节能型日用细瓷的研制开发

詹益州

广东省陶瓷职业技术学校 潮州 521031

节能型日用细瓷的研制开发

詹益州

广东省陶瓷职业技术学校 潮州 521031

本文叙述了降低日用细瓷烧成温度的途径，通过笔者

的试验和研究，开发出6个系列的可在1220～1250℃之间烧成的日用细瓷样品，其釉面光亮，高温稳定性良好，抗热震性能优良，白度和透光度可随材质不同而变化。

节能型；日用细瓷

1、前言

能源，是人们赖以生存的必要条件之一。俗话说：开门四件事──“柴、米、油、盐”。柴即是能源。把柴摆在每天必做的四件事之首，足见能源之重要性。一个家庭如此，一个国家也是如此。没有能源，人们无法生存；缺乏能源，国家经济发展困难。

能源，对陶瓷行业尤其重要。没有能源，设备无法运转，窑炉无法煅烧，各种原料无法变成陶瓷器皿。陶瓷行业又是耗能大户之一。以一条78米长的隧道窑配套的工厂为例，每年要耗费电能约250万度，耗费液化石油气约1000吨。因此，如何降低陶瓷企业的能耗，降低生产成本，提高产品竞争能力，增加企业经济效益，这已经成为摆在所有陶瓷工作者面前的一个急待解决的大问题。

目前，我国传统的日用细瓷制品（即：长石质瓷）大多是在1320℃左右烧成的。如果能把烧成温度降下来，使日用细瓷能在1250℃以下烧成的话，那么可以节约很多能源，可以造福于人类，造福于当代和末来。

2、降低日用细瓷烧成温度的途径

2.1 用霞石正长岩部分地代替长石

据资料介绍，霞石正长岩中含有50%左右的霞石（K2O·3Na2O·4 A l2O3· 9 S i O2）和50%左右的钾长石、钠长石以及少量的角闪石、辉石和云母等。霞石正长岩含Al2O3在22～33%之间，含K2O和Na2O在14～19%之间，含F e2O3在3～5%之间，含有1～13%的CaO，有的还含有少量的Mn2O和2P5O。它在1060℃左右熔融，在1150～1200℃范围内完全熔融。它几乎不含游离石英，在高温下能熔融石英，故其熔融后的粘度较大，制品烧后变形较小。在坯中，它能扩大瓷胎的烧结温度范围，提高机械强度，增加收缩；还可以提高坯体的热膨胀系数，防止釉裂。因此，霞石正长岩可以部分地代替长石作助熔剂使用，但因含有较多的铁质，引入时要加以挑选和精制。

2.2 用含锂矿物部分地代替长石

由于锂（Li）是碱金属原子序数中最小的元素，其熔剂作用大于钾和钠。故以含锂矿物作为陶瓷原料，可显著地降低坯釉的热膨胀系数，降低烧成温度，降低液相粘度，缩短烧成时间。

可作为陶瓷原料的含锂矿物主要有：锂瓷石、锂云母、锂辉石、磷铝锂石、透锂长石、锂霞石等。

其中锂瓷石是一种含云母质的矿物。目前用得较多的为江西宜丰县的锂瓷石，主要矿物为长石、石英、绢云母和高岭石，外观呈白色或灰白色，块状，烧后白度可达83～88%。锂瓷石内含Li2O1.7～2.0%、K2O+Na2O～5%、含Fe2O3在0.1%以下；单独煅烧时，可在1200℃以下完全瓷化，呈乳白色。在坯中能促进烧结，增加坯体透光度。在釉中，能显著降低釉料的熔融温度，提高光滑度和抗热震性能。

2.3 可引入少量的熔剂性原料

在传统的陶瓷坯料中，引入少量滑石、骨粉、透辉石、含硼矿物、硅灰石、废玻璃粉等原料，均能降低日用细瓷的烧结温度。它们可单独引入，也可综合搭配。

2.4 用部分钠长石代替钾长石，或增加长石用量

由于钾长石的熔融温度范围为1130～1450℃，钠长石的熔融温度范围为1120～125 0℃，所以在原有的坯料配方中，用部分钠长石代替钾长石或在配方中增加长石用量，均能降低烧成温度。

3、降低日用细瓷烧成温度的探讨

由于本人从事陶瓷工艺教学的缘故，近年来本人把上述几种原料分别引入到坯体中，对如何降低日用细瓷的烧成温度进行了探索研究，试制出几种可在1220～1250℃之间一次烧成并完全瓷化的坯釉配方。

3.1 坯釉配方及工艺路线

3.1.1 所用原料化学组成（%），见表1

3.1.2 坯料配方

坯料配方按系列共配制了六组，每组中都有几个具体的配方，配方组成范围如下：

ZNJ1组（%）：粘土20～50、龙岩洗泥10～30、钾长石10～20、钠长石10～20、石英8～1、5滑石0～5、 锂瓷石10～20、Al2O30～20

ZNJ2组（%）：粘土20～40、龙岩洗泥10～20、钾长石10～20、钠长石0～10、黑粘土3～8、 石英10～20、 锂瓷石8～15、 骨粉0～5

ZNJ3组（%）：粘土15～35、龙岩洗泥10～30、钾长石15～30、黑粘土5～10、石英15～ 30、滑石0～6、骨粉0～5

ZNJ4组（%）：粘土15～40、龙岩洗泥15～35、钾长石10～20、钠长石15～30、黑粘土0～8、石英15～30、骨粉2～8 ZNJ5组（%）：粘土20～40、 龙岩洗泥15～25、 钾长石12～25、黑粘土2～8、霞石正长岩15～40、滑石2～8

ZNJ6组（%）：粘土15～25、 龙岩洗泥10～30、 钾长石10～18、钠长石10～20、黑粘土5～、8石英10～25、废玻璃粉15～20

3.1.3 釉料配方

釉料配方按系列共配制了三组，每组配方的组成范围如下：

ZYJ1组（%）：钾长石20～40、 钠长石10～30、 石英10～30、滑石3～10、 方解石5～8、 龙岩洗泥5～10

ZYJ2组（%）：钾长石20～30、 钠长石20～25、 石英20～28、 硅灰石15～20、白云石10～2、0龙岩洗泥6～12、 碳酸锶5～15

ZYJ3组（%）：钾长石10～30、 钠长石15～25、 白云石15～25、 石英15～25、方解石10～2、0龙岩洗泥5～15、 碳酸锂10～16

表1 所用原料化学组成（%）

3.1.4 坯釉制备工艺路线（以中试为例）

原料处理情况：滑石、硅灰石、白云石、方解石和锂瓷石均采用市售的袋装粉状料；碳酸锂、碳酸锶和Al2O3均采用工业纯化工原料；龙岩洗泥采用袋装的粒状干料；钾长石、钠长石、石英、霞石正长岩和废玻璃粉均采用市售的袋装粗料；粘土和黑粘土均采用原矿；骨粉采用煅烧过且过20目筛的动物骨粉粉状料。

可塑坯泥制备工艺：料：球：水=1：2：0.8，用瓷质球磨机研磨20小时，出磨后过200目筛，除铁，用土压榨机压滤并经陈腐7天后，采用滚压成型机成型杯子。

注浆泥浆制备工艺：料：球：水=1：2：0.6，用瓷质球磨机研磨20小时，出磨后过200目筛，除铁；泥浆比重控制在1.7左右，陈腐3天后用于注浆成型茶壶。

釉浆制备工艺：料：球：水=1：2；0.7，用瓷质球磨机研磨30小时，出磨后过200目筛，除铁；釉浆比重控制在1.45左右，波美度控制在45～48°Be之间，陈腐一天后用于施釉。

3.2 坯釉效果分析

ZNJ1组坯体采用长石、滑石和锂瓷石为复合助熔剂，降温效果较好，胎体瓷化程度较高，透光度较强，与三组釉料结合良好，烧后釉面光亮，白中泛微黄色。坯料配方中若加进工业Al2O3粉时，胎体及釉面白度较高，但胎体透光度减弱；若不加滑石时，胎体透光度较差些。

ZNJ2组坯体采用长石、骨粉和锂瓷石为复合助熔剂，效果与ZNJ1组相似，但乳浊效果比ZNJ1组配方好些。

ZNJ3组坯体采用长石、骨粉和滑石为复合助熔剂。当骨粉和滑石用量很少时，降温效果很强，在1240℃烧成时，试样有变形凹陷现象；但当用量较多时，熔剂效果反而会减弱，胎体瓷化程度及透光度都较差。

ZNJ4组坯体以长石、骨粉为助熔剂，效果没有ZNJ2组的好，胎体瓷化程度和透光度较差。

ZNJ5组坯体以长石、霞石正长岩和滑石为复合助熔剂，降温效果较好，胎体透光度较高。当霞石正长岩用量超过20%时，试样有凹陷变形现象。

ZNJ6组坯体以长石和废玻璃粉为助熔剂。当废玻璃粉适量时，胎体高温稳定性好，试样规整不变形，但透光度较差，釉面泛灰色；当废玻璃粉用量偏多时，试样有凹陷变形现象。

ZYJ1组釉浆以长石、滑石和方解石为复合助熔剂，与六组坯体结合良好，在1220～1250℃之间烧成时，釉面光亮；但釉浆有粘稠现象，需加入少量电解质解胶稀释。

ZYJ2组釉浆以长石、硅灰石、白云石和碳酸锶为复合助熔剂，与六组坯体结合良好，其特性与ZYI1组釉浆相似。

ZYJ3组釉浆以长石、白云石、方解石和碳酸锂为复合助熔剂。当碳酸锂用量较少时，釉浆工艺性能良好，坯体浸釉后干燥较快，烧成后釉面光滑；但当用量较多时，釉浆工艺性能变差，流动性不好，坯体浸釉后干燥较慢，试样烧后釉面容易产生针孔缺陷

4、总结

降低日用细瓷的烧成温度，是大势所趋。在当今能源紧张、价格高企且不断攀升的国际环境中，研制开发节能型日用细瓷，显得十分必要。

通过研究与实验，笔者认为，利用现有原料或某些废弃物，开发生产节能型陶瓷器，是有条件的，是切实可行的。从笔者研制出来的几组配方中获知，节能型坯料不仅可用于滚压成形，也可用于注浆成形，脱模容易，坯体干燥强度较高，总收缩率在14～15%之间，可利用现有石膏模型生产；可在1220～1250℃之间烧成，高温稳定性良好，变形较小。经测定，制品热稳定性都在180～20℃水中热交换一次不裂。至于透光度及釉面白度则要视产品档次及用户需求而定，不要一昧地、片面地追求透光度和白度，有时也可采取颜色釉或釉下彩、釉中彩装饰，以提高产品档次和价值。

由于本校工艺实验室设备所限，试制样品的若干理化性能末能测定，在此恳请各位同行给予谅解。

应该说，面对技术含量低、高污染、高能耗、高物耗的低端制造产能将被加速淘汰的未来，陶瓷业通过技术升级而促进产业升级的前进步伐要加快，通过技术创新而推进结构调整的发展速度要加快，通过持续创新而促进发展方式的转变速度要加快，通过推进增强核心竞争力的打造而提升陶瓷企业的发展质量更要加快。

[1]李家驹主编·日用陶瓷工艺学·武汉理工大学出版社出版·1 9 9 2.7

[2]西北轻工业学院等编·陶瓷工艺学·轻工业出版社出版·1 9 8 1.1 1