第四章 釉料的配方及计算
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(特 殊效果的釉除外) 不可发生开裂或剥落现象 (特殊效果的裂纹釉除外) 高温流动性好,釉面易于平滑 耐酸碱腐蚀 根据实际需要的其他特殊要求
2 .1釉的特点
釉的特点
大多数釉是玻璃体,具有普通玻璃的物理化学性质。
釉与玻璃的不同点
釉层中含有气泡和晶体。
釉化学组成中氧化铝较玻璃高。 釉的熔融温度范围较宽。
例如:图中a、b、c 三点,成熟温度均为1300º C,釉式如下:
0.3R2O 2.04Al O · 点a: 2 3 10.20SiO2 0.7RO
0.3R2O 1.85Al O ·11.10SiO 点b: 2 3 2 0.7RO 0.3R2O 1.71Al O ·12.0SiO 点 c: 2 3 2 0.7RO
产生差异的原因
配方不同。 烧成制度不同。 釉与坯体之间会发生扩散和反应。
2.2 釉的分类
釉的分类方法
釉的分类按不同基准有不有的名称,一般可按坯
体的种类、制造工艺、组成、性质、显微结构、 用途进行分类。 我国生产中习惯以主要熔剂种类及外观特征命 名釉料,如铅釉,石灰釉,长石釉,乳浊釉,无 光釉,颜色釉等。
釉的本质
“釉“的配制与烧成,我国古代是一门很神秘、
很具挑战性的学问,古代的许多名窑、名瓷 都是以独特的釉来命名的:祭红、郎窑红、 唐三彩、兔毫、油滴、窑变花釉、……。 但是万变不离其宗,用一句简要的话进行概 括:釉是附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或 玻璃与晶体混合物的连续粘着层。
1.2 釉的作用
5.0~7.4 7.0~8.4
0.87~0.49
0.72~0.55 0.86~0.50
坯釉的化学组成一般应有一来自百度文库的差别,酸性坯配碱性釉--
----碱性坯配酸性釉,常用C.A(酸度系数CA反映坯釉的 酸性程度)控制:
瓷坯C.A=1 ~ 2 < 瓷釉C.A=1.8 ~ 2.5 陶坯C.A=1.2 ~ 1.3 < 陶釉C.A=1.5 ~ 2.5
(5)合理选择原料
既要保正生产工艺性能和釉面质量,又要经济合理。
分类的依据
坯体的种类 制 造 工 艺 釉料制作方法 烧成温度 烧釉速率 烧成方法 瓷器釉、炻器釉、陶器釉
釉 的 名 称
生料釉、熔块釉、挥发釉(食盐釉)、自释釉、渗彩釉 低温釉(<1120º C)、中温釉(11201300º C)、高温釉(>1300º C)、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
外观特性 性 质 物理特性
显微结构 用途
2.3.2 几种常见釉举例
长石釉特点
(1) 釉式中K2O和Na2O的摩尔 数(mol)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。
石灰釉特点(古瓷)
(1) 釉式中CaO的摩尔(mol) 数不小于0.5。
(1) 装饰作用: 可以使陶瓷表面光滑、明亮、美观,提 高陶瓷的艺术、欣赏价值。 (2) 可以改善瓷胎的各种性能: 釉具有不透水、不透气 、易洗涤、耐污 染 、耐腐蚀等优良性能。可以提高陶瓷的化 学稳定性、防污性(平滑、表面积减小) 力 学性能、电学性能等。
1.3 制造陶瓷时对釉的基本要求
有均匀的、光润的、有玻璃光泽的表面
(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。
2.其它种类的釉
镁质釉及其特点
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。 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。 对坯体的适应性强。
(6)PbO 最强的熔剂,古代低温釉的最主要助熔剂。硅酸 铅玻璃折射率高,光泽度高。适量的 引入与碱金属 氧化物相比可以更好的降低高温粘度,加宽熔融范围; 提高强度、光泽度和弹性;降低热膨胀系数。大 量使 用可使釉的强度和热稳定性降低。
(7)其它氧化物:MgO、ZnO、BaO等。
(8)骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等 骨灰 可提高光泽度,促进釉料分相,提高白度。 瓷粉 取代长石调节釉料,可提高釉的熔融温度, 降低釉的高温粘度。减少釉面针孔,提高白度。 乳浊剂 SnO2、TiO2、ZrO2、锑(Sb)化物、磷酸盐 着色剂 Co 、Fe、Cu 等的 氧化物、化合物或合成 颜料。
33.644 9.568 8.788
46.54% 39.50%
5.585 4.74
100% 13.96% 1.675
14
14% 1.675%
2. 计算各种氧化物的釉式系数
SiO2 Al2O3 K2O CaO
含量
分子量
去除烧减后含量
61.299
60.1 62.34 1.037 2.971
14.308
(2)釉料配方的确定方法
(A)借助成功的经验
根据制品的种类特点,查阅资料参考成功的配方,结 合可选用原料的组成和性能,生产厂的生产工艺条件, 通过计算、 调整、试验、性能测试等环节,最后得出各 方面性能满意同时 又经济合理的最优配方。
(B)借助三元系统相图 相图特点:只考虑三组分,缓慢升温的平衡过程。 釉的特点:多组分系统,快速升温的非平衡过程。 成份接近时有釉的的指导意义。 (C)利用釉的组成-温度图
101.9 14.55 0.143 0.410
8.788
94.2 8.94 0.095 0.272
14
56.1 14.24 0.254 0.728
摩尔分子数 釉式系数
3.写出釉式
4.5 我国部分古瓷釉式的分布规律
种类 窑口 建阳窑 吉州天目釉 定窑黑釉 宋以前黑釉 其它黑釉 青瓷 唐宋青瓷釉
解:1,求出并例表表示各配料中氧化物的含量
石英 22%
理论含量 实际含量
钾长石 52%
理论含量 实际含量
高岭土 12%
理论含量 实际含量
生石灰 14%
理论含量 实际含量
核计 100%
61.229% 14.308% 8.788%
SiO2 Al2O3 K2O CaO I.L.
100%
22
64.7% 18.4% 16.9%
4.2 釉料配方的基本原则
(1)满足制品对釉面的性能要求
日用瓷、墙地砖、卫生洁具、电瓷等。
(2)釉的成熟温度在坯的烧成范围之内
一次烧成釉,始熔温度应高,成熟范围应宽。避
免干釉和 起泡。二次烧成釉,生釉的粘附性要强。
(3)坯釉的热膨胀系数及弹性模量等物理性
能相适应
(4)坯釉的化学组成相适应
主要熔剂 组 成 主要着色剂
长石釉、石灰釉(石灰—碱釉、石灰—碱土釉)、锂釉、镁釉、锌釉、铅 釉(纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土釉)、无铅釉(碱釉、碱土釉、碱硼釉、 碱土硼釉) 铜红釉、镉硒红釉、铁红釉、铁青釉、玛瑙红釉 透明釉、乳浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光泽釉、闪光釉、偏 光釉、荧光釉(发光釉)、单色釉、多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、 裂纹釉、纹理釉、水晶釉、抛光釉 低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉 玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉 装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等
(1)SiO2 釉玻璃的主体(50%以上),提高釉的熔融温度和粘度 赋予釉高的力学强度,良好的热稳定性、化学稳定性,高的 白 度和透明度。 (2) Al2O3 在釉中的作用类似于 SiO2,但是提高熔 融温度和高温粘度的能 力更强。 釉的光泽度的基本划分
光泽釉(釉式)中Al2O3/SiO2=1:6 ~ 10 无光釉(釉式)中Al2O3/SiO2=1:3 ~ 4
0.3K2O 0.8Al O ·8.0SiO SK8: 2 3 2 0.7CaO
4.4 釉料配方的计算
基本计算方法和步骤与坯料的计算相同。
写实验式时,坯中以R2O3(中性氧化物)之
和为1,而釉式则以R2O+RO(碱性氧化物) 之和作为1。
例:试求下列釉料配方的釉式
已知某陶瓷厂用生石灰配制石灰釉,所用原料配比为:石英 22%,钾长石52%,高岭土 12%,生石灰14%,求该釉的釉 式。(假设所有原料均为纯原料,可以按照理论分子式计算 含量。,其中高岭土按照高岭石的分子式Al2O3· 2SiO2· 2H2O 计算,钾长石按照K2O· Al2O3· 6SiO2计算,而生石灰为100% 的CaO)
(D)参考测温锥的组成进行配方 每一个标号的测温锥都有确定的组成。某标定温度组 成的锥料作为釉料时,该釉的烧成温度应当比标定温度高 4~5个锥号。
例如:欲设计1350º C 成熟的釉,试确定参考釉式。 1350º C 锥号SK12(测温锥标号) 12-(4 ~ 5)=7 ~ 8 参考SK7、SK8的组成 0.3K2O 0.7Al O ·7.0SiO SK7: 2 3 2 0.7CaO
熔块釉
低温熔块釉(添加含PbO、B2O3等强熔剂的原料),其中铅 釉是古代低温釉陶瓷的最主要种类。 高温熔块釉 (添加含ZnO、BaO、SrO等熔剂的原料)
3 制釉的原料
天然原料
石英、钾钠长石、粘土、滑石、草木灰、石灰石、
白云石、铅丹。
化工原料
4.釉料配方
4.1 釉料配方的依据--釉中各氧化物的作用
唐宋以前青釉瓷
RO2/R2O3 4.4~5.0 5.0~7.0 5.0~7.0 5.0~7.0 5.0~7.0 5.0~8.0 5.0~8.0
R2O3/(R2O+RO) 1.26~0.92 0.70~0.46 0.88~0.70 0.46~0.30 0.92~0.52 0.84~0.39 0.39~0.18
(5) Li2O、Na2O、K2O 都是强熔剂,降低熔融温度和高温粘度,降低化学 稳定 性和力学强度。助熔能力: Li2O> Na2O >K2O。Li2O 在无铅釉中使用可使釉的热膨胀系数降 低,光泽度高,强度和耐酸性有一定的提高。Na2O 降低弹性和抗张强度,提高热膨胀系数,光泽度差。 K2O 常由钾长石引入,比钠长石熔融温度范围宽,粘 度大,
(3)CaO 釉中是主要熔剂,古代高温釉的主要助熔剂,可以降 低釉的粘度,提高釉的流动性和釉面光泽度,对有些 色釉可增强釉的着色 能力(如铬锡红釉),一般其用 量不超过18%,过多会使釉结 晶,形成无光釉。CaO 与碱金属氧化物相比,能增加釉的抗折 强度和硬度, 降低釉的膨胀系数,能提高釉的化学稳定性。另 外, CaO可改善坯釉结合性。配料中常采用石灰石,其密 度小, 能增强釉的悬浮性。
我国古陶瓷 研究工作者 总结了对历 代古瓷釉的 化学分析结 果,得到以 下釉式分布 规律。
黑釉瓷
枢府釉
钧釉(绝大部分)
7.4~8.4
9.0~12.0 5.0~7.4 5.0~7.4
0.96~0.80
0.50~0.34 0.86~0.53 1.40~0.80
白釉瓷
邢窑 定窑
德化窑
巩县窑 景德镇青花
5.0~7.4
釉料对釉下彩或釉中彩不致溶解或使其变色。 选择配釉的原料时,应全面考虑其对制釉过程、釉浆性
能、釉层性能的作用和影响。
4.3 釉料配方的确定
(1)掌握必要的资料
(A)坯料的化学和物理性质:组成、加热过程的物理化
学 变化、烧成温度范围和气氛等。 (B)釉的性能要求:光学、力学、电学、热学和化学稳 定性等 (C)制釉原料的化学组成、纯度、细度及工艺性能。 (D)燃料种类、烧成方法和烧成气氛等。
Al2O3
《陶瓷工艺学》 P175 图3-3
Al2O3 / SiO2 14 15 16
2.5 2.0 1.5
a
b
c
1:10 1:20
1.0
0.5
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 SiO2
该图对应釉式 0.3R2O nAl2O3 ·mSiO 2 0.7RO 其中:R2O=K2O+Na2O RO=CaO+MgO
第四章 釉料的配方及计算
1.1 釉的概念
汉字中的“釉”,由彩和油的偏旁部首组成。 “釉”字古通“油”字,宋代编纂的按照汉字字音 分韵 的字书《集韵· 宥韵》中记载, “釉,物有光 也,通作油”,说明釉是一种有油状光泽的物体。 后来为和“油”相区别,改为“釉”,更进一步表 明“釉”的含义是指有油状的光泽同时有颜色的物 体。陶瓷制品表面多半穿着一件光滑、平滑、漂亮 的外衣,“赤膊上阵”的很少。这件五彩缤纷的外 衣就是我们所要介绍的”釉“。