硅酸锌定位结晶釉的研制

黄玉銮

摘要 本文主要介绍硅酸锌定位结晶釉的配方与机理,论述了定位结晶釉的生产工艺及其条件并分析了釉料颗粒、釉层厚度以及烧成速度对定位结晶釉的影响。

关键词 定位;结晶釉

1 前 言

结晶釉是用来装饰瓷器、精陶等产品的一种人工晶花釉,它是釉体中的硅酸盐熔质经过固相反应之后,在缓慢冷却过程中自然析出晶体的一种美丽花纹的结晶。结晶釉的形成须满足以下条件:在釉的配方中有一种或两种以上的氧化物具有在高温条件下“呈现过饱和状态”的结晶能力;烧成过程须保持一个良好的晶核(晶种)形成和长大的“过冷却”阶段,这样,才能生产出良好的结晶釉。

定位结晶釉是在陶瓷制品的釉面预定部位形成结晶,其工艺特点是能使结晶釉的析晶温度范围扩大,改善晶花分布状态;本研究采用硅酸锌作晶种,在预定部位形成原生晶核,通过适当提高保温温度,扼制非定位结晶部位的晶核形成。研制出的定位结晶釉晶花位置可控,结晶定位准确;基础釉的施釉厚度与普通日用陶瓷相同,避免产生釉层厚度不均匀及流釉粘脚等缺陷;操作简单,成品过程容易控制,成品率高,可用于装饰日用陶瓷、工艺陶瓷等产品。

2实 验

2.1 实验原料

制备坯釉料的原料主要有:石英、湖北长石、钠长石、龙岩洗泥、飞天燕洗泥、滑石、石灰石、氧化锌、氧化铁、氧化钴及氧化钛。主要原料的化学组成如表1所示。

2.2 坯料配方与制备工艺

2.2.1坯料配方

定位结晶釉对坯体用的瓷泥要求不高,采用广东省枫溪陶瓷工业研究所通花瓷用的瓷泥,其化学组成见表2。

2.2.2 瓷泥的制备

瓷泥的制备工艺与普通高温瓷泥相同,把原料按配方重量比称量,湿法混合,通过球磨制成浆料后,过筛、除铁、榨泥,再根据不同的成形方法制成符合要求的泥料。

2.3 釉料配方与制备工艺

2.3.1 定位结晶基础釉的配方

定位结晶基础釉配方为:石英15%～20%、长石35%～43%、石灰石10%～16%、滑石2%～6%、粘土4%～6%、氧化锌16%～25%。

2.3.2 定位结晶基础釉的化学组成

定位结晶基础釉的化学组成见表3。

2.3.3 定位结晶晶种的配方

定位结晶晶种的配方为: ZnO 50%～70%、SiO2 30%～50%。研磨混合后分成三个粒度范围:60～80目、80～200目、大于200目。

2.3.4 定位结晶基础釉的制备工艺

先把石英、长石、粘土、石灰石、滑石等原料按比例配料,料:球:水=1:2:0.8,球磨20h后再加入氧化锌继续球磨2h,过120目筛,备用。

2.3.5 施 釉

一般采用浸釉法和浇釉法上釉。将釉浆浓度调好,先将坯体上好内釉,干燥后再浸釉。釉层厚度对晶核形成和晶体成长有很大的影响,一般控制在0.3～0.5mm。

2.3.6 定位点晶种

在预定的位置上点上晶种,可采用手工涂,也可将晶种印成花纸再贴上。

2.4烧成工艺

烧成是定位结晶釉生产过程中最关键的工序之一,晶核的形成和晶体的成长都贯穿于这一环节中,其中最为关键的是升温速度和保温时间的控制。

本实验采用0.5立方米梭式电窑,烧成温度为1270～1290℃;烧成气氛为氧化气氛。为研究不同升温速度对晶面效果的影响,在采用同一基础釉、晶种配方、釉层厚度、晶种粒度以及保温温度和保温时间相同的情况下,设定从常温升至1280℃的升温时间分别为2、3、4、5、6 h,然后降至1150℃并保温1～1.5 h。

通过上述工艺研制生产出的定位结晶釉,在定位处可得到5～10mm晶花,效果较好。

3结果分析与讨论

3.1 烧成速度的影响

根据上述不同升温速度烧制出的定位结晶釉,其釉面效果具体见表4。试验表明,该定位结晶釉从常温至最高烧成温度的升温时间为4～5 h时,晶花生长完全,釉面效果较好。

3.2 晶种颗粒度的影响

相同的基础釉配方,釉层厚度与烧成制度相同,但晶种粒度不同,结晶效果则不同,具体见表5。

釉料的粒度越小,固相反应速度越快,釉料中少量ZnO大颗粒的存在显著地延缓了固相反应的进程,而升温过程中未反应完全的ZnO则残留下来,在降温阶段,残留ZnO通过固(液)相反应在其周围生成硅锌矿(Zn2SiO4),成为Zn2SiO4晶体的同性衬底核化载体,并不断发育长成肉眼可见的晶花。因此,釉料中混有一定量大颗粒ZnO是产生非定位晶花釉面效果的根源所在。

实验发现,晶种粒度控制在80～200目,可得到结晶良好的晶花。

3.3 釉层厚度影响

采用同一种基础釉及烧成制度,晶种的粒度、厚度相同,但釉层厚度不同时,釉面的结晶效果不同。具体见表6。

釉层厚度对晶核形成和晶体成长均有较大影响,通过试验,该定位结晶釉釉层厚度一般控制在0.3～0.5mm为好。

4结 论

经过小试和中试,生产出多种多样的定位结晶釉产品,分别有花瓶、茶具,日用瓷器等。通过添加不同着色氧化物如铁、钴、镍、钛等,产生各种晶花位置可控的色彩斑斓的晶花。

参考文献

[1] 张凤岐,魏忠汉.结晶釉工艺[M].上海科学技术出版社,

1981.