高白度炻器制品的研制

徐伟雄

（江苏省宜兴彩陶工艺厂，宜兴214221）

外观白度是判断日用陶瓷品质高低的重要指标之一。以当前市场上日用炻器的外观上看，白度普遍仅为50%左右，严重影响了产品的美感度，此为陶瓷企业直接使用未经严格加工处理的天然原料所致。因而，炻器坯料处理工艺技术的创新是势在必行的。首先从精选原料矿物入手，开展陶瓷坯料的配方试验与应用研究，科学合理地选用了几种纯度较高的陶瓷矿料，进行水洗与配制；在球磨后增加压滤工序来处理注浆原料；烧成方式采用高温素烧、低温釉烧的二次烧成工艺。开发出的新材质胎体在外观质感上接近于白瓷，其断面基本烧结而致密，白度高达70%以上，吸水率小于0.5%。该炻器制品在使用中既能体现出实用的特性，又能为使用者带来洁白似凝脂的悦目感受。

1 试验内容

1.1 坯料配方的设计

首先以传统生产坯料的配方为依据，参照当前先进的学科专业理论，针对各种所选原料，对其矿物组成、化学成分、物化性能进行系统分析与试验，择优选取含铁杂质较少的坯用原料，因为陶瓷原料中的含铁杂质可分为；金属铁、氧化铁、含铁矿物，它们的存在严重影响着炻器制品白度，本试验所选取的坯用原料及其化学成分见表1。

其次对矿物原料进行择优精选与水洗工艺的处理，确定几个配料方案，进行试片和小批量试烧，同时测定出各种配方的物化性能，最后通过整理、综合比较，优选出最佳的配料方案，具体坯料配方的化学成份见表2。

表1 高白度炻器所用原料的化学组成（w t%）

表2 坯料配方的化学成分（w t%）

1.2 工艺参数控制

对上述配料按照料:球:水＝1:2:0.6的比例进行配比，辅以0.1%～0.2%的腐植酸钠，0.2%～0.5%的泡化碱入筒球磨，经24h球磨，出筒过筛除铁，制得高白度炻器制品的注浆坯料。

将上述的注浆坯料通过压滤、浆池搅拌化浆，注浆成型的坯件干燥后，施上里釉，采用辊道窑氧化焰烧成，素烧温度为1 189～1 200℃，高温素烧坯件检验后施外釉装饰，经1 050℃～1 100℃烧成出窑，经检验后即合格产品。

具体控制工艺参数如下：

细度（万孔筛筛余）：0.2%～1.6%

比重：1.68～1.80 g/ml

酸碱度：8～9 PH

流动性：11～20 s/100ml

陈腐时间：＞3 day

吸浆速度：6～10mm/h

干燥强度：3.5～4.3MPa

总收缩率：15%

1.3 釉料配方的设计

本试验的基础釉料采用的是长石釉，它的特征是光泽度和白度均较好，并带乳白色,有柔和之感；另外它的熔融温度范围较宽，硬度较大。主要原料选用长石粉、滑石粉、方解石、石英、高岭土等，按一定配比混合球磨；料:球:水＝1:1.8:0.8，细度控制为万孔筛筛余0.05%以下，浓度为33%～45%，具体基础釉的化学组成见表3。

2 结果与分析

2.1 提高炻器制品白度的有效途径

选用高纯度的矿物原料组成坯方，高纯度的苏州高岭土作为主料是可塑性粘土中质地最纯的一种，以湖南平江长石和海城滑石为熔剂，另加入江西瓷石来调节注浆成型的坯料，这样确保注浆料具有良好的流动度和滤过性、适当的含水率和触变性，这些坯体原料在配制前均通过水洗工序，此流程除去了矿物原料中含有的云母类、铁质以及有机杂质，使得其化学组成、矿物组分、颗粒结构更符合制品高白度和高品质的技术指标。

注浆坯料制备的工艺流程中，在球磨出筒经多次筛选、磁选吸铁后，增加了压滤工序，坯料处在液态分散度增大的情形下，不仅在压滤榨泥过程中能够进一步有效地滤去了原料中的有害可溶性盐类物质，而且可改善泥浆的流动性和触变性。由试验测定出，坯料的可塑性指标从压滤前的2.54提高到压滤后的3.06。

本试验采用的烧成工艺首先将施过里釉的坯体经1 200℃高温素烧，这样能彻底将坯料里的硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫化物等在高温分解反应中产生的有害气体与杂质排尽，其次对高温素烧后的产品进行检验，将烧后变形、裂纹、规格尺寸超标等不合格品剔除，同时再增加一道修磨工序，使素烧坯体上突显出来的哈夫线、毛刺、粘疤等缺陷得到修复。再次在1 000～1 100℃进行釉外烧，此工序避免了釉料在开始熔融后坯体中的气体被液相的釉体包裹在内而无法排出，致使产生起泡、出现针孔等问题。

为了控制炻器烧结温度在1 200℃左右，故在坯料配方设计时引入了长石和滑石作为组合熔剂，它们具有扩大烧结温度范围、提高机械强度和化学稳定性、促进坯釉相结合的中间层形成的作用，另外滑石所含有的镁离子能与铁离子在高温烧成的过程中能形成一种固熔体，可有效减少铁质对陶瓷产品发色的不良影响，从而提高了制品的白度。

引入电解质腐植酸钠和泡化碱，电解质腐植酸钠和泡化碱属于陶瓷制品注浆成型坯料的添加剂，起解凝作用，加入适量解凝剂可降低泥浆的粘度，用以改善泥浆的流动性，使其在低水份的情况下粘度适当，便于浇注成型。

表3 基础釉料的化学成分（w t%）

综合以上一系列的有效措施，可使得陶瓷坯体的烧成温度在相对较低的情况下，形成高白度、低吸水率的炻器制品，能够满足客户对提高产品档次与品位的要求，同时配制的泥浆具有较好的成型工艺性能，坯釉结合良好，减少了各种釉面缺陷的出现，并且显著提高产品的白度与合格品率。

2.2 技术指标

铅、镉溶出量：铅溶出量≤0.5mg/L、镉溶出量≤0.25mg/L。

吸水率：≤0.5%。

外观质量：胎体致密白净，白度大于70%，变形小，强度高，无斑点，无粘裂，无裂纹，针孔数量≤3个。

3 总结

该高白度炻器制品的外观特征和内在指标，能充分满足市场的需求。随着该研究成果及配套的生产工艺的完善，宜兴彩陶工艺厂自2013年投产以来，从外观色泽、产品抗渗漏、机械强度有了质的飞跃，拓宽了陶瓷生产企业生产高附加值产品的思路，创造性地在行业中树立了技术亮点和竞争优势。