,而是偏黄的黑棕色调。通常认为,无钴黑色料不适合高铅釉,也不适合高锌釉。所以另做了验证试验：在高铅的铅釉中(如2.2.3)加入6%的色料,釉烧后无钴黑色料发色不错。所以,可以初步判断,是釉中含较高的氧化锌影响了无钴黑色料的发色。钴黑色料适合在铅釉中呈色,但受釉中高氧化锌的影响,所以色调为黑中稍偏红调,这点从表1的检测值上也得到证明。

釉料组成对银灰色料的呈色有显著影响。在透明釉中,银灰色料的发色通常不好,而在此釉中的发色基本正常,为略带黄调的灰色。蓝灰色料对各种釉的适应性都比较好,所以在此釉中发色正常。

2.2.5 对棕色色料的影响

结果表明,此釉对棕色的发色有一定影响。栗棕色料的发色深度减弱,红度降低;黄棕色料色调偏橘黄;黑棕色料色调明显偏红棕,发色比栗棕色料好。一般来说,棕色色料适合在含锌釉中使用。不过,由于此釉的高铅环境侵蚀了色料的发色结构,尤其是引起色料中氧化铁的部分熔解,所以导致最终色调略有变化。另外,黑棕色料在此釉中呈色为偏红棕色调与釉中氧化锌含量高有关。相关实验证明,在含锌釉中,黑棕色料确实容易向红棕色调转化。

众所周知,棕色色料的组成系统为Fe-Cr-(A l)-Zn,属于 ZnO·(A l,Cr,Fe)2O3尖晶石型固溶体,该结构能在很宽的范围内形成不同的棕色。同时,棕色在釉中使用时也易受外部条件(如釉料组成、烧成温度等)影响,导致棕色色料的呈色不是很稳定,因此在生产中需加强工艺控制。

2.2.6 对铬锡红和包裹色料的影响

在此釉中,桃红色料褪色为较浅的粉色;玛瑙红色料则变色为淡肉红色;而紫色色料却发色正常。通常认为,铬锡红色料不适合在含锌釉尤其是高锌釉中发色,也不适合高硼釉,而适合在铅釉中发色。在此高铅高硼高锌釉中,铬锡红发色不正常,铬锡紫却发色正常。那么,是何种元素导致铬锡红色料发色异常?为此做了如下试验：将铅丹和石英粉按70∶30混合,分别外加10%铬锡红色料和铬锡紫色料,球磨成色浆施于坯体上,1 050℃釉烧,结果烧后铬锡红呈黄棕色,铬锡紫呈玫瑰紫色。另外,使用另一含铅量为26%的铅硼无锌熔块釉实验,结果铬锡红色料发色良好。综合试验结果,笔者认为,在试验中是高铅(＞40%)导致了铬锡红色料的变色异常,而不是氧化锌;同时可以确认,含铅量在30%以下的釉料,确实有利于铬锡红色料的呈色。

由试片颜色分析可知,该釉非常适合包裹色料的发色,所有试片均颜色鲜艳,表面光滑无缺陷,说明包裹色料非常适合在无碱铅硼釉中呈色。

2.3 烧成温度对发色的影响

通过对1 100℃和1 050℃烧成的试片比较,发现釉面质量和外观颜色并无明显区别。笔者认为在该釉中,烧成温度对色料的发色影响不大。

2.4 釉层厚度对发色的影响

本试验采用刷釉法,釉层相对较薄,颜色也不太均匀。为研究釉层厚度对色料呈色的影响,另外使用施釉器(釉层厚度为0.8mm)做了刮釉试验。结果表明：釉层较厚时,色料发色明显较深,颜色也更均匀。

综上所述,高铅釉适合于大部分色料的发色。在高铅高锌釉中,无钴黑和铬锡红色料发色不好;烧成温度对色料发色影响不大,釉层较厚有利于获得较深的颜色。