7章

其目的主要是降低釉料的毒性和可溶性；同时也可使釉料的熔 融温度降低。
熔制熔块时应注意以下几个问题：
原料的颗粒度及水分应控制在一定范围内 以保证混料均匀及高温下反应完全。一般天然原料过40-50目 筛。 熔制温度要恰当
温度过高，挥发严重，影响熔块的化学组成；温度过低，原料 熔制不透，则制备釉浆时容易水解。
7.4.2釉液的粘度与表面张力
对釉液在坯体的铺展均匀性、平展而光滑的釉面的形成有决 定性的影响。
1）粘度 粘度对釉层形成的影响 粘度适中
釉液不但能填平坯体表面的一些孔，而且还能与坯体之间发 生相互作用，形成良好的中间层。
粘度过小 釉液容易形成流釉、堆釉及干釉等缺陷。 粘度过大
釉液容易包裹气泡，阻碍气体的逸散，使釉面产生无光和 “桔釉”等缺陷。
7釉 釉，覆盖在陶瓷制品表面上的一层玻璃态物质。
其厚度约为0.1~0.3mm。
7.1釉的功能 遮盖陶瓷制品表面的瑕疵和着色，使表面光亮、美观。 堵塞表面孔隙，阻止液体或气体对陶瓷制品的渗透，使陶瓷制品 容易清洁、不吸水、不透水以及化学稳定；
釉可以提高瓷件的的机械强度与热冲击抗力提高
因为釉在瓷件表面覆着，可以填补或弥补瓷件表面的孔隙或微 裂纹，也就是消灭或缓和了导致强度下降丧失的崩溃突破口，特别 是对抗张强度、抗弯强度或抗热冲击强度都有明显提高。
烧结表面
图7. 1 陶瓷表面与釉层截面示意图
7.2釉的制备工艺
工艺流程为：
釉用原料→釉料→ 釉浆→施釉 → 烧成 7.3 釉 料的配方与制备 釉料，由釉用原料制备而成，用于制备釉的原料。
7.3.1 釉料制备 釉料从组成成分均匀性及晶体结构分为：生料与熔块。
生料，制釉原料的粉末混合物。
各种成分颗粒的混合物，多为晶态结构，成分不均匀。 熔块，将生料通过高温熔制后冷却得到的玻璃块。 成分一致，非晶态。 1）生料的制备
釉料在加热过程中发生一系列的物理化学变化，包括：
分解反应
原料中吸附水、结晶水的排除 碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐及氧化物的分解 化合反应 在釉料出现液相之前，已有生成新化合物的反应在进行，当一 些原料熔融或出现低共熔物时，更能促进上述反应进行。 熔化 烧釉的最高温度，成为成熟温度。 在成熟温度下，釉料完全熔化。 熔融的釉料不仅能填补坯体表面的一些凹坑，还有利于釉与坯 之间形成中间层。
下面列出一些氧化物在0～100℃温度范围内的体积膨胀系数， 以供参考。 Na2O 10.0x10-7 P2O5 2.0x10-7 K2O 8.5x10-7 ZnO 1.8x10-7 Al2O3 5.0x10-7 SiO2 0.8x10-7 CaO 4.4x10-7 Li2O 2.0x10-7 BaO 3.0x10-7 MgO 0.1x10-7 PbO 4.2x10-7 B2O3 0.1x10-7 【解】 β= (0.8x75.3+5.4x14.5+0.1x2.2+5.0x2.8+10.0x2.1+8.5x3)x10-7
2）浇釉
将釉浆浇于坯体上形成釉层。
釉浆浇在坯体中央，借离心力使釉浆均匀散开。 适用于圆盘、单面上釉的扁平砖及坯体强度较差的产品施 釉。 3）喷釉 利用压缩空气将釉浆通过喷枪喷成雾状，使之粘附于坯体 上。 釉层厚度取决于坯与喷口的距离、喷釉的压力和釉浆比重。
适用于大型、薄壁及形状复杂的生坯。
特点是釉层厚度均匀，更容易实现机械化和自动化。 7.3.3 烧釉 将涂覆于坯体的釉料经高温烧制，得到理想的釉层。
这时熔体的粘度、表面张力的控制很重要，若粘度或表面张 力过小，容易形成流釉、堆釉及干釉等缺陷；若粘度或表面张力过 大，则易窝藏气泡，引起桔釉、针眼，造成釉面无光、不光滑。 成熟温度越高，釉料的粘度、表面张力越小。 由于坯釉化学组成上的差别，烧釉时釉的某些成分渗透到坯体 的表层中，坯体中的某些成分也会扩散到釉中，熔解到釉中。使接 触带的化学组成和物理性质区别于坯体与釉层，形成中间层。 中间层对调整坯釉之间的差别、缓和釉层中的应力、改善坯釉 的结合性能起到一定的作用。
3）熔融温度的影响因素 成分 为了降低釉料熔融温度，釉料中通常含有助熔剂，包括低 温起作用的助熔剂(碱金属氧化物,如Na2O、K2O、Li2O,和 PbO)，和高温起作用的助熔剂(CaO、MgO、ZnO、BaO等)。 当釉中的助熔剂的比例为, R2O:RO=0.3:0.7时， SiO2/(R2O+RO)比值在2.5~4.5之间，釉易熔，比值超过4.5时， 釉难熔。 通常采用实验确定釉料的熔融温度。由于已经积累了大量 的实验数据，人们已经可以利用釉的熔融温度系数能定性地推 测釉的熔融温度，有时还能获得近似于实际的数值。
表7.3釉料的组成与其釉的物理性质的关系
3）釉的热膨胀系数、弹性模量的设计 大多数釉的物理性质与其组成有密切关系，可以按照加和性 法则进行计算： α=α1x1+ α2x2+ α3x3+ ··+αnxn ·· 式中α为需要计算的某一物理性质； α1、 α2、·· n为各种氧 ·、α 化物的物理性质；x1、x2、··、xn为各氧化物的百分比含量。 ·· 计算釉的热膨胀系数， α代表线热膨胀系数， β 代表体热 膨胀系数。由于陶瓷与釉的热膨胀系数均较小，故有： β＝ 3α 【例】 计算组成（%）为：SiO275.3、Al2O314.5、MgO2.2、 CaO2.8、Na2O2.1、K2O3.0釉的线、体热膨制备流程图
如果所用硬质原料均为合乎要求的粉料，则流程中的粗、 中碎工序都可以省掉，直接配料入球磨机即可。 配制釉料时，可以按照普通浆料的制备方法，直接配料 磨成浆料。 2) 熔块釉料的制备 包括熔制熔块和制备釉浆两部分。
熔制熔块
指将原料的混合料经高温熔制，冷却后得到均匀的玻璃块。
坯体的热膨胀系数一般为(1~60)x10-7/K，最好是在（5～20） x10-7/K，釉的膨胀系数最好比坯体低10x10-7/K 釉的热膨胀系数决定于釉的组成。由于釉的结构类似玻璃， 其组成对热膨胀系数的影响也类似玻璃，即：
凡是能形成加强玻璃结构网络的组分，如SiO2、Al2O3等，均 使热膨胀系数降低；凡是使玻璃结构网络断裂或降低其键强的组 分，如碱金属及碱土金属的氧化物，均使热膨胀系数升高； “硼反常”现象，当B2O3的加入量少于12%时，能降低热膨胀 系数；当B2O3的加入量高于于12%时，能增加热膨胀系数。
始熔温度，指釉料明显开始软化的温度，为熔融温度的下限。
流动温度，指釉料完全熔融时的温度，或流动性超过临界值的 温度，为熔融温度的上限。
始熔温度与流动温度之间的温度范围称之为熔融温度范围。 成熟温度，生产中的烧釉温度。应确定在：釉料充分熔化、并 能均匀分布于坯体表面的温度。
釉的成熟温度在熔融温度的后半段，接近流动温度。 通常希望熔化温度范围要求宽些，以减小釉面形成气泡或针孔。 软化温度和流动温度的测定方法 将釉料制成2X3mm的圆柱体，然后放入管式电炉中，用高温 显微镜不断观察圆柱体软化熔融情况。当其受热至棱角变圆时的 温度为始熔温度；当试样流散开来，高度降低至原来1/3时，此温 度称为流动温度。
控制熔制气氛
如含铅熔块，若在还原气氛下熔制，则会生成金属铅。
图7. 3 熔块的制备流程图
制备浆料
将熔块釉磨细后，配制成浆料。
其流程为：
其操作要点为： 粉料颗粒的细度控制
配制浆料的颗粒细度直接影响浆料的悬浮性和流动性，也影 响釉浆与坯的粘附能力、釉的熔化温度及烧成后制品的釉面质量， 一般越细越好。
一般透明釉的细度以万孔筛（250目，约60微米）筛余 0.1%-0.2%较好；乳浊釉的细度对应的万孔筛筛余应小于0.1%。 釉浆比重控制 直接影响施浆时间和釉层厚度
颜色釉比重往往比透明釉大些，生坯浸釉时，釉浆比重约 为1.4-1.45；素坯浸釉时的比重约为1.5-1.7；机械喷釉的釉浆比 重范围一般在1.4-1.8之间。 流动性与悬浮性控制
熔体粘度的测定
图7. 4 升球法高温粘度测定仪示意图
影响粘度的主要因素是温度和成分 成分 在石英玻璃中，O/Si的比值为2的玻璃，在硅氧系统玻璃中具 有最大粘度；碱金属氧化物 加入碱金属氧化物后，破坏了[Si O4]网络结构， O/Si的比值 下降，粘度随之下降。 Na2O对降低釉粘度的影响要大于K2O。 但是当碱金属含量大于30%时，对粘度的影响与含量低时的情况 正好相反。 氧化硼对玻璃粘度的影响比较特殊。当加入量少时（约在12% 以下），粘度随氧化硼含量增加而增加；当含量大于12%时则产 生相反的影响。 温度
粘度随着温度的升高而下降。
2）熔融釉的表面张力 表面张力过大，釉不易铺展开来。 温度影响 温度升高对表面张力影响不大。
气氛影响
熔融釉在还原气氛中的表面张力越比在氧化气氛下的增大 20%。 成分影响 几乎所有的玻璃都呈现出离子半径越大，表面张力越小的规 律。 釉的表面张力的测定（拉筒法）
图7. 5拉筒法测定釉熔体表面张力的仪器原理图 1－坩埚电炉；2－自偶变压器；3－热电偶；4－检流计；5－分析天平；6－ 水冷却器；7－天平盘（左）；8－细铂丝；9－开口圆筒；10－铂盘；11－天 平盘（右）；12－铝圆筒；13－玻璃瓶（内盛凡士林油）；14－测量显微镜； 15－调整螺钉；16－升降机构
如果釉的热膨胀系数大于坯体。当温度从烧釉温度降至室温时， 釉层的收缩量小于陶瓷基体，使釉层稍受拉应力，容易引起釉层剥 落或导致制品的变形。
图7. 6 釉的热膨胀系数大于陶瓷基体所引起的应力、龟裂、变形
变形
图7. 7 釉的热膨胀系数小于陶瓷基体所引起的应力、釉层剥落、变形
从烧釉温度降温至室温,坯体中和铀中产生的应力可由下式计算:
通过控制粉料细度、水分含量和适当添加电解质来实现。 7.3.2 施釉 将釉浆涂覆在坯体的表面。
施釉前应保证坯体表面清洁，同时使其具有一定的吸水性， 所以生坯事先需经干燥、吹灰等工序处理。 根据坯体的性质、尺寸、形状及生产条件来选择合适的施釉 方法。