钙质无光釉的研制＊

徐 研 王春云

（1河北联合大学材料科学与工程学院，河北省无机非金属材料重点实验室 河北 唐山 063009）（2河北联合大学轻工学院 河北 唐山 063000）

钙质无光釉的研制＊

徐 研1王春云2

（1河北联合大学材料科学与工程学院，河北省无机非金属材料重点实验室 河北 唐山 063009）（2河北联合大学轻工学院 河北 唐山 063000）

试验以生料釉为基础，研究了生料钙质无光釉的制备方法和各种工艺制度。采用以石英、长石、高岭土等矿物原料作为基础的原料，通过改善配方组成、改进烧成制度，工艺条件的控制及对生料无光釉的理化性能进行测试，研制出生产成本较低的生料钙质无光釉。

钙质无光釉 生料 热稳定性

随着人们生活水平的提高，对室内装饰的要求也越来越高。对陶瓷制品的使用功能和装饰效果也提出了更高的要求。无光釉因其大气优雅的釉面效果、正逐渐成为市场的焦点，现已广泛应用于日用陶瓷、艺术陶瓷、建筑卫生陶瓷等领域，它的主要优点为：①釉层的光学性能良好，可降低墙地砖的反射强度，使光线显得更为柔和；②制作工艺简单，适合于低温快速烧成；③性能稳定，理化性能好。无光釉以熔块釉为主，工艺复杂，成本昂贵，无法得到广泛的生产和应用。

笔者以生料釉为基础，研究出钙质无光釉的配方，减少原料和能源消耗，从而达到降低生产成本，节能减排的目的，符合国家的“绿色工业”的长远规划。

1 研究方法及技术路线

1.1 研究方法

1）降低烧成温度，使其不产生透明光泽。

2）在通常情况下，缓慢冷却，使釉中产生许多细晶体而使其失去透明。

3）在普通釉中增加Al2O3的含量，同时降低SiO2的含量，将Al2O3∶SiO2控制在1∶3～1∶6。

4）加入无光剂，如氧化钙、碳酸钡、氧化锌、碳酸镁、滑石等能分别得到钙无光釉、钡无光釉、锌无光釉、镁无光釉等。

5）将原来具有光泽釉的成品浸泡于稀氢氟酸（HF）内加以酸蚀，使其失去光泽。

1.2 技术路线

图1 工艺流程图

2 试验过程

2.1 试验原料

试验采用的原料有：石灰石、方解石、长石、高岭土、石英、氧化铝、滑石、锆英粉。

2.2 试验设备

试验使用的设备有：破碎机、摇篮罐、烘箱、万孔筛、鹅卵石、激光粒度分析仪、烧杯、玻璃棒、天平、泊美密度计、智能高温电炉、白度检测仪、热膨胀分析仪、原子光谱吸收仪等。

2.3 配方的确定

为了适应当地产区原料的特性，在釉料的配方探讨中借助当地生产企业成功的经验，以本地区原料的化学组成为基础，通过计算、调整、试验来获得较为满意的釉料配方。

2.4 釉配方的调制

釉的基础配方已经确定，但由于釉面存在着很多缺陷，如釉面不够平整，且存在大量的针孔，经目测，无光效果和白度需要进一步提高。在实验分析结果的基础上进行进一步的试验研究，对矿物原料的比例进行调整，从而研制出高质量的无光釉。

2.4.1 第1组试验

2.4.1.1 试验配方

为了进一步提高无光的效果，在配方中增加了石灰石的用量。釉面不平整，且存在着大量的针孔，其原因可能是釉在高温时的粘度太大，流动性不好，所以需要适当增加长石的用量，来提供碱性氧化物以降低釉的粘度。

表1 第1组试验釉浆调制配方（质量%）

2.4.1.2 釉浆工艺参数

料∶球∶水＝1.0∶2.0∶0.8；

摇篮罐研磨时间为24h；

添加剂：CMC为0.3%，无水碳酸钠为0.4%；

pH值为10；

釉浆容重为1.52g/cm3。

2.4.1.3 施釉与干燥

采用浸釉的方法进行施釉。将充分搅拌的釉浆在表面平整光滑的坯体试样上进行施釉，施釉厚度为0.6～1.0mm。

将施釉的试样放入烘干箱中进行烘干干燥，在110℃烘干12h。

2.4.1.4 烧成

将烘干的试样放入高温电炉中进行烧成。

设定烧成升温程序为：由室温升至300℃，升温时间为120min；300～1 300℃，升温时间为360min；1 300～1 350℃，升温时间为60min；在1 350℃保温1h；在电炉中自然冷却。

2.4.1.5 结果

釉面的无光效果有了提高，光泽柔和，较为美观，但釉面仍存在较严重的缺陷（试样有缺釉现象，针孔较多，白度较低）。

2.4.2 第2组试验

2.4.2.1 试验配方

针对第1组试验的结果，此次试验引入了滑石，希望在降低釉的高温粘度的同时，也起到提高白度的效果。

试验按表2所示配方配制釉浆。

表2 第2组试验釉浆调制配方（质量%）

2.4.2.2 釉浆工艺参数

料∶球∶水＝1.0∶2.0∶0.8；

摇篮罐研磨时间为24h；

添加剂：CMC为0.3%，无水碳酸钠为0.4%；

pH值为10；

釉浆容重为1.46g/cm3。

2.4.2.3 施釉与干燥

采用浸釉的方法进行施釉。将充分搅拌的釉浆在表面平整光滑的坯体试样上进行施釉，施釉厚度为0.6～1.0mm。将施釉的试样放入烘干箱中进行烘干，在110℃烘干12h。

2.4.2.4 烧成

将烘干的试样放入高温电炉中进行烧成。

设定烧成升温程序为：由室温升至300℃，升温时间为120min；300～1 300℃，升温时间为360min；1 300～1 350℃，升温时间为60min；在1 350℃保温1h；然后在电炉中自然冷却。

2.4.2.5 结果

釉面的无光效果较好，光泽柔和，较为美观，白度有所提高；但釉面仍有针孔分布。

2.4.3 第3组试验

针对第2组试验所存在的缺陷，本次试验对烧成制度做了调整。

2.1.3 不同处理对马铃薯成熟期的影响 CK2处理未喷施任何缓解药剂，植株枯黄最早;处理1、2、3相继枯黄死秧，比CK2推迟了4～7 d，CK1处理与1、2、3 处理相比早成熟了 3～6 d。

2.4.3.1 试验配方

配方没有再作调整，釉浆仍使用第2组试验用的釉浆。

2.4.3.2 釉浆工艺参数

pH 值为10；釉浆容重为1.52g/cm3。

2.4.3.3 施釉

采用浸釉的方法施釉。将充分搅拌的釉浆在表面平整光滑的坯体试样上进行施釉，施釉厚度为0.5～1.0 mm。

2.4.3.4 烧成

将烘干的试样放入高温电炉中进行烧成。

2.4.3.5 结果

釉面的无光效果较好，光泽柔和，美观，釉面白度较高，釉面较为平整，有少量的针孔分布，仔细观察釉面，有晶粒析出。

2.4.4 第4组试验

2.4.4.1 试验配方

本次试验配方再次进行调整，主要增加了滑石的用量，同时加入了锆英粉，第4组试验釉浆配方如下：

表3 第4组试验釉浆调制配方（质量%）

2.4.4.2 釉浆工艺参数

料∶球∶水＝1.0∶2.0∶0.8；

摇篮罐研磨时间为24h；

添加剂：CMC为0.3%，无水碳酸钠为0.4%；

pH值为10；

釉浆容重为1.48g/cm3。

2.4.4.3 施釉

采用浸釉的方法进行施釉。将充分搅拌的釉浆在表面平整光滑的坯体试样上进行施釉，施釉的厚度为0.5～1.0mm。

2.4.4.4 烧成

将烘干的试样放入高温电炉中进行烧成。

设定烧成升温程序为：由室温升至300℃，升温时间为120min；300～1 300℃，升温时间为360min，1 300～1 370℃，升温时间为60min，在1 370℃保温1h；在电炉中自然冷却。

2.4.4.5 结果

釉面的无光效果较好，光泽柔和、美观；釉面白度较高、平整光滑。

经计算，其釉式为：

2.5 釉的性能测定

2.5.1 光泽度的测定

由于试验条件所限，通过目测来确定试样光泽效果，把光泽度从无光到标准釉面的光泽度分为10个等级，然后目测记录数据。试样光泽度测试结果见表4，光泽度符合无光釉的要求。

表4 试样光泽度测定结果

2.5.2 白度的测定

白度测试采用WSD－Ⅲ型全自动白度计，能够对反射物品进行迅速精确测量，它可以直接测量标志白色物体颜色的各种参考量值，如白度值、颜色三刺激值、色品坐标值、明度值、色度指数、色差值等。

分别对第3组和第4组试样进行测试，在测试前，将待测式样的表面清洁干净，以免影响测试结果。

WSD－Ⅲ型全自动白度计首先要用标准白板进行调白，然后按照白度计的实验操作步骤对试样进行测试，试样白度测试结果见表5。

表5 试样白度测定结果

测试结果的评定：第1组试验的试样白度较低；其他几组试验的白度均符合要求，其中第4组试验中的试样白度最高。

2.5.3 热稳定性的测定

热稳定性的测定采用加热急冷法。把试样置于电炉内逐渐升温至220℃，保温30min，迅速将试样投人染有红色的20℃水中，放置10min取出，将试样擦干，检查有无裂纹或炸裂。若无裂纹，则电炉内温度依次升高30℃，重复3次，记录水煮次数，作为衡量试样热稳定性的数据。试验记录见表6、表7和表8。

表6 220℃时下热稳定性测试的结果

表7 240℃时热稳定性测试的结果

表8 260℃时热稳定性测试的结果

测试结果的评定与分析：

在220℃时急冷后，第3组和第4组配方试样的热稳定性都很好，均未出现裂纹；在240℃极冷时，有个别的试样出现釉裂；在260℃时，出现釉裂的试样较多。釉的热稳定性与加热温度的高低有关。热交换次数越多，说明试样的热稳定性越好，同时坯釉的适用性也较好。此试验研制的钙质无光釉的热稳定性符合要求。

2.5.4 釉面硬度的测定

釉层的表面摩斯硬度等级一般为6～7。实际工作中也通常用金属刀叉刻划釉面来确定其相对摩斯硬度范围，测定主要是看釉面有无痕迹。用金属刀对试验的4组制品进行刻划，观看釉面有无划痕，并记录。釉面硬度的测定结果见表9。金属刀划过釉面，未出现划痕，釉面硬度符合要求。

表9 釉面硬度的测定结果

3 结论

1）少量引入氧化镁对釉中晶相析出的种类和数量有影响，同氧化钙共同生成透辉石结晶，使晶种发生改变，晶体数量增加，使无光釉面效果良好。

2）通过实验调整硅铝比为4～6，无光釉面效果良好。

3）无光釉的厚度一般控制在0.60～0.65mm时能获得良好的无光效果。

1 刘属兴，刘维良.陶瓷矿物原料与坯釉配方应用.北京：化学工业出版社，2008

2 汪良贤.关于无光釉几个问题的探讨.中国陶瓷工业，2001（8）：40～45

3 余广镇.低成本无光釉的试制及生产.佛山陶瓷，2000（4）：20～22

Development of Calcium Matte Glaze

Xu Yan1，Wang Chunyun2（1Hebei Province Key Laboratory of Inorganic Nonmetallic Materials，College of Materials Science and Engineering，Hebei Union University，Hebei，Tangshan，063009）（2Light Industry Branch，Hebei Union university，Hebei，Tangshan，063000）

Based on raw glazes，this experiment studies and aims to master the raw material of calcium matte glaze preparation and a variety of technology systems，with quartz，feldspar，kaolinclay mineral－based raw materials.By improving the composition formula，improving the firing system，by the process control，and to test physical and chemical properties on the raw material of matte glaze，finally it develops low－cost raw material calcium matte glaze.

Calcium mat glaze；Raw materials；Thermal stability

TQ174.4

A

1002－2872（2012）11－0023－03

徐研（1965－），硕士，教授；主要从事材料专业教学及陶瓷、玻璃理论与性能的研究。