陶瓷工艺学5釉料及施釉

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（B）弹性—常用弹性模量来表示弹性，它们之间互为倒数关系。
0.3880 MgO
0.7188 Al2O3 0.0114 Fe2O3
7.1480 SiO2 （湖南建湘）
0.2128 K2O 0.1013 Na2O 0.5133 CaO
0.1724 MgO
0.3161 Al2O3 0.0057 Fe2O3
30149 SiO2 （唐山某厂）
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（A）长石釉特点
(1) 釉式中K2O和Na2O的mol 数之和不小于0.5。 (2) 硬度大，光泽度较高，略带乳白色，烧成范围宽。 (3) 与氧化硅含量较高的坯结合较好（南方瓷）。
天然原料：石英、钾钠长石、粘土、滑石、石灰石、白云 石、 硅灰石、锂辉石、锆英石、萤石等 。
化工原料：ZnO、 SnO2、 ZrO2、Pb3O4、BaCO3、Al2O3、 SrO、硼砂、硼酸、铅白、密陀僧（PbO）等。
釉的分类
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分类的依据
种类名称
wenku.baidu.com
坯体的种类 瓷器釉、炻器釉、陶器釉
制 釉料制作方法 生料釉、熔块釉、挥发釉(食盐釉)、自释釉、渗彩釉
注意：Al2O3的mol数在含铅釉中按RO2计算； B2O3的mol数在精陶釉中按R2O3计算；
C.A ＝ 1.4 ‾ 2.5
烧温度成＝1250 ‾ 1450ºC
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··釉的烧成温度的估算
（2）熔融温度系数法 （K）
K a1wa1 a2wa2 aiwai b1wb1 b2wb2 bi wbi
铜红釉、镉硒红釉、铁红釉、铁青釉、玛瑙红釉
外观特性 透明釉、乳浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光
性
泽釉、闪光釉、偏光釉、荧光釉（发光釉）、单色釉、
质
多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、裂纹釉、纹理釉、
物理特性 水晶釉、抛光釉
低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉
显微结构
玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉
用途
6.1.5.3 产生差异的原因
(1) 配方不同。 (2) 烧成制度不同。 (3) 釉与坯体之间的扩散和反应。
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6.2 釉的性质
• 釉的熔融特性 • 釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性 • 力学强度和硬度 • 化学稳定性 • 热膨胀 性和弹性 • 光学性质
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6.2.1 釉的熔融特性 6.2.1.1 釉的熔融温度范围
CaO BaO ZnO PbO Al2O3 B2O3 SiO2 MgO Na2O K2O P2O5
抗张 0.20 0.05 0.15 0.03 0.05 0.07 0.09 0.01 0.02 0.01 0.08 抗压 0.20 0.65 0.60 0.48 1.0 0.9 1.23 1.10 0.52 0.05 0.08
(3) 分子式、釉式、实验式、摩尔组成表示式
a b
R2O RO
}
c
R2O3
d
RO2
其中：a+b=1
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6.1.4 几种常见釉举例
6.1.4.1 长石釉和石灰釉
原料
湖南建湘（长石釉） 唐山某厂（石灰釉）
石英 长石 粘土 石灰石 滑石
30 55 5
10
22 52 12 14
0.4408 K2O 0.1070 Na2O 0.0642 CaO
Pb2+>Ba2+ >Cd2+>Zn2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+
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高温粘度的近似计算
莱曼低温釉烧成温度时高温粘度近似计算公式：
92
ki 0.32
……(3-3)
其中：
ki

100
w w SiO2
Al2O3
1
……(3-4)
式中：——高温粘度，Pa·s ；
ki ——粘度指数；
釉的烧成温度一般在其上限附近
开始熔融温度 ~ 完全熔融温度 软化变形温度 ~ 流动温度 半球温度 ~ 1/3原高温度（国标）
未烧
始熔温度
半球温度
流动温度
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·影响熔融温度范围的因素 (1) 物料细度 (2) 各组分混合均匀程度 (3) 物料的化学组成 提高熔融温度范围的成份：Ai2O3、RO2（SiO2、ZrO2） 降低熔融温度范围的成份：RO（软熔剂）、R2O（硬熔剂） 软熔剂RO：CaO、MgO、ZnO、BaO… 硬熔剂R2O：Li2O、Na2O、K2O、PbO、B2O3 13
(3-5)
式中：——高温下釉的表面张力，N/m；
a1 , a2 ai——各氧化物表面张力计算因数，N/m； wa1 , wa2 wai——对应各氧化物的质量分数。
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规律：K2O、B2O3、PbO、Na2O等能明显降低表面张力； Al2O3、V2O5、MgO等能明显提高表面张力； 一、二价金属离子半径越大，对的降低能力越强。
(3) 对坯体的适应性强
6.1.4.3 多熔剂混合型釉
(1) 高温釉 （添加含ZnO、BaO、SrO、Li2O等熔剂的原料） (2) 低温釉（添加含PbO、B2O3等强熔剂的原料）
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6.1.5 釉的特点
6.1.5.1 大多数釉是玻璃体
具有普通玻璃的物理化学性质
6.1.5.2 釉与玻璃的不同点
(1) 釉层中含有气泡和晶体。 (2) 釉化学组成中氧化铝的较玻璃高。 (3) 釉的熔融温度范围较宽。
Si—O—Si +Na+OH-
Si—OH + Si—O-Na+
(3) 酸侵蚀机理
一般酸（HF例外）不与釉发生反应，但稀酸中的水侵蚀。
Si—O—Si +H+F-
Si—OH + Si—F
釉玻璃与HF的反应剧烈（有利用价值）
有机酸中的有机阳离子在溶液中对釉玻璃有侵蚀作用(HAC)
（B）釉化学稳定性与其化学组成的关系
第六章 釉料制备及施釉
• 6.1 釉料概述 • 6.2 釉的性质 • 6.3 釉配方确定的依据 • 6.4 釉料配方的计算 • 6.5 釉层形成过程的反应 • 6.6坯釉适应性 • 6.7施釉
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6.1 釉料概述
• 釉及其作用 • 制釉原料及釉的分类 • 釉的组成及表示方式 • 几种常见釉举例 • 釉的特点
太小（<40Pa·s）则产生流釉、堆釉、干釉、釉泡等缺陷；
烧成温度下釉的粘度值在200 Pa·s左右为宜 影响高温粘度的主要因素： （1）烧成温度： 温度升高粘度下降 （2）化学组成：硅酸盐熔体结构网络的影响程度
三价及高价阳离子如Al3+、Si4+、Zr4+等提高粘度； 一价金属离子降低粘度 , 能力顺序： Li1+>Na1+>K1+ 二价金属离子高温下降低粘度 , 能力顺序：
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6.1.1 釉及其作用 釉的概念：是附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与
晶体的连续粘着层。
釉的作用
(1) 装饰：提高艺术、欣赏价值。 (2) 改善制品的各种性能：
化学稳定性、防污性、（平滑、表面积减小） 力学性能、电学性能、抗菌性能等等。
3
6.1.2 制釉原料及釉的分类
制釉原料：天然原料和化工原料
……(3-7)
注意： <90°时釉完全润湿坯体表面，才能得到质量良好的釉面。 一种釉料在不同的坯体上润湿性能不同。
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6.2.3 力学强度和硬度
（A）力学强度 抗压强度一般为400~700MPa 抗张强度一般为110~130MPa
影响抗张强度的因素： (1) 化学组成 玻璃结构网络的完整性
釉强度计算——加和性法则，各氧化物计算因子见下表
··釉的烧成温度的估算
(1) 酸度系数法 （C.A） C.A ＝（酸性氧化物mol数）/（碱性氧化物mol数）
C.A
RO2
R2O RO 3R2O3
-------------(3-1)
式中：RO2— 酸性氧化物mol数； R2O、RO、R2O3—碱性氧化物mol数； 各氧化物分类情况见P154
(1) R2O降低化学稳定性,用碱土RO代替R2O能够提高 釉的化学稳定性。
(2) SiO2、ZrO2能够提高化学稳定性。 (3) Al2O3、ZnO能够提高化学稳定性。
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6.2.5 热膨胀 性和弹性
（A）热膨胀性 热震动振幅增大，化学键力约束。
常用热膨胀性系数（）来表示：
(T2 T1 )
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(2) 微不均匀性和缺陷
(3) 残余应力和温度
（B）硬度
硬质瓷
划痕硬度
釉面硬度一般为 莫氏硬度7~8；维氏硬度5200~7500MPa
影响硬度的因素：
(1)化学组成：适应加和性法则计算因子如下：
SIO2 B2O3 Na2O K2O PbO CaO ZnO BaO Al2O3
10.0 6.1 -3.7 -10.2 -10.9 -4.3 -0.6 -0.7 -3.5
和熔块釉的烧成，容易消除釉中气泡、针孔。
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（C）润湿性 润湿性常用润湿角()来表示， 越小润湿越好 测定方法：釉粉制成直径10mm,高10mm的圆柱试样，置于坯
上，烧后测定其润湿角()。 影响润湿性的因素：
坯釉的化学组成 Lg
Sg
SL
坯釉的
坯釉的润湿角()。
cos sg sl lg
（B）石灰釉特点
(1) 釉式中CaO的mol 数不小于0.5。 (2) 弹性好，透明度好，还原气氛易烟熏，烧成范围窄。 (3) 与氧化铝含量较高的坯结合较好（北方瓷）。
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6.1.4.2 镁质釉及其特点
(1) 由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物MgO在釉式中的含 量不小于0.5 mol。
(2) 热膨胀系数小，不易烟熏，有利于白度和透光度的提高， 烧成范围宽。
装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等 5
6.1.3 釉的组成及表示方式
组成：化学组成和矿物组成和颗粒组成
组成表示方式：
(1) 矿物重量百分组成 原料
湖南建湘（长石釉） 唐山某厂（石灰釉）
工厂配方 石英 长石
30 55 22 52
粘土 5 12
石灰石 14
滑石 10
(2) 氧化物重量百分组成

LT2 LT1 LT1

1 T
……（3－8）
各类陶瓷制品的热膨胀性系数P163表3－9 釉的热膨胀系数与组成中各氧化物的关系符合加和性法则，
计算时各氧化物的量用摩尔分数结果与实测值较吻合。
规律: (1) SiO2和Al2O3（硼釉除外）降低热膨胀系数； (2) R2O和RO提高热膨胀系数，且R2O的能力强；
（A）釉受水、碱和酸的侵蚀机理 (1) 水侵蚀机理
Si—O—R + H·OH Si—OH + R+OH-
Si—O—Si + OH-
Si—OH + Si—O-
Si—O- + H·OH
Si—OH + OH+
生成物：Si(OH)4 ·nH2O或者SiO2 ·xH2O类似硅凝胶
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(2) 碱侵蚀机理
(3 2)
式中：a1、a2 ai 易熔氧化物熔融温度系数；
b1、b2 bi 难熔氧化物熔融温度系数；
wa1、wa2 wai 易熔氧化物质量分数； wb1、wb2 wbi 难熔氧化物质量分数。
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6.2.2 釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性
6.2.2.1 高温粘度 太大（>1000Pa·s）则产生橘釉、针孔、釉面不光亮等缺陷；
B2O3<15%，10~12 %，时在硼硅酸盐釉玻璃中硬度最大 (2) 矿物组成：釉层中析出微晶体的种类和数量。
锆英石、尖晶石、莫来石、金红石、钙长石、硅灰石等。
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(3) 釉的膨胀系数和弹性模量
釉的膨胀系数应该略小于坯的膨胀系数使釉受到压应力； 弹性模量小弹性好均有利于硬度的提高。
6.2.4 化学稳定性
wSiO2 ——釉中SiO2的质量分数；
wAl2O3 ——釉中Al2O3的质量分数；
上式没有考虑温度变化的影响
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（B） 表面张力 （）
过大阻碍气体排出和熔体均化不利于润湿，易产生“缩釉” 过小易造成“流釉”，形成针孔缺陷。 的值约为0.3N/m
影响表面张力的因素： (1) 化学组成： wa1 a1 wa2 a2 wai ai
造 烧成温度 工 艺 烧釉速率
烧成方法
低温釉(<1120ºC)、中温釉(11201300ºC)、高温釉 (>1300ºC)、易熔釉、难熔釉 慢速烧成釉、快速烧成釉
一次烧成釉、二次烧成釉
主要熔剂 长石釉、石灰釉（石灰—碱釉、石灰—碱土釉）、锂釉、
组
镁釉、锌釉、铅釉(纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土
成 主要着色剂 釉)、无铅釉(碱釉、碱土釉、碱硼釉、碱土硼釉)
(2) 烧成温度： 釉的随温度升高而降低。
0 1 b • T ………（3-6）
式中：——T温度下的表面张力，N/m； 0——T0温度下的表面张力，N/m； b——经验系数一般取（12）10-4，1/K； T——T－T0，K。
(3) 烧成气氛： 还原气氛下表面张力约比氧化气氛下大20％，有利于色釉