银灰色无铅金属光泽釉的研制

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第 32 卷第 4 期 2011 年 12 月
《陶瓷学报》 JOURNAL OF CERAMICS
Vol. 32, No.4 Dec. 2011
文章编号:1000- 2278(2011)04- 0562- 04
银灰色无铅金属光泽釉的研制
刘 欣 李家科 杨 青
(1.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,江西省先进陶瓷材料重点实验室江西 景德镇 333001)
为了考察烧成温度对釉面金属光泽的影响规律, 实验对一优化釉料(基础釉中添加磷酸铝 11%,氧化 铁 2.3%,脆丸素 30%)在不同的温度下进行烧成(保 温时间 20min),所得实验结果如表 4 所示。
由于釉料不能充分熔融,故釉面粗糙,颜色偏黑,没有 金属光泽;随烧成温度的提高,釉面逐渐变光滑,光泽 度增强,当烧成温度达到 1230℃时,釉面光滑,金属 光泽强,呈色好,整体效果最佳;但当烧成温度继续升 高到 1250℃时,釉面变得粗糙,同时光泽度也变差, 这是由于釉料过烧所引起的。 2.4.2 保温时间的影响
表 3 氧化铁含量对釉面效果的影响 (烧成温度 1230℃、保温时间 20m in) Tab.3 The effect of iron oxide content on the glaze
氧化铁(%) 1.8 2.3 3.0 3.5 4.5
釉面效果 金属光泽稍弱,颜色稍偏暗淡 金属光泽强,釉面光滑,呈银灰色 金属光泽强,釉面光滑,呈银灰色 金属光泽强,釉面光滑,呈银灰色 金属光泽较强,釉面光滑,颜色略偏红
1.57
氧化铝
-
99.27
-
-
-
-
石英
99.04
0.04
0.04
-
-
-
方解石
-
-
0.03
54.24
2.14
-
收稿日期:2011- 08- 31 通讯联系人:刘 欣,E- mail: lxin6668@
Na2O 10.65
0.41
-
I.L. 42.51
《陶瓷学报》2011 年第 4 期
表 4 烧成温度对釉面光泽度的影响 Tab.4 The effect of firing temperature on the metallic
luster of the glaze
烧成温度(℃)
釉面效果
1100
釉面粗糙,没有金属光泽,颜色偏黑,明显生烧
1150
釉面较粗糙,金属光泽较差,呈银灰色,稍偏暗
从表 4 可以看出,在不同烧成温度下所得试样釉
面光泽度有明显的差异。当烧成温度较低时,如 1100℃, 3 结 论
《陶瓷学报》2011 年第 4 期
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(1)利用长石、氧化铝、石英和方解石等原料制备 基础釉,引入磷酸铝、氧化铁及脆丸素作为外加剂制 备无铅生料金属光泽釉,通过对釉料配方及烧成制度 的优化,获得了釉面效果良好的银灰色无铅金属光 泽釉 。
LIU Xin LI Jiake YANG Qing (1.Key Laboratory of Advanced Ceramics of Jiangxi Province, School of Materials Science and Engineering, Jingdezhen
Ceramic Institute, Jingdezhen Jiangxi 333001, China)
1 实验
1.1 釉用原料及其化学组成 釉用矿物原料及其化学组成见表 1 所示。所用化
表 1 矿物原料的化学组成(% ) Tab.1 The chemical composition of materials
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
钠长石
68.25
18.82
0.13
0.49
0.14
0 引言
金属釉是指在基础釉中加入 Ti、Co、Cr、Mn、Fe、 Ni、Zn、Cu 等过渡金属氧化物的一种或多种,在高温 下达到饱和,析出晶体,使釉面产生金属光泽的艺术 效果[1]。具有金属光泽的釉面因其高雅、厚重的气质 备受陶瓷行业和消费者的青睐,目前市场上金属光泽 釉主要有黄色、银色、黑色、铜红、棕色等品种[2]。
2 结果分析与讨论
2.1 磷酸铝含量对金属光泽釉的影响 磷酸铝是一种良好的助熔剂,在金属光泽釉中加
入一定量的磷酸铝能降低釉料的烧成温度。固定釉料 中其它成分含量,不同磷酸铝添加量所制备试样的实 验结果如表 2 所示。
从表 2 可知:磷酸铝有明显的助熔作用,可以降 低釉料的烧成温度。当配方中磷酸铝含量为 9%时, 所得试样釉面粗糙,没有金属光泽,颜色偏黑,呈现明 显的生烧;当其含量增加到 11%时,釉面变得光滑, 金属光泽变强,呈色好,说明在该烧成温度下釉料能 完全熔融,冷却后呈现较好的釉面效果;但当其含量 增加到 17%或 20%时,釉面出现针孔,粗糙,光泽度 下降,其质感明显过烧。因此实验中磷酸铝含量为 11%~15%时釉面效果较好,含量过低,釉料生烧,没 有金属光泽;含量过高则过烧,同样影响釉面的质感 和金属光泽效果。 2.2 氧化铁含量对金属光泽釉的影响
工原料三氧化二铁、磷酸铝等均为化学纯。 1.2 配方确定
基础釉配方为(质量百分数、下同):钠长石 23、氧 化铝 11、石英 59、方解石 7 ,通过调整磷酸铝、氧化铁 以及脆丸素的添加量来优化制备金属光泽釉的最佳 配方。 1.3 试验过程
按配比准确称取各原料,加入球磨罐,采用 SFM 型快速球磨机球磨,球磨时间为 30min。球磨工艺参 数∶料∶球∶水=1∶2∶0.8,外加 0.2%的 CMC 改 善料浆的流动和稳定性能。采用浸釉法施釉,釉层厚度 约为 1.0mm。采用实验室箱式电阻炉烧成,以 10℃/min 升到最高温度,保温一定时间后自然冷却。
保温时间(min) 5 10 20 30
釉面效果 金属光泽较差,釉面光滑,呈银灰色 金属光泽较强,釉面光滑,呈银灰色
金属光泽强,釉面光滑,呈银灰色 金属光泽强,釉面光滑,呈银灰色
脆丸素是一种食品添加剂,在鱼丸、肉丸等食品 中添加一定量的脆丸素可以增加食品的弹性和脆感。 金属光泽釉中添加脆丸素则可以增加釉的光泽度,其 添加量对釉面光泽度的影响见图 1 所示(釉料中其它 成分含量不变,烧成温度为 1230℃,保温时间 20min)。
从图 1 可以看出,随着釉料中脆丸素含量的增 加,釉面的光泽度先呈直线增加,随后趋于一个稳定 值。如当釉料中脆丸素含量为 20%时,釉面光泽度为 77.4;当其含量增加到 30%时,釉面光泽度呈直线增 加到 89.7;随后再继续增加釉料中脆丸素的含量,釉 面光泽度增加趋于一个相对稳定值,这说明此时再增 加脆丸素含量,对提高釉面光泽度的效果不显著。因 此,从节约成本考虑,釉料中脆丸素的加入量为 30% 为宜。 2.4 烧成制度对金属光泽釉的影响 2.4.1 烧成温度的影响
金属光泽釉中添加不同的过渡金属氧化物会产 生不同色调的金属光泽[3]。铁系金属釉是以氧化铁为 着色剂的一类金属光泽釉,随氧化铁加入量的不同, 釉面的呈色也不相同。氧化铁含量对金属光泽釉的影 响规律如表 3 所示。从表中可以看出,随氧化铁含量 的不同,釉面呈色变化较大,当氧化铁含量为 1.8% 时,釉面金属光泽稍弱,呈色偏暗淡;当氧化铁的含量 增加到 2.3%时,所得釉面光滑,金属光泽强,呈色好; 当氧化铁含量增加到 3.5%时,釉面的金属光泽和质
摘要 采用长石、石英、氧化铝和方解石等普通陶瓷原料及磷酸铝、氧化铁、脆丸素制备银灰色无铅金属光泽釉。主要研究了釉料配 方组成及烧成制度对釉面效果的影响。结果表明:当在基础釉中加入磷酸铝 11%~15%(质量百分数、下同),氧化铁 2.3%~3.5%,脆 丸素 30% ~ 35% ,在烧成温度为 1230℃、保温 20min 条件下,可获得光泽效果良好的银灰色金属光泽釉。 关键词 金属光泽釉;配方组成;烧成制度 中图分类号:TQ 174.4+3 文献标识码:A
1200
釉面较光滑,金属光泽一般,呈银灰色
1230
釉面光滑,金属光泽强,呈银灰色
1250
釉面稍粗糙,金属光泽一般,呈银灰色
表 5 保温时间对釉面效果的影响 Tab.5 The effect of different holding time on the glaze
感没有明显的变化,但当其含量达到 4.5%时,釉面金 属光泽减弱,且呈色略偏红。因此,从实验结果可知, 当氧化铁含量在 2.3%~3.5 %之间均可获得釉面效果 较好的金属光泽釉。 2.3 脆丸素含量对金属光泽釉的影响
在烧成温度为 1230℃、不同保温时间对釉面金 属光泽性能影响的实验结果(釉料配方为在基础釉中 添加磷酸铝 11%,氧化铁 2.3%,脆丸素 30%)如表 5 所示。从表可以看出,保温时间对釉面的呈色及光滑 度影响不明显,但对釉面光泽度的影响较大。当保温 时间较短时(如 5min),釉面金属光泽较差;随保温时 间的延长,釉面光泽度逐渐增强,当保温时间为 10min 时,釉面金属光泽度较强;继续延长保温时间,当达到 20min 时,所得试样釉面光泽度强,釉面金属效果好; 随后再延长保温时间,釉面光泽度变化不明显。因此 从缩短烧成周期、节约成本的角度考虑,保温时间确 定 20min 是比较合适的。
(2)磷酸铝、氧化铁、脆丸素的加入可以起到助 熔、调节釉面呈色及增加釉面光泽度的作用。本实验 条件下,当在基础釉料中添加磷酸铝 11%~15%、氧 化铁 2.3%~3.5% 、脆丸素 30%~35%时制备的金属光 泽釉效果较好。
(3)烧成制度对釉面光泽及呈色影响较大,本实 验条件下,当烧成温度为 1230℃、保温时间为 20min 所得试样的釉面效果最佳。
金属光泽釉的制作方法主要有 3 种[3-4]:(1)在陶 瓷坯体上直接溅射熔融金属涂层;(2) 在陶瓷制品釉 面涂上含有金属或金属化合物粉末的涂层,然后经过 还原热处理,形成金属化装饰层;(3)配制特定组成的 釉,经过热处理,产生色调和光泽等外观类似金属的 仿金属光泽釉。其中前 2 种制备技术对设备的要求较
高且装饰成本昂贵,第 3 种制备方法通过配制釉料组 成,选择合理的烧成制度,直接形成金属化效果的釉 面。为了获得光泽良好的釉面效果,配制的釉一般采 用含铅或硼的熔块釉,随着人们生活质量的提高和绿 色产品理念的倡导,含铅陶瓷产品的生产将逐渐被禁 止[5- 6]。
本实验以长石、石英、氧化铝等普通陶瓷原料及 磷酸铝、氧化铁、脆丸素制备无铅生料金属光泽釉,通 过对釉料配方的设计和烧成制度的优化,获得了效果 较好的银灰色金属光泽釉。
参考文献
1 俞康泰,刘儒平.建筑陶瓷装饰技术的现状及发展趋势.陶瓷 学报,2006,3:304~308
2 周 耀,周正付.建筑卫生陶瓷金属釉浅述.佛山陶瓷,1996(2): 7~9
3 戴武斌,曾令可,刘艳春等.金属光泽釉的应用现状和工艺特 点.陶瓷,2007,5:28~31
4 吴大军,吴绍祖.色釉和金光釉的研制.华侨大学学报(自然科 学版),2000,21(4):361~365
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《陶瓷学报》2011 年第 4 期
光泽度
92 90 88 86 84 82 80 78
20 22 24 26 28 30 32 34 36 脆丸素质(%)
图 1 脆丸素用量对釉面光泽度的影响 Fig.1 The effect of crisping agent content on the glaze gloss
5 徐 正, 李晓云. 建筑墙面砖金属光泽釉的研制. 中国陶瓷, 2001.37(5):26~28
6 冯 飞,万 紫,王雪强等.无铅无硼金属光泽釉的研制及其生产. 陶瓷,2008,3:37~39
Preparation of Pb-Free Silver Gray Metallic Luster Glaze
563Βιβλιοθήκη 表 2 磷酸铝含量对釉面效果的影响(烧成温度 1230℃、保温时间 20m in) Tab.2 The effect of aluminum phosphate content on the glaze
磷酸铝(%) 9 11 15 17 20
釉面效果 釉面比较粗糙,无金属光泽且颜色偏黑 釉面光滑,金属光泽较强,颜色呈现银灰色 釉面光滑,金属光泽强,且颜色呈明显银灰色 釉面有小孔且不光滑,轻微过烧,金属光泽较差,颜色偏红 釉面针孔较多,不光滑,且明显过烧,金属光泽差,颜色明显偏红
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