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工艺参数对日用陶瓷镁质无光白釉的影响

2018-02-26李小龙朱永平

中国陶瓷工业 2018年6期
关键词:磨时间光泽度釉面

李小龙 ,于 欢 ,朱永平 ,李 济

(1.江西陶瓷工艺美术职业技术学院,江西 景德镇 333001;2.景德镇陶瓷大学,江西 景德镇 333001)

0 引 言

近年来围绕无光釉的研究特别多,由于镁质无光釉成本较低,釉面细腻且白度高,对镁质无光釉的研究也多了起来。如韩廷恩所写硕士学位论文《低温快烧钡镁无光釉的研制》[1],吴大军发表论文《镁质生料无光釉的研制》[2],许行强发表论文《一种高温镁质无光釉的研制》[3],沈华荣发表论文《系列无光釉的研制》[4],刘阳发表论文《无光釉的结晶动力学研究》[5],陈静发表论文《镁质无光釉配料的改进》[6],论文研究了配方中原料、硅铝比影响以及应用,但是对于釉料制备过程中工艺参数对釉面白度、光泽度的影响研究基本为零。本实验通过改变烧成温度、保温时间、球磨时间、冷却速率以及烧成气氛等工艺参数观察釉面白度、光泽度以及性状,并将研究成果应用在日用陶瓷生产中。

1 实 验

1.1 实验原料及配方

实验采用钾长石、龙岩高岭土、方解石、广西烧滑石、石英制备日用陶瓷镁质无光白釉,表1是各种原料的化学组成,表2是实验配方组成。

1.2 实验仪器(见表3)

1.3 实验过程

实验以钾长石、龙岩高岭土、方解石、广西烧滑石、石英为主要原料,将配料按照料 : 球 : 水= 1 : 2 : 0.7 放入球磨罐球磨不同时间,出磨后经过筛、除铁,施釉方式采用浸釉并控制釉层厚度1-2 mm,经电热鼓风干燥箱干燥后放入不同气氛下以室温-300 ℃,2 ℃/min;300 ℃-950 ℃,6 ℃/min;950 ℃-最高温,7 ℃/min;保温不同时间烧制样品。

1.4 样品性能表征

本次实验采用上海产WSD-III白度仪检测釉面的白度,泉州产WGG-S光泽仪测量釉面的光泽度。

表1 原料的化学组成(wt.%)Tab.1 The chemical composition of raw materials (wt.%)

表2 实验配方(wt.%)Tab.2 Experimental formula (wt.%)

表3 主要仪器设备Tab.3 Main apparatus and equipment

图1 烧成温度对釉面的影响(a釉面白度光泽度曲线图;b釉面效果图)Fig.1 Effect of firing temperature on glaze

2 结果分析与讨论

2.1 烧成温度对无光釉釉面的影响

图1(a)所示是不同烧成温度对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出,随着烧成温度从1260 ℃升高到1300 ℃,釉面白度从68.3%升高到71.0%,光泽度从15.0%下降到4.5%。这是因为随着烧成温度的增加,釉中析出大量的微细晶体并逐渐增多,而且这些微细晶体有乳白效果,使得釉面白度增加,光泽度下降。从图1(b)也可以看出,当烧成温度继续升高到1320 ℃,图1(a)中可以看出,釉面白度从71.0%升至77.8%,光泽度从4.5%升高至8.0%,釉面白度增加。但光泽度也增加,并且从图1(b)可以看出,1320 ℃烧成的釉面不平整,有凹坑。这是因为随着烧成温度的升高,釉面析出的大量晶体部分被熔解,形成一个一个的凹坑,使得釉面不平整,因此烧成温度控制在1300℃为宜,白度达到71.0%,光泽度4.5%。

2.2 保温时间对无光釉釉面的影响

图2(a)所示是不同保温时间对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出,随着保温时间从10 min增加到20 min,釉面白度从71.0%升高到73.9%,光泽度从4.5%升到7.0%。这是因为随着保温时间的增加,釉中有大量的晶体不断析出,并有乳白效果,使得釉面外观白度增加,光泽度也有所提高。从图2(b)可以看出,当保温时间从20 min增加到60 min,图2(a)中可以看出釉面白度从73.9%降至70.4%,光泽度从7.0%降到6.5%,釉面白度、光泽度变化不是很明显。但从图1(b)可以看出,随着保温时间增加釉面慢慢变得不平整,而且缩釉也越来越明显,这是因为随着保温时间的增加,釉面内析出的晶体达到饱和并且有熔解的趋势,当继续延长保温时间,图1(a)显示白度和光泽度都升高,但图1(b)看出釉面凹凸不平,局部晶体消失,这是因为保温时间过长,釉面中析出的饱和晶体会慢慢熔解。因此保温时间控制在20 min为宜,白度达到73.9%,光泽度7.0%。

图2 保温时间对釉面的影响(a釉面白度光泽度曲线图;b釉面效果图)Fig.2 Effect of holding time on glaze

图3 不同球磨时间对釉面的影响(a曲线图;b效果图)Fig.3 Effect of ball grinding time on glaze

2.3 球磨时间对无光釉釉面的影响

图3 (a)所示是不同球磨时间对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出,随着球磨时间从3 min增加到15 min,釉面白度从73.1%降低到61.0%,光泽度有上升趋势但是不明显。这是因为随着球磨时间的增加,釉料颗粒细度减小,配方反应会越来越激烈,液相量增加,使得釉面外观白度降低,光泽度有上升趋势。因此球磨时间控制在3 min为宜,釉面白度达到73.1%,光泽度6.0%。

2.4 冷却速率对无光釉釉面的影响

图4(a)所示是不同冷却速率对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出,快速冷却与正常冷却对比,釉面白度从62.9%升至71.0%,光泽度从24%降至4.5%。这是因为快速冷却釉面析出晶体少,釉面白度低,光泽度高。从图4(b)中可以明显看出,正常冷却釉面白度高与光泽度低;从图4(a)中可以看出,正常冷却与慢速冷却对比,釉面白度从71.0%降至60.2%,光泽度从4.5%降至3.5%。这是因为慢速冷却釉面晶体析出太多,釉面光泽度降低,但白度也降低。因此采用正常冷却烧成制度,釉面白度71.0%,光泽度4.5%。

2.5 烧成气氛对无光釉釉面的影响

图5(a)所示是不同冷却速率对釉面白度和光泽度的影响曲线图。从图中可以看出,氧化气氛与还原气氛对比,釉面白度下降,光泽度升高。这是因为配方中有Ca2+的存在,还原气氛下Ca2+对Fe2+淡化能力差。因此采用氧化气氛烧成制度,釉面白度71.0%,光泽度4.5%。

图6所示是当配方组成为35.7wt.%钾长石、30.4wt.%烧滑石、8.0wt.%t高岭土、15.2wt.%石英、10.7wt.%方解石,并以球磨3min、氧化气氛烧成1300 ℃、保温20 min、正常冷却速率工艺参数制备出白度78.5%、光泽度6.0%釉面细腻的日用陶瓷镁质无光白釉。

图4 冷却速率对釉面的影响Fig.4 Effect of cooling rate on glaze

图5 烧成气氛对釉面的影响Fig.5 Effect of firing atmosphere on glaze

图6 最佳工艺釉面效果Fig.6 Best glaze effect

3 结 论

(1)随着烧成温度从1260 ℃升高到1300 ℃,釉面白度升高,光泽度下降;随着温度继续升高至1320 ℃,釉面白度增加,但光泽度也增加,并且釉面不平整,有凹坑,因此烧成温度控制在1300 ℃为宜。

(2)随着保温时间从10 min增加到20 min,釉面白度升高,光泽度升高。当保温时间从20 min增加到60 min,釉面白度、光泽度变化不是很明显;但釉面慢慢变得不平整,而且缩釉也越来越明显。当继续延长保温时间到120 min,白度和光泽度都升高,但釉面凹凸不平,因此保温时间控制在20 min为宜。

(3)随着球磨时间从3 min增加到15 min,釉面白度降低,光泽度有上升趋势但是不明显。因此球磨时间控制在3 min为宜。

(4)烧成制度快速冷却与正常冷却对比,釉面白度升高,光泽度降低,正常冷却与慢速冷却对比,釉面白度降低,光泽度降低,因此采用正常冷却烧成制度为宜。

(5)当配方组成为35.7wt.%钾长石、30.4wt.%烧滑石、8.0wt.%高岭土、15.2wt.%石英、10.7wt.%方解石,并以球磨3min、氧化气氛烧成1300℃、保温20 min、正常冷却速率工艺参数制备出白度78.5%、光泽度6.0%、釉面细腻的日用陶瓷镁质无光白釉。

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