金属釉的研究现状及进展

无锡工艺职业技术学院，江苏 宜兴 214206

陶瓷是陶器与瓷器的总称。中国在瓷器文化上有很大的发展，在世界上享有“瓷国”的称号，因此中国陶瓷在世界陶瓷有着很高的地位，并且中国陶瓷文化的发展在世界上也起着领导性的作用，中国陶瓷在陶瓷艺术上的成就已达到了极致。附着在陶瓷表面的一层玻璃质称作釉，釉赋予陶瓷更广泛的实用价值和美学意义。陶瓷釉料种类繁多，根据陶瓷产品呈现出来的釉面效果，可以分为透明釉、颜色釉、结晶釉、金属釉、裂纹釉等，其中金属釉因为金属釉仿古砖而为大家所熟悉［1］。在所有的材料大类中，作为装饰材料使用时，金属材料具有名贵、华丽的艺术效果，因而深受消费者喜爱，但金属材料价格昂贵，在户外使用时耐候性差，这些缺点局限了其在建筑装饰材料、日用陶瓷、艺术陶瓷上大规模使用，只能采取少许装饰在日用陶瓷、建筑陶瓷表面，起到点缀粉饰的作用，因而人们研究出了具有同样效果的金属釉。金属釉是一种新型的陶瓷艺术釉，它不仅具有金属装饰材料所拥有的金属光泽，还具有原料广泛、价格低廉、耐候性好等特点，因而在建筑陶瓷、日用陶瓷和艺术陶瓷中占有一席之地。因此本文主要介绍金属釉的研究及其展望。

1 金属釉的概述

金属釉是指在陶瓷基础釉中加入一种或多种不同含量的钴、锰、铁、镍、铜、矾等着色金属氧化物，在高温下达到饱和，析出晶体，在陶瓷制品表面产生类似金属光泽的艺术效果。

金属光泽釉种类繁多，要形成金属光泽釉基本上都会在配方中添加一定量的MnO2、CuO、CoO、V2O5等金属氧化物［2］。有研究表明，这些金属氧化物的加入最终并不是简单的在过饱和状态下以金属析出的方式存在于釉体中，也就是说，金属光泽的产生并不能简单理解为金属单质的析出。实际上，通过多种现代材料测试手段如X 射线衍射/能谱分析（XRD/EDS）、扫描电镜（SEM）、透射扫描电镜（TEM）等检测发现，金属釉釉层表面能够析出大量的微小晶体。这些微小晶体定向生长，往往与釉层表面平行，形成一种微观有序的平衡结构。当釉层表面有一层沿釉面平行生长的晶体后，此时光线照射到釉面时，就会使釉面发生较强的镜面发射，从而产生金属光泽。陶瓷工作者不断探索金属光泽釉的呈色机理，很多研究者均认为这种晶体的结构为尖晶石结构，然而目前还没有定论，但可以肯定的是，金属光泽釉金属光泽的产生是由于Fe、Mn、Ni、Co、V、Cu 等金属氧化物的加入后，在釉层形成了能够规则、平行釉面生长的晶体，由于光线的镜面反射而引起的特殊效果［3］。实质上，金属釉也是一种“结晶釉”，只是肉眼完全无法观测到的微米级尺度晶体，甚至是纳米级的晶体。

2 金属釉的特点

金属釉的特点主要包括下面三点：（1）金属釉作为釉面砖使用时，丰裕了其感染力，为釉面砖的装饰设计提供了较为宽阔的设想境地，新一代金属光泽釉可以达到与金属非常接近的效果。（2）金属釉作为于陶瓷砖使用时，使得生产工艺方面具有较大的灵活性。陶瓷厂在生产过程中，在不改变原有的生产条件下，可以根据客户不同的设计需求，配制出不同颜色的金属光泽釉。（3）金属釉使用时，其金属光泽持久亮丽，质地坚韧，赋予了装饰墙面别样的魅力；同时，金属釉还具有陶瓷釉料良好的特性，比如热稳定性好，耐候性强，耐脏不易吸灰尘，不会与空气中的气体发生反应，能够保持表面长时间的干净；在施工过程中，还可以将金属釉与鲜明活泼的浅色釉面砖搭配使用，可以产生动与静相互结合，明与暗相互交替，完美协调的艺术效果。

3 金属釉的制备方法

金属釉的制备方法主要包括下面4 种方法：

3.1 涂敷热解法与仿金技术

将金属或氧化物制成胶状液体，再涂敷在陶瓷表面，经750～830℃温度处理后，就会使釉面产生金属光泽。使用最多的彩饰料有金水、白金水及各种电光水等。近年来，为了替代昂贵的黄金或白金，又发展了仿金装饰的各种技术。

3.2 热喷涂法

将分解温度较低的金属盐溶液喷涂在炽热的釉表面上，瞬间就会分解，并与釉面发生反应，形成Si-O-M 结构的金属氧化物薄膜或金属胶体膜。

3.3 蒸镀法

在陶瓷釉面直接蒸镀涂层；在制品上先涂上烃氧基铁，再与氨反应，即形成氮化铁膜，该方法实际上属化学气相沉积CVD 工艺，但它不需要真空设备，沉积的工艺较简单。另一种工艺方法是首先将液态的四氯化钛和气态的氨反应，形成固态的Ti-N-Cl 化合物，将它与陶瓷制品同置于加热区中加热，同时通人氨气，这样Ti-N-Cl 固态化合物就会升华，形成TiN 化合物而堆积在陶瓷制品表面。尽管TiN 可以用于一般陶瓷的装饰，但要使TiN 膜颜色色彩纯粹，对制备工艺技术要求较高，从而也影响了它的广泛使用［4］。

3.4 烧结法

与大部分陶瓷釉料的制备方法大体一致，除了需要在釉料中加入金属氧化物（Co、Mn、Fe 等），使得其在高温中达到饱和状态，从而析出具有晶体［5］。这也是用来制备金属釉最常用的方法。

4 金属釉的应用现状及进展

目前，新一代金属光泽釉制品因为其原料广泛、成本低、耐酸碱、机械性能良好等优点，因此在建筑陶瓷、装饰艺术陶瓷中占有一席之地，广受消费者喜爱。但在金属釉的制备过程中通常会引入铅（主要存在于熔块中），由于铅熔块制备的釉料光泽度非常好，所以被大量应用于陶瓷釉料的制备中，但铅是一种重金属材料，被列为有毒有害物质，所以无铅环保金属釉的研制也是金属釉的一大研究方向。另外，虽然我国陶瓷釉料的发展非常迅速，但与部分发达国家相比仍具有一定的差距，研究试制新型绿色环保的金属釉是非常有必要的。在飞速发展的现代大环境中，陶瓷釉料向多元化、功能化、精细化不断发展，才能长足繁盛。