浅谈陶瓷色釉料生产质量控制

2019-02-17 03:02
山东陶瓷 2019年1期
关键词:釉料釉面坯体

张 峰

(淄博福禄新型材料有限责任公司,淄博 255129)

1 概述

陶瓷是人类生活不可缺少的材料,其制品应用范围涉及国民经济的多个领域,而陶瓷色釉料作为陶瓷装饰不可或缺的材料,对陶瓷制品外观和性能都有着至关重要的作用。陶瓷色釉料,可包括颜料、色剂、颜色釉和具有某些特殊用途的釉料等。我国虽是瓷器及色釉料的发源地,且日用陶瓷和建筑卫生陶瓷等产品从产量来说处于世界第一,但绝大多数产品仍以中低档为主。其中一个重要的原因是产品的装饰水平和使用性能跟国际上的先进水平相比还有很大差距,从根本上讲其实是色釉料的问题。而造成这种差异的原因,从生产和质量角度来讲主要源于:原材料品质的差异;配方设计的差异;工艺控制的差异;生产过程自动化程度的差异;生产中窑炉水平的差异等。加强色釉料的生产质量控制,是解决这种差异的有效途径之一。

目前随着现代科学技术的不断发展和工业生产规模的不断扩大,生产企业对生产质量控制也提出了更高的要求。色釉料企业的生产设备更加自动化和节能化;产品检测手段也由传统的目测、借助简易工具模式发展为使用高精度检测设备模式。本文将从色釉料的几个主要生产质量控制点进行探讨。

2 原材料

影响色釉料质量的因素有很多,但根本的内在因素是原材料的质量,其它为可调节的外在因素。一般来说,缺少符合质量标准的原料,想要制造出理想的产品是几乎不可能的。因此想要制造优秀的产品,必须选用质量上乘的原材料。而国内许多色釉料厂家,在考虑成本和产品利润等因素后,所选用的原材料更多的是考虑利益因素。大部分厂家对原材料的控制也并未深入。为了做出优质的产品,企业在实际生产中,应选用专业原料厂家生产的产品,并对进厂的原料进行逐批检测甚至精加工。原材料检测的内容包括组分、细度、纯度和烧失等。

3 配方

确定各种原料在色釉料中的使用数量是一项关键工作,因为它直接关系到产品的质量和工艺要求。在进行配方试验前,必须对所用原料的矿物组成、化学组成、物理性质以及工艺性能有全面的了解。对产品的质量要求,哪些性能指标必须保证,哪些指标可以兼顾,应做到心中有数。因为色釉料是附着在陶瓷坯体表面的,所以色釉料的配方应结合坯体的性质一起考虑。例如色釉的熔融温度范围应和坯体的烧结温度接近,在此温度范围内色釉料熔体会均匀铺在坯体表面,熔体也不易被坯体微孔吸收形成干釉,从而制造出平整光滑的釉面;色釉的膨胀系数应稍小于坯体,这样可增加产品的机械强度并防止变形,如果相差过大,会造成釉层开裂或剥落等缺陷。

4 生产工艺和过程质量控制

虽然普通陶瓷产品釉层的用料量远小于坯体用料量,然而它的质量却直接影响产品的外观和性能,所以应特别注意色釉料生产的工艺和质量控制。釉用原料比坯用原料要求更加纯净,而且原料配方具有种类多和比重差异大的特点,所以生产过程中除了注意原料的纯度外,还必须重视称量的准确度。对配合料的混合和研磨,根据不同工艺、不同品种的产品选择适用的机械设备,以保证配合料混合和研磨的充分、均匀。在整个工艺过程中,要建立工序控制点,对关键工序要重点控制,从而保证全部工序处于受控状态。除上述基本工艺控制点以外,不同陶瓷色釉料根据种类、产品状态和用途的不同,均有各自不同的工艺控制点。一般来说:色剂是经配料、混合、研磨、煅烧后生产的基本有色物质,它可以按一定比例掺入基础釉中作为色釉使用,也可以经过调制或直接作为颜料使用;颜料是色剂和熔剂配成的可直接用于釉上、釉中和釉下的无机装饰材料,其中熔剂是经配料、混合、煅烧、淬冷、干燥后生产的玻璃质材料,而颜料的制备通常也需配料、混合(色剂和熔剂)、研磨、煅烧、细化等工序。

5 成品检测

现代质量理念认为质量好的产品是设计和生产出来的,而不是依靠事后检测。但是成品检测是保证产品质量不可缺少的重要环节,这一点无可非议。成品检测是对完工后的产品进行的全面检查与试验,针对陶瓷色釉料产品,厂家通常对产品色调、亮度、粒度、化学稳定性和重金属溶出等进行精密的检测。由于色釉料产品的特殊性,厂家通常将客户认可的第一批产品定为标准样。色调、亮度等质量特性的检测方式需要与标准样进行对比控制。对于有标准值的检测无需对比试验,例如重金属溶出检测。色调作为色釉料产品的关键质量特性,它的稳定性直接决定了产品的优劣。由于生产过程中原料质量的波动、烧成条件的波动等一些因素的影响,使得配方固定的色釉料会有不同程度的颜色波动,影响产品的档次。若要保证色调的稳定,必须对每一批新产品进行颜色控制,注意产后调节。色调测定的方法有传统的目测法和色度仪设备测量法。

6 重金属溶出

重金属溶出属于色釉料产品的质量特性之一,将其单独分说是因为它关乎人类健康这一特殊性。陶瓷色釉料中的重金属溶出主要是说铅镉溶出。铅作为助熔剂,镉作为增色剂,长期使用在陶瓷色釉料中。含铅釉具有熔融性能好,烧成温度低,釉面光泽度高等优点。含镉釉具有釉彩鲜艳、明亮的优点。随着社会的发展和人们生活水平的日益提高,人们已经认识到重金属对健康危害的严重性。目前,国内外对陶瓷色釉料铅、镉溶出量要求日益严格,陶瓷产品的无铅化已是必然趋势。国际标准化组织和世界上大多数国家都制定了严格的标准,尽量避免或减少重金属对环境和食物的污染,避免人类摄入或直接接触重金属。2002年中国有关部门对10个日用陶瓷国家标准进行了修订,其中一个标准是《与食物接触的陶瓷制品铅、镉溶出量允许极限》(GB 12651-2003)。但中国陶瓷厂家在铅镉等重金属溶出这一关键质量特性的控制,相较欧美发达国家还存在不小的差距,这也成为我国日用陶瓷制品出口的主要障碍。陶瓷生产厂家应在产品配方设计、产品原材料、生产工艺(包括烤烧温度、生产周期、烧成条件和装窑密度等)等方面加强控制,使重金属溶出量符合更高要求。

7 缺陷分析

陶瓷的缺陷除了开裂和变形以外,其它几乎都发生在釉面上。因此可以说色釉料的缺陷导致了陶瓷产品的缺陷。常见的釉面缺陷有:釉裂、釉泡、脱釉、析晶、针孔等。釉面发生缺陷的来源可能是瓷釉形成全部过程中的某一阶段,但也可能是多个方面综合的影响。因此某些缺陷原因的确定是一个非常繁杂的过程。例如釉泡产生的原因,是釉在玻化过程产生的气体造成的,使釉产生气体的来源很多:或来源于坯体的组成,原料的质量,练泥以及坯体的烧成;或来源于釉面的原料质量,制备过程,施釉以及釉的烧成。实际生产中,缺陷的判断不能单凭经验,应多做实验,逐步分析,确定其产生的根源。正确的分析釉面产生缺陷的原因,采取相应的预防措施,使缺陷减少甚至不再发生。

8 结语

国外一些著名陶瓷色釉料企业在产品制造的全部流程均有严格的内控标准,生产的产品品质好,稳定性也高。中国陶瓷色釉料大部分厂家在产品生产质量控制上较国外先进厂家还存在不小差距,提高陶瓷色釉料产品的生产质量控制无疑是缩小这种差距的有效途径。优质的陶瓷产品不单是依靠先进的技术和设备,更需要行业人员专业负责的态度。陶瓷色釉料行业人员应将质量真正放在第一位,弘扬工匠精神,开发和引进新产品、新技术,使中国的陶瓷产品再次站在世界的顶峰。

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