低成本钛系结晶釉的制备研究

李小龙，马岚

摘 要：实验以钾长石、玻璃粉、石英、粘土、氧化钛、石灰石、碳酸钡为原料，制备不需降温保温烧成制度的钛系结晶釉。以单因素实验法研究釉料配方组成对钛系结晶釉晶体的影响，从而找出钛系结晶釉的结晶规律，确定钛系结晶釉的最佳配方。实验结果表明：当配方组成为钾长石29.7wt%、石灰石20.7wt%、玻璃粉27.6wt%、粘土4.1wt%、石英4.1wt%、碳酸钡3.4wt%、氧化钛10.4wt%，在1240℃烧制保温20min，可制备出釉面结晶效果良好的低成本钛系结晶釉。

关键词： 钛系结晶釉 ;配方组成 ;低成本

1 前 言

钛系结晶釉可在建筑陶瓷以及日用陶瓷产品中使用，具有很好的艺术效果，并且成本也较锌结晶釉高，所以具有研究价值[1]。现在围绕钛系结晶釉的研究也特别多，如柳平英发表论文《低成本TiO2结晶釉的研制》中以低廉的玻璃粉为主要助熔剂降低成本，但是氧化钛用量达到18%以上[2]。董伟霞发表论文《铁钛结晶釉的制备》[3]、范周强发表论文《钛铁结晶釉的研制》[4]中研究配方组成与工艺对结晶釉的影响，但采用的烧成制度是烧至最高温度后降温到晶体生长温度保温，成本较高。陈琦峰发表论文《铁钛结晶釉的研制》研究了配方组成和工艺对釉面的影响，并且用普通烧成制度实现结晶，但是烧成温度高保温时间长[5]。

本实验以钾长石、石灰石、玻璃粉、粘土、石英、碳酸钡、氧化钛为原料，采用单因素变量法探讨配方中原料对钛系结晶釉结晶规律的影响，并确定最佳的釉料配方。

2  实验

2.1  实验原料

实验采用钾长石、石灰石、玻璃粉、粘土、石英、碳酸钡、氧化钛为原料制备钛系结晶釉，表1是各种原料的化学组成。

2.2  实验仪器

2.3  实验过程

实验以钾长石、玻璃粉、石英、粘土、氧化钛、石灰石、碳酸钡为主要原料，按照料：球：水=1：2：0.7将配料放入快速球磨机球磨10min，出磨后经过筛、除铁，将釉浆比重调至1.6～1.7g/cm3，对产品进行施釉，釉层厚度1～2mm，干燥后放入高温电炉内以室温～300℃，100min;300℃～1000℃，100min;1000℃～1240℃，50min;保温20min升温制度烧制样品。

3  结果分析与讨论

3.1氧化钛含量对结晶釉釉面效果的影响

从表3可知，氧化钛含量为5%时，无晶体析出，增加至10%时，釉面有少量晶体析出，继续增加其含量，晶体析出数目增多，晶花体积也逐渐增大，但当其超过20%之后，釉面逐渐变得粗糙，大量晶体堆叠严重，使釉面无光泽。这是因为配方中氧化钛作为结晶剂，随着结晶剂含量的减少，难以达到饱和状态，釉面中的晶体析出自然较困难，甚至没有结晶迹象;但结晶剂含量过多，晶体析出量也多，会导致釉面晶体堆叠严重。由图1也可以看出，T3样品的釉面效果最好，其氧化钛含量为15%。

3.2玻璃粉含量对结晶釉釉面的影响

由表4可知，B1、B2的玻璃粉加入量不够，导致釉的表面粗糙，而B3之后玻璃粉含量足够，釉面也变得更加光滑，但当玻璃粉含量过高后，釉面结晶效果下降，表面还有裂纹出现。玻璃粉对结晶有很大的影響，玻璃粉的含量越高，则结晶的迹象越强烈，但过高的话，会导致釉的熔融温度下降，使得结晶剂溶于釉中而不能析出晶体，玻璃粉含量少，则釉的高温粘度就会很高，会抑制晶体的生成。由图2可以看出，B3的釉面效果最佳，其玻璃粉含量为40%。

3.3钾长石含量对结晶釉釉面的影响

由表5可知，当钾长石含量从39%增加到43%时，釉的析晶能力会逐渐变好，晶花也逐渐增大。但当钾长石含量继续增加，釉的结晶能力反而下降，晶花数量和大小逐渐减少。这是因为钾长石的熔化温度较低，有良好的溶解能力和助熔效果，还对釉的高温粘度起调节作用，钾长石含量过多，晶体会熔于釉中，造成结晶效果差。由图3可以看出，编号K2的样品釉面效果最佳，其钾长石含量为43%。

3.4石灰石含量对结晶釉釉面的影响

从表6可知，C1中石灰石加入量不够，导致釉没有烧熟，故导致釉面粗糙，而C2、C3中加入适量的石灰石后，釉面效果变好，有晶体析出，C4、C5则是由于石灰石加入量过多从而导致釉面开裂。这是因为石灰石是良好的助熔剂，当石灰石加入量少，釉则没有完全烧熟，表面不平整;当石灰石加入量过多，由于CaO的热膨胀系数较大，会影响坯与釉的适应性，导致釉面出现开裂。由图4可以看出，C3的釉面效果最佳，其石灰石含量为30%。

3.5石英含量对结晶釉釉面的影响

由表7可知，S1、S2样品的釉面光滑平整，釉层表面均有晶体生产，而S3之后的样品逐渐粗糙，析出的晶体数目逐渐减少直至没有。这是因为随着石英含量的增加，釉中O/Si的值逐渐减小，导致硅氧四面体的结合变得紧密，釉的高温粘度增加，阻碍晶体的迁移，使晶体发育更加困难。增加石英含量，同样也提高了釉的熔融温度，使得釉面效果逐渐变差。由图5可以看出，编号S1的样品釉面效果最佳，其石英含量为6%。

4  结论

（1）随着配方中的二氧化钛含量的增加，晶体析出数目增多，晶花体积也逐渐增大，但当其超过20%之后，釉面逐渐变得粗糙，大量晶体堆叠严重，使釉面无光泽，配方中二氧化钛加入量15%最佳;

（2）玻璃粉对结晶有很大的影响，玻璃粉的含量越高，则结晶的迹象越强烈，但过高的话，会导致釉的熔融温度下降，使得结晶剂溶于釉中而不能析出晶体;玻璃粉含量少，则釉的高温粘度就会很高，会抑制晶体的生成，配方中玻璃粉加入量40%最佳;

（3）当钾长石含量从39%增加到43%时，釉的析晶能力会逐渐变好，晶花也逐渐增大，但当钾长石含量继续增加，釉的结晶能力反而下降，晶花数量和大小逐渐减少，配方中钾长石加入量43%最佳;

（4）隨着配方中石灰石加入量增加，釉面效果变好，有晶体析出，但当配方中石灰石加入量超过30%，釉面会开裂，配方中钾长石加入量30%最佳;

（5）随着配方中石英含量的增加，釉面逐渐变粗糙，析出的晶体数目逐渐减少直至没有，配方中石英加入量6%为宜。

参考文献

[1]董伟霞，包启富，章建军.铁钛结晶剂对釉面性能的影响[J].陶瓷，2010（12）：23-25.

[2]柳平英，吴礼新.低成本TiO2结晶釉的研制[J].中国陶瓷工业，2010，17（04）：35-37.

[3]董伟霞，包启富，曾才根.铁钛结晶釉的制备[J].陶瓷，2010（10）：26-28.

[4]范周强，张松竹，黄玲艳，朱敬贤，刘彬.钛铁结晶釉的研制[J].佛山陶瓷，2014，24（08）：23-24+30.

[5]陈琦峰，金世遇，王慧，曾令可.铁钛结晶釉的研制[J].中国陶瓷工业，2017，24（03）：6-11.

Study on the Preparation of Low Cost Titanium Crystalline Glaze

LI Xiao-long ，MA Lan

（Jiangxi Ceramic & Art Institute， Jingdezhen 333001）

Abstract： In this paper， a titanium crystalline glaze without temperature cooling and heat preservation was prepared using potassium feldspar， glass powder， quartz， clay， titanium oxide， limestone and barium carbonate as raw materials. The influence of glaze formula composition on the crystalline glaze of titanium system was studied by single factor experiment， so as to find out the crystallization law of the crystalline glaze of titanium system and determine the best formula of the crystalline glaze of titanium system. The experimental results show that： When the formula is composed of potassium feldspar 29.7wt%， limestone 20.7wt%， glass powder 27.6wt%， clay 4.1wt%， quartz 4.1wt%， barium carbonate 3.4wt% and titanium oxide 10.4wt%， the low cost titanium crystalline glaze with good glaze crystallization effect can be prepared by firing at 1240℃ and holding for 20min.

Keywords： titanium crystalline glaze，formula composition，low cost