银灰色无铅金属光泽釉的研制

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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
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。
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 。
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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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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]。
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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
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。
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
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
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
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
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
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@163.com
Na2O 10.65
0.41
-
I.L. 42.51
《陶瓷学报》2011 年第 4 期
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
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。
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)
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)。
(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。
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
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
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
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
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)
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
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