正交实验在低温快烧亚光乳浊釉中的应用

包启富，董伟霞，周健儿，郑文华

（景德镇陶瓷学院，景德镇333001）

正交实验在低温快烧亚光乳浊釉中的应用

包启富，董伟霞，周健儿，郑文华

（景德镇陶瓷学院，景德镇333001）

本文选用锆英砂、烧滑石和白云石等为主要原料，研制了一种釉面效果较佳的建筑陶瓷用白色复合亚光釉。本实验应用正交实验考察了配方组成对白色复合亚光釉的影响。实验结果表明：在熔块4，白云石16，滑石5和 锆英砂16，烧成温度为1160℃，保温30 min条件下，该建筑陶瓷用釉呈现稳定的白色复合亚光釉，该釉的白度高76.7，光泽度25.8%，关键词：白色；亚光釉；低温快烧；正交实验

1 前言

目前市场上常见的乳浊釉主要包括锡釉、锆釉、钛釉等。然而，这几种釉存在如下问题：加入锆英石和ZrO2的乳浊釉，由于高温，粘度随着加入量增加而急剧增加，易导致釉面产生针孔、波纹、滚釉等缺陷［1］。而钛釉很容易随着烧成气氛的变化或釉组分改变引起釉面变黄。尽管锡乳浊釉是所有乳浊釉中历史最悠久、乳浊效果最好、对基础釉适应性最强的乳浊釉，但目前由于二氧化锡的价格较高，限制了它的应用。因此开发一种成本低、性能稳定的乳浊釉已成为研究热点之一。本论文以锆英砂、烧滑石和白云石等为主要原料，研制出一种成本低廉、性能稳定的亚光乳浊釉。

2实验过程

2.1 实验配方设计

根据前期文献资料［2］，选取正交实验，通过熔块、白云石、滑石和硅酸锆四因素对釉面进行考察。采用正交表L9（34），表头设计见表1，正交试验方案设计见表2。

其余原料的加入量为：方解石9，石英7，钠长32，钾长石4，氧化铝5，滑石5，高岭土5。

2.2 工艺条件

试样制备过程工艺参数：控制釉层厚度为0.5～0.6 mm；釉料细度为过250目筛，余量＜0.02%；快速球磨时间为7 min；上釉后的样品放烘箱在60～70℃左右，烘干24 h，取出备用。施釉方式为浸釉，其烧成制度见图1（烧成气氛为氧化气氛）。

2.3 性能表征

采用WSD-5手持白度计和WGG-60微机光泽度仪测试来测量釉面白度和光泽度。

表1 L9（34）表头设计

表2 正交试验方案

图1 烧成制度曲线

3实验结果与分析

正交试验结果见表3，其中釉面品质实行排队评分法，主要针对釉面效果进行评分。正交试验结果分析见表3。

极差分析如图2所示。

（1）主次影响因素的排列

按照极差大小排列出各因素主次顺序（主→次）：

光泽度：D→B→A→C；白度：C→D→A→B

光泽度以B为最主要影响因素，且对白度影响也比较大。C对白度影响较大，对光泽度影响较小。

综合考虑，四因素的主次（主次）顺序为：D→C→A→B。

（2）各因素最佳水平的选取

因素D，在光泽度指标中占最主要地位，并且在白度中占重要地位，从图1可看出D3白度光泽度均高于D1

表3 正交实验结果分析

表4 正交试验结果分析

和D2，选择D3为最佳水平。

图2 因素水平与白度、光泽度的关系

因素B，虽然在光泽度中有很重要的影响，但是对白度的影响较小。从图1中可以看出，B3指标的白度和光泽度都高于B1和B2。因此，选择B3为最佳水平。

因素C，在白度指标中占重要地位，白度好的C3水平，光泽度不如C2，而白度高的C2水平，其白度比C3差很多，所以综合考虑选择C3为最佳水平。

因素A，A1白度和光泽度都高于A2、A3。所以选择A1为最佳水平。

综合以上分析，得出最佳工艺组合：A1B3C3D3。

通过对最佳试验组合的细微调整，得到一个最优配方，经1160℃烧成后，该釉的白度高76.7，光泽度25.8%，釉面磨砂效果好。

4 结论

当主要原料熔块4，白云石16，烧滑石5和 锆英砂16时，在烧成温度为1160℃，保温30min条件下，该建筑陶瓷用釉呈现稳定的白色复合亚光釉，该釉的白度76.7%，光泽度25.8%，釉面磨砂效果好。该建筑陶瓷用白色复合亚光釉的研制可满足建筑琉璃瓦耐腐蚀和美观上的要求。

［1］车纯摈.乳浊釉综述［J］.陶瓷研究，1990（3）：31～33.

［2］董伟霞，包启富，阮丁山.建筑陶瓷快烧无光釉的研制［J］.中国陶瓷工业，2009，16：10～12.

Application of the Orthogonal Experiment on the White and Matt Glaze Applied in the Low-temperature and Fast-firing Architectural Ceramics

Bao Qi-fu，Dong Wei-xia，Zheng Wen-hua
（Jingdezhen Ceramics Institute，Jingdezhen 333001）

In this paper，The white and matt glaze was prepared，which is composed of zirconium silicate，calcined talc and quartz as main raw materials.The optimal formulas were determined by orthogonal experiment.The results show that when calcined talc content is 5 wt%，frit is 5%，dolomite is 16%and zirconium silicate is 16%，the whiteness of 76.7%and glossiness of 25.8%for the sample are obtained at firing temperature of 1160℃.

White and matt glaze；Low-temperature and fast firing；Orthogonal experiment

包启富，男，博士，高级工程师，从事传统陶瓷色釉料，低膨胀陶瓷及蜂窝陶瓷材料的制备。基金项目：国家自然科学基金资助项目（51562013）。