工艺参数对日用陶瓷镁质无光白釉的影响

李小龙 ，于 欢 ，朱永平 ，李 济

(1．江西陶瓷工艺美术职业技术学院，江西 景德镇 333001；2．景德镇陶瓷大学，江西 景德镇 333001)

0 引 言

近年来围绕无光釉的研究特别多，由于镁质无光釉成本较低，釉面细腻且白度高，对镁质无光釉的研究也多了起来。如韩廷恩所写硕士学位论文《低温快烧钡镁无光釉的研制》[1]，吴大军发表论文《镁质生料无光釉的研制》[2]，许行强发表论文《一种高温镁质无光釉的研制》[3]，沈华荣发表论文《系列无光釉的研制》[4]，刘阳发表论文《无光釉的结晶动力学研究》[5]，陈静发表论文《镁质无光釉配料的改进》[6]，论文研究了配方中原料、硅铝比影响以及应用，但是对于釉料制备过程中工艺参数对釉面白度、光泽度的影响研究基本为零。本实验通过改变烧成温度、保温时间、球磨时间、冷却速率以及烧成气氛等工艺参数观察釉面白度、光泽度以及性状，并将研究成果应用在日用陶瓷生产中。

1 实 验

1.1 实验原料及配方

实验采用钾长石、龙岩高岭土、方解石、广西烧滑石、石英制备日用陶瓷镁质无光白釉，表1是各种原料的化学组成，表2是实验配方组成。

1.2 实验仪器(见表3)

1.3 实验过程

实验以钾长石、龙岩高岭土、方解石、广西烧滑石、石英为主要原料，将配料按照料 : 球 : 水= 1 : 2 : 0．7 放入球磨罐球磨不同时间，出磨后经过筛、除铁，施釉方式采用浸釉并控制釉层厚度1-2 mm，经电热鼓风干燥箱干燥后放入不同气氛下以室温-300 ℃，2 ℃/min；300 ℃-950 ℃，6 ℃/min；950 ℃-最高温，7 ℃/min；保温不同时间烧制样品。

1.4 样品性能表征

本次实验采用上海产WSD-III白度仪检测釉面的白度，泉州产WGG-S光泽仪测量釉面的光泽度。

表1 原料的化学组成(wt.%)Tab.1 The chemical composition of raw materials (wt.%)

表2 实验配方(wt.%)Tab.2 Experimental formula (wt.%)

表3 主要仪器设备Tab.3 Main apparatus and equipment

图1 烧成温度对釉面的影响(a釉面白度光泽度曲线图；b釉面效果图)Fig.1 Effect of firing temperature on glaze

2 结果分析与讨论

2.1 烧成温度对无光釉釉面的影响

图1(a)所示是不同烧成温度对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出，随着烧成温度从1260 ℃升高到1300 ℃，釉面白度从68．3%升高到71．0%，光泽度从15．0%下降到4．5%。这是因为随着烧成温度的增加，釉中析出大量的微细晶体并逐渐增多，而且这些微细晶体有乳白效果，使得釉面白度增加，光泽度下降。从图1(b)也可以看出，当烧成温度继续升高到1320 ℃，图1(a)中可以看出，釉面白度从71．0%升至77．8%，光泽度从4．5%升高至8．0%，釉面白度增加。但光泽度也增加，并且从图1(b)可以看出，1320 ℃烧成的釉面不平整，有凹坑。这是因为随着烧成温度的升高，釉面析出的大量晶体部分被熔解，形成一个一个的凹坑，使得釉面不平整，因此烧成温度控制在1300℃为宜，白度达到71．0%，光泽度4．5%。

2.2 保温时间对无光釉釉面的影响

图2(a)所示是不同保温时间对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出，随着保温时间从10 min增加到20 min，釉面白度从71．0%升高到73．9%，光泽度从4．5%升到7．0%。这是因为随着保温时间的增加，釉中有大量的晶体不断析出，并有乳白效果，使得釉面外观白度增加，光泽度也有所提高。从图2(b)可以看出，当保温时间从20 min增加到60 min，图2(a)中可以看出釉面白度从73．9%降至70．4%，光泽度从7．0%降到6．5%，釉面白度、光泽度变化不是很明显。但从图1(b)可以看出，随着保温时间增加釉面慢慢变得不平整，而且缩釉也越来越明显，这是因为随着保温时间的增加，釉面内析出的晶体达到饱和并且有熔解的趋势，当继续延长保温时间，图1(a)显示白度和光泽度都升高，但图1(b)看出釉面凹凸不平，局部晶体消失，这是因为保温时间过长，釉面中析出的饱和晶体会慢慢熔解。因此保温时间控制在20 min为宜，白度达到73．9%，光泽度7．0%。

图2 保温时间对釉面的影响(a釉面白度光泽度曲线图；b釉面效果图)Fig.2 Effect of holding time on glaze

图3 不同球磨时间对釉面的影响(a曲线图；b效果图)Fig.3 Effect of ball grinding time on glaze

2.3 球磨时间对无光釉釉面的影响

图3 (a)所示是不同球磨时间对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出，随着球磨时间从3 min增加到15 min，釉面白度从73．1%降低到61．0%，光泽度有上升趋势但是不明显。这是因为随着球磨时间的增加，釉料颗粒细度减小，配方反应会越来越激烈，液相量增加，使得釉面外观白度降低，光泽度有上升趋势。因此球磨时间控制在3 min为宜，釉面白度达到73．1%，光泽度6．0%。

2.4 冷却速率对无光釉釉面的影响

图4(a)所示是不同冷却速率对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出，快速冷却与正常冷却对比，釉面白度从62．9%升至71．0%，光泽度从24%降至4．5%。这是因为快速冷却釉面析出晶体少，釉面白度低，光泽度高。从图4(b)中可以明显看出，正常冷却釉面白度高与光泽度低；从图4(a)中可以看出，正常冷却与慢速冷却对比，釉面白度从71．0%降至60．2%，光泽度从4．5%降至3．5%。这是因为慢速冷却釉面晶体析出太多，釉面光泽度降低，但白度也降低。因此采用正常冷却烧成制度，釉面白度71．0%，光泽度4．5%。

2.5 烧成气氛对无光釉釉面的影响

图5(a)所示是不同冷却速率对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出，氧化气氛与还原气氛对比，釉面白度下降，光泽度升高。这是因为配方中有Ca2+的存在，还原气氛下Ca2+对Fe2+淡化能力差。因此采用氧化气氛烧成制度，釉面白度71．0%，光泽度4．5%。

图6所示是当配方组成为35．7wt．%钾长石、30．4wt．%烧滑石、8．0wt．%t高岭土、15．2wt．%石英、10．7wt．%方解石，并以球磨3min、氧化气氛烧成1300 ℃、保温20 min、正常冷却速率工艺参数制备出白度78．5%、光泽度6．0%釉面细腻的日用陶瓷镁质无光白釉。

图4 冷却速率对釉面的影响Fig.4 Effect of cooling rate on glaze

图5 烧成气氛对釉面的影响Fig.5 Effect of firing atmosphere on glaze

图6 最佳工艺釉面效果Fig.6 Best glaze effect

3 结 论

(1)随着烧成温度从1260 ℃升高到1300 ℃，釉面白度升高，光泽度下降；随着温度继续升高至1320 ℃，釉面白度增加，但光泽度也增加，并且釉面不平整，有凹坑，因此烧成温度控制在1300 ℃为宜。

(2)随着保温时间从10 min增加到20 min，釉面白度升高，光泽度升高。当保温时间从20 min增加到60 min，釉面白度、光泽度变化不是很明显；但釉面慢慢变得不平整，而且缩釉也越来越明显。当继续延长保温时间到120 min，白度和光泽度都升高，但釉面凹凸不平，因此保温时间控制在20 min为宜。

(3)随着球磨时间从3 min增加到15 min，釉面白度降低，光泽度有上升趋势但是不明显。因此球磨时间控制在3 min为宜。

(4)烧成制度快速冷却与正常冷却对比，釉面白度升高，光泽度降低，正常冷却与慢速冷却对比，釉面白度降低，光泽度降低，因此采用正常冷却烧成制度为宜。

(5)当配方组成为35．7wt．%钾长石、30．4wt．%烧滑石、8．0wt．%高岭土、15．2wt．%石英、10．7wt．%方解石，并以球磨3min、氧化气氛烧成1300℃、保温20 min、正常冷却速率工艺参数制备出白度78．5%、光泽度6．0%、釉面细腻的日用陶瓷镁质无光白釉。