第3章釉料
釉料原理及实验.doc
釉料原理及实验二氧化矽（SiO2,Silica）自然界中的二氧化矽矿物统称石英（Quartz）.地壳中约含60%的石英，最纯的石英单结晶(Single Crystal)称为水晶。
水晶产量少，很少用于陶瓷。
釉药常用的石英来源有下列几种。
①脈石英二氧化矽熔融急冷凝固在地壳浅层带，呈矿脉状产出，是谓脉石英。
这种火成岩，外观纯白或半透明，断口呈贝壳状有油脂光泽，纯度高达99%，是良好的釉药原料。
②砂岩石英颗粒经高压而成的沉积岩。
杂质较多，纯度在90～95%间。
②石英岩是一种变质岩，系纯度较好的砂岩经变质作用，石英颗粒再结晶的岩石。
呈灰白色，断口致密、强度大、硬度高。
③石英砂是上述岩石风化后之细粒砂。
台湾西部河边、苗粟三义、台北中和一带有产出。
作为釉药原料，可不用破碎，但杂质多，成分波动大，必须先经选矿处理。
⑤燧石（Flint）为一种隐晶形的石英沉积岩，产地在英、美。
石英是由〔SiO4〕-4 四面体互相以顶点连接而成的三度空间架状结构，因此硬度高,熔融温度也高。
又因〔SiO4〕四面体的连接方式在不同的条件与温度下会有不同的连接方式，石英可出现不同的晶形。
（如图2-1）石英（Quartz）虽有不同型晶体，但都是矽酸单体所组成，只是单体连接方式和Si-O-Si健角的不同，如图2-2（a）和（b）为β，α石英之比较图。
低温型(α)与高温型(β)在结构上相似，只是原子位置和健角稍有偏移，造成体积的变化。
鳞石英(Tridymite)和白矽石(Cristobalite)，各晶形转变时，体积会伴随膨胀或收缩（表2-2）。
陶瓷品在烧成时於573℃左右，α石英与β石英互相转换，常有釉裂的现象。
2、氧化钛（TiO2, Titanium 0xide）氧化钛取天然矿物“钛铁矿”（FeTiO2），以硫酸水解法制成TiO(OH)2胶体，再煅烧而得，俗名钛白粉。
市售有“R”型（金红石，Rutile）及“A”型（锐钛矿，Anatase）二种。
第三章 配料计算
①手工造粒 本法仅适用于小批量生产和实验室试验。 ②加压造粒法 本法的优点是团粒体积密度大，制品的机械强度高，能满足各种大体 积或复杂形状制品的成型要求。它是新型陶瓷生产中常用的方法。
⑴原料预处理 ①酸洗与磁选 酸洗主要是将一定浓度（30%）的盐溶液注入原料中，加热以除掉其中 有害的铁杂质。
磁洗是利用铁的磁性质，使物料通过强大的磁场，铁质杂质等被磁场 吸引而从原料中。分离出来。 ②预烧 预烧工艺的关键是预烧温度、预烧气氛及外加剂的选择。 ③预合成
合成的方法通常有固相反应法和液相反应法，可根据需要进行选择。
3.2.2. 釉料配方
⑴釉料配方的配制原则
①根据坯体的烧结性质调节釉料的熔融性 质，釉料的熔融性质包 括釉料的熔融温度，熔融温度范围和釉面性能等三方面的指标。 ②釉料的膨胀系数与坯体膨胀系数相适应 ③坯体与釉料的化学组成相适应 ④釉的弹性模量与坯的弹性模量相匹配 ⑤合理选用原料
⑵釉料配方的确定 ①资料的准备 主要掌握坯料的化学与物理性质，明确釉料本身的性能要求，还要了 解制釉原料化学组成，原料的纯度以及工艺性能等。 ②配制方法 釉料配制方法是用化学组成百分数来表示或者用实验公式来表示的。 以变动化学组成的百分数或实验公式中的氧化物摩尔数或者是两种氧化物 的摩尔数之比来配成一系列的釉式，然后通过制备，烧成并测定它们的物 理性质，找到符合要求的配方。在得到良好的配方后，再进行配方的调整 试验。此时可用优选法或正交试验法，以求得到一个釉面各项性能指标最 佳的釉料配方。
③喷雾干燥造粒法 本法造粒好坏与料浆粘度、喷雾方法等有关。本法适用于现代 化大规模的连续生产，效率高，工作环境大大改善，但设备投资大， 工艺较复杂。 ④冻结干燥法 这种粉料呈球状，组成均匀，反应性与烧结性良好，适用于实 验室试验。
陶瓷工艺学釉料配方与计算釉层形成过程坯釉适应性
陶瓷工艺学釉料配方与计算釉层形成过 程坯釉适应性
二、釉层冷却时的变化
熔融的釉层在冷却时要经过三个阶段： ①从低粘度的流动状态冷却到软化温度（Tf ） ； ②粘度增加，经过粘性状态； ③超过转变温度（ Tg）后凝固形成玻璃体。
第一阶段，粘度小于10Pa•s，温度与粘度大致成直线关系， 釉处于熔融状态。 第二阶段，随温度降低，熔体粘度增加， 粘度在10~100Pa•s，为硬化阶段或转变区域，此范围内釉 还处于粘性状态。第三个阶段，粘度大于100Pa•s，温度低 于转变温度点（Tg）时，釉面由粘性状态进入脆性状态，釉 面硬化。
多化合物间的固相反应发生。在温度继续升高时，易熔氧 化物同Al2O3和SiO2等发生反应，形成新的共熔物。
❖ 研究表明，Na2CO3与SiO2在700℃以下能发生完全固相反 应，在800℃时能发生少量烧结现象。 CaCO3与SiO2 固 相接触可反应生成偏硅酸钙（CaSiO3），如果加热时间很 长，在610℃可以起反应，在800℃时反应剧烈，950℃可 完全形成可熔性硅酸盐，1150℃时成为流动性熔体。
❖ 因此，在实际配制釉的时候，应配制出釉的膨胀系数略小 于坯的膨胀系数的釉料，使釉中产生不大的压应力，可以 在提高釉的热稳性及力学强度的情况下而不出现裂纹。
提高烧成温度，延长保温时间，使釉中组分Na2O、B2O3、PbO 挥发，坯料中Al2O3通过中间层向釉中迁移，从而降低釉的膨胀 系数，使釉层造成压应力，提高了坯釉结合强度。
硬化的釉层封闭在其中形成气泡。
陶瓷工艺学釉料配方与计算釉层形成过 程坯釉适应性
❖ 釉中气泡的存在，会给釉面性能带来很大影响。 1）在外观品质上，气泡的存在使釉面透光度降低，
《釉料制备及施釉》课件
施釉方法：刷釉、喷釉、浸釉等 施釉时机：在坯体干燥后进行 施釉厚度：根据釉料种类和施釉方法确定 施釉温度：根据釉料种类和施釉方法确定 施釉环境：保持清洁、干燥、通风 施釉效果：均匀、光滑、无气泡、无裂纹
施釉机：用于将釉料均匀地涂在陶瓷制品 表面
釉料搅拌机：用于搅拌釉料，使其均匀混合
釉料过滤机：用于过滤釉料中的杂质，保 证釉料质量
釉料粉末
施釉：将干燥的釉料粉 末施于陶瓷制品表面，
形成釉层
原料选择： 不同原料 对釉料性 能影响不 同
配方比例： 不同配方 比例对釉 料性能影 响不同
烧制温度： 不同烧制 温度对釉 料性能影 响不同
烧制时间： 不同烧制 时间对釉 料性能影 响不同
烧制气氛： 不同烧制 气氛对釉 料性能影 响不同
烧制工艺： 不同烧制 工艺对釉 料性能影 响不同
球磨机：用于粉碎原料， 使原料颗粒均匀
搅拌机：用于混合原料， 使原料充分混合
压滤机：用于过滤原料， 去除杂质
干燥机：用于干燥原料， 使原料达到合适的湿度
釉料选择：根据 陶瓷制品的种类 和用途选择合适 的釉料
釉料调配：根据 釉料的种类和比 例进行调配，保 证釉料的均匀性 和稳定性
施釉工具准备： 准备施釉所需的 工具，如刷子、 喷枪等
汇报人：PPT
釉料输送泵：用于将釉料输送到施釉机或 喷釉机
喷釉机：用于将釉料喷涂在陶瓷制品表面， 提高施釉效率
釉料回收设备：用于回收施釉过程中产生 的废釉料，减少浪费
光泽度：釉料表面的光泽程度 透明度：釉料对光线的透过程度 硬度：釉料表面的硬度和耐磨性
耐热性：釉料在高温下的稳定性和耐久 性
耐腐蚀性：釉料对酸、碱等化学物质的 耐受性
环保型釉料：研发无毒、无害、环保的釉料，降低对环境的影响 功能性釉料：开发具有特殊功能的釉料，如抗菌、自清洁、耐高温等 智能化施釉：采用自动化、智能化的施釉技术，提高生产效率和质量稳定性 3D打印技术：利用3D打印技术制备复杂形状的釉料，满足个性化需求
无机材料工艺学陶瓷4釉料PPT课件
4
分类的依据
坯体的种类 制 釉料制备方法 造 烧成温度 工 艺 烧成方法
主要熔剂成分 组 成
主要着色剂 外观特征 性 质 物理特性
第三章 陶瓷釉料
1
§3.1 釉层的作用及特点
釉的概念：釉是附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃体或玻璃与 晶体混合物的粘附层。
一、釉层的作用
(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) 可以改善制品的各种性能： 釉层具有不透水、不透气、易清洁、耐腐蚀等特点。在一定
程度上可以改善陶瓷的化学稳定性、防污性、 力学性能、电学 性能等。
（8） B2O3 ——主要由硼砂、硼酸引入。 ● 作用：i) 强助溶剂，显著降低釉烧温度。
ii)提高釉面的光泽度及平整度。 iii) 量少时降低釉层的膨胀系数，量多时则相反。
（9） ZrO2 或 ZrO2·SiO2 ——由工业 ZrO2 和锆英石 引入。 ● 作用：i) 用作乳浊剂，制成乳白釉、无光釉等铅白（2PbCO3·Pb(OH)2） 引入。
● 作用：i)强熔剂，降低釉料的熔融温度和高温粘度。 ii) 提高釉面的光泽度及平整度，显著扩大釉料的熔融范围。 iii) 增大釉的膨胀系数及弹性。 iv) 但会降低釉层的硬度、化学稳定性和抗热震性。
9
（二）制釉氧化物
(3) 乳浊釉的使用可大大拓展坯体用原料的来源，提高矿物资源 的利用率。
2
§3.1 釉层的作用及特点
二、釉层的特点
1、釉与玻璃的相似性 大多数釉本质上是玻璃体，具有普通玻璃的物理化学性
釉料的配方及计算PPT课件
1.2 釉的作用
(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。
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1.3 制造陶瓷时对釉的基本要求
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分类的依据
坯体的种类
制 釉料制作方法 造 烧成温度 工 艺 烧釉速率
烧成方法
釉的名称
瓷器釉、炻器釉、陶器釉
生料釉、熔块釉、挥发釉(食盐釉)、自释釉、渗彩釉 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
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（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1350ºC 成熟的釉，试确定参考釉式。 1350ºC 锥号SK12（测温锥标号） 12－（4 ~ 5）＝7 ~ 8 参考SK7、SK8的组成
• 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。
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）
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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。
Al2O3
陶瓷重点
陶瓷工艺学重点1.传统上，陶瓷的概念是指所有以黏土为主要原料与其它天然矿物经过适当的配比、粉碎、成型并在高温培烧情况下经过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质。
2.釉下彩绘是在素烧或未烧的坯体上进行彩绘，然后施上一层透明釉在高温下烧制而成。
釉中彩是在陶瓷釉上进行彩绘后，在1060-1250C 温度下快速烤烧而成。
在高温条件下，制品釉面软化熔融，使陶瓷颜料渗透到釉层中内部，冷却后釉面封闭，颜料自然沉入釉中。
3.等静压成型是将待压试样置于高压容器中，利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递的压力的性质，从各个方向对试样进行均匀加压，使瘠性物料成型致密坯体，也称为等静压法。
第一章原料1.原料的分类方法有以下几类：（1）按工艺特性分为：可塑性原料，非可塑性原料，和熔剂性原料。
（2）按原料的用途：瓷坯原料，瓷釉原料、色料及彩料原料。
（3）按矿物组成可分为：黏土质原料，硅质原料，长石质原料，钙质原料，镁质原料。
（4）按原料的获得方式可分为：矿物原料和化工原料。
2.黏土的分类：按成因分可分为：（1）原生黏土：又称一次黏土，残留黏土，是母岩风化崩解在原地残留下来的黏土；（2）次生黏土，又称二次黏土、沉积黏土，是由风化形成的黏土，经雨水河流的冲刷与漂流及有时外加风力的作用以后，迁移至盆地或水流缓慢的湖泊沼泽地沉积下来，而形成黏土层。
3.按耐火度分类：耐火黏土（耐火度在1580C以上）；难熔黏土（耐火度在1350--1580C）易熔黏土（耐火度在1380C以下）4.高岭石（Al2O3.2SiO2.2H2O)5.蒙脱石也叫膨润土（Al2O3.4si2O.nH2O)6.黏土的组成包括：矿物组成。
化学组成，颗粒组成。
7.可塑性：是指泥团在一定外力作用下产生形变但不开裂，当外力去掉以后，仍能保持形状不变，黏土的这种性质称为可塑性。
8.可塑性指数是指黏土的液限含水率与塑性含水率之差。
9.可塑性指标系是指在工作水分下，黏土泥团受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。
第三章 配料及计算
五、弄清各原料在陶瓷材料中的作 用
弄清各种原料在陶瓷 材料中的作用及材料性 能的影响，是进行配方试验的基础
第二节 坯、釉料表示方法
一、配料比表示
1、配料比：即是直接列出所用的各种原料的 质量百分比。 2、釉面砖坯体的配方为：磷矿渣50%、蜡石 、釉面砖坯体的配方为：磷矿渣50% 50%、蜡石 35%、紫木节土15%。 35%、紫木节土15%。 3、卫生瓷乳浊釉的配方为：长石33.2%、石 、卫生瓷乳浊釉的配方为：长石33.2%、石 英20.4%、苏州高岭土3.9%、广州锆英石 20.4%、苏州高岭土3.9%、广州锆英石 13.4%、氧化锌4.7%、煅烧滑石9.4%、石 13.4%、氧化锌4.7%、煅烧滑石9.4%、石 灰石905%、碱石5.5%。 灰石905%、碱石5.5%。
5．TiO2一般可认为由金红石提供。 6．除去以上各种矿物中所含的SiO2量后， ．除去以上各种矿物中所含的SiO 剩余的SiO 剩余的SiO2可作为游离石英。
例3 某粘土的化学全分析如下表 质量） （%质量）：
SiO2 Al2O3 59.25 29.70 MgO K2O 微量 0.48 试计算其矿物组成 。 Fe2O3 0.16 Na2O 0.05 CaO 0.28 灼减 10.08
3）按碱性、中性、酸性氧化物的顺序排列出 坯式 0.3015K2O 0.1045Na2O 0.9933Al2O3 5.354SiO2 0.0297CaO 0.0067Fe2O3 0.0295TiO2 0.0192MgO 若化学组成中未包含灼减，则仍照上述程序 计算，所得坯式的结果不变，即灼减对实 验式没有影响。
2、对于坯式是将中性氧化物（R2O3）摩尔 、对于坯式是将中性氧化物（R2O3）摩尔 数调整为1 数调整为1。 3、对于釉式则是将碱性氧化物（R2O=RO） 、对于釉式则是将碱性氧化物（R2O=RO） 的摩尔数综合调整为1 的摩尔数综合调整为1
陶瓷工艺原理3章釉料
湖南建湘（长石釉） 30 55 5
/ 10
唐山某厂（石灰釉） 22 52 12 14
/
② 氧化物重量百分组成
组成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O ZnO 灼减 合计 Wt％ 69.19 14.63 0.12 0.79 3.43 6.32 1.68 1.50 1.96 100
(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。
五彩缤纷的外衣——釉
• 什么是釉 汉字中的“釉”，其含义是指 有油状的光泽，所以古代用“油”字表 示陶瓷制品表面的光泽，但又因为“油” 字这个字代表食物，后人经过种种考虑， 修改结果就取表示光彩的“采”合成为 “釉”。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”。
五彩缤纷的外衣——釉
• 颜色釉装饰 颜色釉装饰源于陶器，在商代便有 了青黄釉陶器出现，到汉末晋初年间就有青釉 瓷器了。唐代的唐三彩，宋代的影青、粉青、 钧红、黑釉等闻名于世，经明清发展成颜色釉。 颜色釉多以金属氧化物的天然矿石为着色剂配 制而成，如铁、铜、锰、钛、铬、锌、钴、锑 等。它有高温、中温和低温之分。高温色釉以 景德镇和河南禹县的色釉瓷为代表，采用还原 焰烧成，烧成温度为1320℃左右；中温色釉以 河北邯郸、山东淄博、江苏宜兴的色釉为代表， 采用氧化焰烧成，温度在1200℃左右。
于釉面的铺展，提高釉玻璃的折射率（光泽度），适量加入 可以降低热膨胀系数，提高化学稳定性。过量导致釉的各种 性能变差。1000ºC以上易挥发。
（9）BaO 助熔剂，少量引入可以提高釉的光泽度和力学强度，代替
釉料的性质及制备工艺分析
釉料的性质及制备工艺分析釉料是一种覆盖在陶瓷表面的物质，用于增强陶瓷的装饰效果、提高陶瓷的密度和耐磨性等。
釉料的性质和制备工艺直接影响陶瓷制品的质量和外观效果。
下面将对釉料的性质及制备工艺进行分析。
一、釉料的性质：1.物理性质：釉料的物理性质包括颜色、光泽度、透明度、硬度、熔融温度等。
一般釉料的颜色取决于釉料中的金属氧化物，如铁氧化物可以使釉料呈现棕色或黑色，钴氧化物可以使釉料呈现蓝色。
光泽度和透明度可以通过控制釉料中的熔融温度和成分实现。
硬度则直接影响釉料的耐磨性，硬度越高则越不容易磨损。
2.化学性质：釉料的化学性质对陶瓷制品的化学稳定性和耐腐蚀性有重要影响。
一般来说，釉料中的主要成分是氟化物、硅酸盐、硼酸盐等。
氟化物可以提高釉料的耐磨性和耐腐蚀性，同时对环境和人体健康有一定的危害，需要在制备过程中进行严格控制。
3.烧结性：釉料的烧结性是指釉料在高温下熔融、涂覆在陶瓷制品上并形成致密均匀的釉面层的能力。
烧结性的好坏直接影响釉面的质地和外观效果。
釉料的烧结性一般通过控制熔融温度、釉料中的熔融剂和助熔剂的含量等方面来实现。
二、釉料的制备工艺：1.釉料配方的确定：釉料的成分配比是制备过程中最关键的一步。
根据所需效果，可以选择不同的原料，如石英、长石、黏土等。
一般情况下，制备釉料需要考虑原料的破碎度、粒度、颗粒分布等因素。
2.原料的研磨：将釉料的原料进行研磨，可以使原料颗粒更加均匀、细腻，并增加原料与其他添加剂之间的相互作用。
研磨过程中可以添加一定的磨料和润滑剂，以提高研磨效果。
3.釉料的混合与过筛：将研磨好的原料进行混合，保持釉料的均匀性和一致性。
然后进行过筛，去除其中的杂质和颗粒。
4.釉料的熔炼和熔融：将混合好的釉料投入窑炉进行熔炼，使其达到一定的熔融程度。
在熔融过程中，可以添加助熔剂来提高釉料的熔融性。
5.冷却和粉碎：将熔融好的釉料进行冷却，使其形成坚固的块状。
然后将块状釉料进行粉碎，得到所需的细碎釉料。
釉料
(1)、原料的分解 釉用原料如粘土脱水，有机物挥发，碳酸盐、 硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、硼砂、硼酸、石灰 石、方解石等分解。 包括碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐及氧化物的分 解和原料中吸附水、结晶水的排出。
《无机非金属材料》-陶瓷工艺学“釉料”
College of Chemistry & Materials Science
浸釉时间有关。适用于大中小各类产品。
浇釉(淋釉) ：釉浆浇于坯体上。
适用于圆盘、单面上釉的扁平砖及坯体强度
差的产品。
《无机非金属材料》-陶瓷工艺学“釉料”
College of Chemistry & Materials Science
喷釉：压缩空气将釉浆通过喷枪或喷釉机喷
成雾状。
釉层厚度与坯和喷口的距离、喷釉压力、
College of Chemistry & Materials Science
3. 坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应
要求：釉 < 坯 （略小于微正釉， 受压应力） E釉 < E坯 （釉有较大的弹性，对机械应力、 热应力的适应能力强）
《无机非金属材料》-陶瓷工艺学“釉料”
College of Chemistry & Materials Science
College of Chemistry & Materials Science
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。 釉与玻璃的不同点及产生差异的原因 釉与玻璃的不同点 釉层中含有气泡和晶体。
釉化学组成中的氧化铝较玻璃高。
釉的熔融温度范围较宽。 《无机非金属材料》-陶瓷工艺学“釉料”
(2)、化合与固相反应
温度升高，易熔氧化物同Al2O3和SiO2等发生反应，
陶瓷工艺原理3章釉之形成反应
第一阶段，粘度小于10Pa·s，温度与粘度大致成直线关系，釉处 于熔融状态。第二阶段，随温度降低，熔体粘度增加，粘度在10100Pa·s，为硬化阶段或转变区域。第三阶段，粘度大干100Pa·s， 温度低于转变温度点(Tg)时，釉面由粘性状态进入脆性状态。应力
• 釉烧时间和温度：釉烧时间长，温度高，会使釉熔化和均化
更充分。
3.5釉层形成过程的反应
3.5.2 釉料冷却时的变化 3.5.2.1 凝固
熔融的釉料冷却时经历的变化和玻璃一样，首先由低粘度的高 温流动状态转变到粘稠状态，粘度随温度的降低而增加，再继 续冷却则釉熔体变成凝固状态，呈脆性。
3.5.2.2 产生应力
3.5.1.4 烧结
烧结是指将粉末状态的物质经过加热转化为具有一定强度的凝集
块状物质的过程。本质：降低颗粒表面能的过程。
3.5釉层形成过程的反应 3.5.1 釉料加热时的变化
• 3.5.1.4 烧结 影响因素 • 烧结温度和保温时间的影响。烧结温度愈高，保温时
间愈长，越有利于烧结，多晶材料应注意品粒的“异 常生长”。 • 原料粒度的影响。原料颗粒愈细，则熔点降低，有利 于烧结。反之，则不利于烧结 • 添加剂的影响。根据添加剂的不同可促进或阻止烧结 过程。 • 原料类型不同，烧结速率就商很大差别。 • 颗粒表面如粘附着熔融物，则有利于烧结。 • 在合适的温度下，扩散作用可以补偿结构缺陷，粒子 边缘的破碎也受其影响 • 小颗粒的原料由于表面能较大，不断向大颗粒移动， 大小颗粒结合而形成一更大颗粒。
陶瓷工艺原理
第五节釉层形成过程的反应
釉料知识
釉是指覆盖在陶瓷坯体上的玻璃态薄层，但它的组成较玻璃复杂，其性质和显微结构也和玻璃有较大的差异，如它的高温粘度远大于玻璃；其组成和制备工艺与坯料相接近而不同于玻璃。
釉的作用在于：改善陶瓷制品的表面性能，使制品表面光滑，对液体和气体具有不透过性，不易沾污。
其次可以提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性。
釉还对坯起装饰作用，它可以覆盖坯体的不良颜色和粗糙表面。
许多釉如颜色釉、无光釉、砂金釉、析晶釉等具有独特的装饰效果。
第一节釉的分类釉的品种很多，分类方法也较多，常用的有：1按与其结合的坯体的种类分可分为瓷釉、陶釉。
2.按制备方法分：生料釉——所有制釉的原料均不预先熔制，而是直接加入球磨机混合，制成釉浆。
熔快釉——先将部分易熔、有毒的原料以及辅助原料熔化成熔快，再与粘土等其它原料混合、研磨成釉浆。
盐釉——当坯体煅烧到高温时，向窑内投入挥发性盐（常用NaCl），使之气化后直接与坯体作用形成薄的釉层。
3.按釉的外观特征分可以分为透明釉、乳浊釉、半无光釉、结晶釉、金属光泽釉、裂纹釉等。
4.按釉的成熟温度分可分为高温釉（>釉250℃）、中温釉（釉釉00~釉250℃）、低温釉（<釉釉00℃）。
5.按釉的主要熔剂矿物分类可分为长石釉、石灰釉铅釉、锂釉、镁釉、锌釉等。
长石釉——以长市为主要熔剂，釉式中K2O+Na2O的分子数等于或稍大于RO的分子数，长石釉的高温粘度大、烧成范围宽、硬度较大、热膨胀系数也较大。
石灰釉——主要熔剂为CaO，釉式中CaO的摩尔数≥，石灰釉的光泽很强、硬度大、透明度高，但烧成范围较窄，气氛控制不好易产生“烟熏”。
如果用一部分长石代替石灰石，使CaO含量<8%则称为石灰碱釉，以部分MgO（分子数>）代替部分CaO则称为镁釉，以ZnO代替CaO（分子数>）则称为锌釉. 铅釉——以PbO为助熔剂的易熔釉。
它的特点是成熟温度较低，烧熔范围较宽，釉面光泽强，表面平整光滑，弹性好。
釉料加工规章制度
第一章总则第一条为规范釉料加工生产，确保产品质量，保障员工人身安全，维护生产秩序，特制定本规章制度。
第二条本规章制度适用于本厂釉料加工车间的全体员工及管理人员。
第三条本规章制度的制定依据国家相关法律法规、行业标准和企业实际情况。
第二章质量管理第四条釉料加工生产必须严格按照国家质量标准和生产工艺执行。
第五条原材料入库前应进行检验，确保原材料质量符合要求。
第六条生产过程中，严格执行操作规程，确保产品质量稳定。
第七条产品出厂前必须经过严格检验，合格后方可出厂。
第八条对不合格产品要及时处理，并查明原因，防止类似问题再次发生。
第九条定期对产品质量进行抽检，确保产品质量符合国家标准。
第三章安全生产第十条釉料加工车间应定期进行安全检查，消除安全隐患。
第十一条员工进入车间必须佩戴安全帽、防护眼镜、防尘口罩等防护用品。
第十二条釉料加工设备操作人员必须经过专业培训，取得操作证后方可上岗。
第十三条严禁在工作场所吸烟、饮食、乱扔垃圾等不文明行为。
第十四条严格执行设备操作规程，确保设备安全运行。
第十五条发生安全事故时，立即停止生产，组织抢救，并及时报告上级领导。
第四章环境保护第十六条釉料加工生产过程中产生的废水、废气、固体废弃物必须按照国家规定进行处理。
第十七条定期对废水、废气、固体废弃物进行处理设施进行检查，确保设施正常运行。
第十八条做好生产现场的环境卫生工作，保持车间整洁。
第五章员工管理第十九条员工必须遵守国家法律法规、企业规章制度和职业道德。
第二十条员工应积极参加培训，提高自身业务素质。
第二十一条员工应服从工作安排，认真履行岗位职责。
第二十二条员工应关心企业，积极参与企业文化建设。
第六章附则第二十三条本规章制度由厂部负责解释。
第二十四条本规章制度自发布之日起实施。
第二十五条本规章制度如有与国家法律法规、行业标准相抵触之处，以国家法律法规、行业标准为准。
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5．显微结构 6 ．用途 析晶釉、装饰釉、电瓷釉、化学瓷釉 铝釉： 铝釉折射率比较高，高温粘度及表面强力比较小， 流动性比较大，所以釉面光泽高、表面平整光滑，釉层 清澈透明，不易析晶失透。但釉面硬度较低，化学稳定 性差。铝易于溶出，会影响人体健康，方向是釉料无铝 化。 石灰釉： CaO含量在10～13％以上，高温粘度小、透明， 利于釉下彩，熔融范围宽 长石釉： 由长石白釉中引入K2O及Na2O，但K2O、多则 膨胀系数大，光泽度高、硬度大、熔融范围宽。
第三章 釉料LOGO Nhomakorabea第一节 釉层的工艺基础
一 、釉的作用 3000多年前的商代的陶器上，有釉层出 现，是陶瓷史上的第一次飞跃（河南安阳出土 的殷商时代的陶器）。 釉的作用：防污、提高机械强度、化学稳 定性、电性能、艺术效果（结晶釉、色釉、裂 纹釉等等）。
二 、釉的特点和性质
（一）釉的特点 1. 釉基本是玻璃但比一 般玻璃的成分复杂，并 且含有晶体、气泡等。 2. 大多数釉中含有氧化铝，而玻璃中氧化铝含 量少。 3. 釉的种类繁多，其熔融范围比玻璃宽。
2．坯釉的膨胀系数和弹性模量匹配 釉的膨胀系数略小于坯 釉 坯 ，釉受到压应 力，釉的弹性模量略小于坯 E釉 E坯 ，坯受到釉的张 力，如果E釉大，则坯受到的张力大，陶瓷的抗张强度 的，易于造成开裂同样的应变T，E升高，应变增大。 3．坯釉化学组成相适应 釉的化学性质与坯相近，有轻微反应，形成中 间层，反应过大则会干釉。 4．对釉中的颜料等不会产生不良影响，如变色、失效等 5．部分溶于水的原料要先制成熔块，如硼砂 6．良好的施釉工艺性能 泥浆的粘度合适，附着力强、生釉的干燥收缩 要小。
造成气泡的原因：
①坯釉料粉体表面吸附和空隙间留存的气体，温度升高气 体脱附，并且气体膨胀，压力升高，向上扩散到釉中 ②水份：SiO2+H2O→SiOH等处于结构中的水份高温下放 出，如熔块中的水分等，釉浆中的水分等 ③釉浆释放溶解的气体。 ④坯釉料成分在高温下分解出的气体，碳酸盐、硫酸盐等 ⑤釉料熔融时放出的气体，有人认为长石熔融时会放出吸 附的新生态N2 ⑥烧釉时，由燃烧产物中吸附的气体及沉积的碳素脱碳氧 化而逸出的气体 ⑦工艺因素带来的气体 快速烧成，在低温时未能及时排出的气体。
弹性模量 ＝E 表面张力 膨胀系数：与材料的紧密程度、键等有关系 硬度，加锆英石Al2O3 折射率（反光玻璃珠）
第二节 釉的分类
一、釉的种类 1、坯体种类：瓷釉、陶釉 玻璃是均相物质＞有均化过程 （1）釉中含有晶相、气泡 （2）釉中可能同时含有硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐等 （3）大多数釉中含有Al2O3 （4）釉存在与毛坯的结合层
第五节 釉层形成过程的反应
一．釉料加热过程的变化 1．分解 CaCO3等碳酸盐，Al2O3· 2SiO2· 2O 2H 等粘土，硼砂Na2B4O7· 2O、FeSO4、 10H Fe2(SO4)3、CaSO4等硫酸盐的分解。 2．化合 在釉料中出现液相前，已有生成新的化 合物的反应在进行。
低于500C Na 2CO3 SiO2 Na 2SiO3
二、确定釉料组成的原则
（一）能适应坯体性能及烧成工艺的要求 1．釉料必须在坯体的烧结温度范围内成熟 成熟：温度与时间共同作用的结果，同 时还必须考虑施釉部位对釉的要求。一般要求 釉面平整，希望釉具有适当的粘度与表面张力。 粘度过大，则易于产生粘釉、针眼、釉面不光 滑、无光泽 粘度过小，则易于流釉，尤其是对于定面的釉， 出现干釉(被坯吸收)、缺釉 张力过大，缩釉、缺釉、不平整 张力过小，过于铺展，导致流釉，釉面小气泡 破裂（形成许多新的面），形成针孔
（二）釉的性质 1．釉的化学性质 （1）釉本身的脱水、分解、熔融等物理化学反应 （2）釉与坯体间的物理化学反应 坯与釉的成分互相渗透，形成坯釉中间层，该中间层 在组成和性质上介于坯釉之间，起过渡作用。 坯与釉的化学性质不能相差过大，否则反应强烈，出 现“干釉”。 2．釉的熔融特性 ①介绍熔融温度测试方法 ②酸度系数CA CA增大，T烧上升，计算方法 3．高温粘度、表面张力、润湿性 ①粘度 ②表面张力。气氛的影响：还原气氛可增大表面张力20％左右。
（2）氧化物的化学键强要大，这样难于有序排列。 孙观汉认为：形成玻璃倾向大，当单键强度大 于335KJ/mol时的化合物都是玻璃的形成剂， 小于335KJ/mol，则难与形成玻璃 Rawson认为：单键能/熔融温度，大于 0.21KJ/mol是玻璃形成剂，小于 0.063KJ/mol不能形成玻璃 单键能高，融化温度低，易形成玻璃。 Al2O3[AlO4]4面体时单键能423－ 330KJ/mol能形成玻璃。 [AlO6]6面体时单键能280－221KJ/mol不能。
二．釉料冷却时的变化
釉冷却时，低粘度的高温流动状态粘稠状 态凝固状态，脆性。坯体和釉在冷却时都会收 缩，但速率可能不一致，希望二者相互适应， 减少形成的应力造成的危害。
玻璃的热膨胀曲线
三．釉层中气泡的产生
普遍存在气泡，气泡会影响釉的物理（坯 釉结合力力学）与化学（耐腐蚀）性能，靠近 坯体的少量小气泡不致造成缺陷。
本章结束 ——谢谢！
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2、制造工艺 釉料制备工艺：生料釉、熔块釉 烧成温度 烧釉速度 烧成方法 3、组成 主要熔剂：长石釉、石灰釉 主要着色剂：铁红釉、铜红釉 4、性质 外观特征：透明釉、乳浊釉、无光釉、结晶 釉、裂纹釉 物理性质：半导体釉、耐磨釉
二、釉的性质
1．釉的化学性质 釉的化学性质应当与坯有一定的差别， 以利于坯釉之间反应，生成中间层，增加结合 强度，但差别不能过大，否则釉与坯反应强烈， 容易干釉。 RO2/(R2O＋RO)比越高认为酸性越强， 烧成温度越高。 釉应当比坯稍偏碱性
第三节 确定釉料组成的依据
一、釉料成分的种类 1. 玻璃形成剂，又称为网络形成剂（网络形成 体），形成玻璃的结构化学条件。 （1）氧化物阳离子场强（阳离子电荷与其离子 半径平方之比）要大. 阳离子场强 SiO2 2267 能形成 B2O3 5670 玻璃 Na2O 110 不能形成 K2O 60 玻璃
二、釉组成的表示方法
1、釉式：碱性氧化物、中性氧化物、酸性氧化 物 a R2O c R2O3· dRO2 b RO 习惯上，对于釉式，取碱性氧化物为1 （坯式则取中性氧化物为1） a＋b＝1 2、化学成分表示 3、矿物表示（配方）
三、釉中氧化物的作用
SiO2 阳离子场强（z：电荷；r：离子半径 nm），硅酸盐玻璃＝2267。由石英、粘土、长 石引入。是釉的主要成份，一般含量在50％以上 SiO2/(R2O＋RO)在2.5~4.5之间较易熔，在4.5 以上较难熔。 四面体，桥氧提高熔融，温度和粘度，提高力 学强度，透明性，化学稳定性，降低釉的膨胀系数。
2．助溶剂 促进高温化学反应，加速高熔点晶体（如SiO2）结构键的断裂， 生成低共熔点化合物。 可调整釉层的物理化学性质（如力学性能、膨胀系数、粘度、化 学稳定性质），一般处于玻璃网络外，所以又称为网络外剂、网 络修饰剂、网络调整剂。 单键强度[M－O]小于251KJ/mol，离子性强，氧离子摆 脱阳离子的束缚，起断网作用，玻璃网络结构松散，膨胀系数增 大，化学稳定性与粘度下降，硬度下降。如 Li2O、K2O、Na2O、 PbO、CaO、MgO、CaF2等。 Li2O的结合强度比K2O、Na2O大，低温时强度大。 表面张力：增加单位面积所消耗的功 J/m2或作用于单位长 度上的力 N/m2。 表面张力大，缩釉，对润湿性不利，阻碍釉均化和气体排出。 表面张力小，流釉
2．熔融温度 釉的熔融温度（有一定范围） ①实验确定始融温度 熔融温度，成熟温度（烧成温度） 釉的烧成温度，在熔融温度范围内选，一般选 釉充分熔化，并在坯上铺展为平整光滑的釉面时的温 度，需要通过实验确定。 ②酸度系数法 CA酸性氧化物与碱性氧化物之比。 熔融温度过低，可能坯体内由于分解、氧化等 反应还没完成，会产生气泡，黑心、针孔等间距；熔 融温度过高则可能釉不会成熟，（受坯体烧成温度影 响）；熔融温度范围过窄，适应性不强（因为坯的性 质有一定波动）。
（3）凡有离子键向共价键过渡的混合键（极性 共价键）的氧化物较易形成玻璃态。 离子键易改变键角，易形成不对称变形。长 程无序。 共价键有方向性和饱和性，不易改变键长与 键角。短程有序。 SiO2键的离子性50％。 MgO键的离子性70％，不能形成玻璃。
（4）熔体的结构也是能否形成玻璃的因素。 熔体中阳离子团如[SiO4] 4 －，[AlO4] 5 －等聚合程度大，（如形成三维空间状结构， 两维空间的层状结构等）则形成玻璃的倾向大。 阳离子团聚合程度大，结构复杂，阴离 子团难以位移和重排，不易生成晶体，并且粘 度大。 主要有SiO2、Al2O3（当以四面体存在， （R2O＋RO）/Al2O3＞1）。
氧化物 B2O3 P2O5 GeO2 Na2O
z r2
5670 4080 1420 110
硼酸盐玻璃 磷酸盐玻璃 锗酸盐玻璃 不能形成玻璃
K2O
60
四、助熔剂
网络外体或网络修饰剂 CaO 石灰石、方解石 MgO 菱镁矿、白云石、滑石 Li2O 锂云母、锂辉石 Na2O 钠长石、硼砂（硼砂钠）、碳酸钠 以熔块引入 K2O 钾长石
第四节 釉料配方的确定
一、确定依据
1、掌握必要的资料 ①坯料的化学组成、膨胀系数、烧结温度等热分 析，了解坯中原料分解程度。 ②对釉本身的要求 白度、光泽度、耐磨性、耐化学腐蚀性、力学 强度、电学性能等。 ③原料情况
2、配方的确定方法
（1）借助成功经验 a、调研、查资料（最好有本地的资料） b、考虑研发产品的特点以及生产条件，产 品性能指标，生产条件：球磨细度、窑炉 （烧成时间、燃料、气氛） （2）借助相图 根据相图上的等温线、结晶区来确定配方 的范围。 （3）利用实验方法，综合资料，相图的信息设 计实验
CaCO3＋SiO2 CaSiO3
等一些原料熔融或出现低共熔体时，更 能促进这些反应进行。