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[科普中国]-精陶釉

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日用精陶釉采用单熔块或多熔块配方。这种釉是多组分的,按成分不同,精陶釉可分为铅釉、铅硼釉、硼釉及无硼无铅含锂釉。

由于含低熔氧化物种类多、量大,所以精陶釉是低温易熔釉,具有熔融温度低、反应活泼等特点。由于精陶坯釉组成上的差别,加之素坯气孔率大,釉料渗入坯体,釉烧时中间层;生成较厚。要使坯釉结合好,需控制坯釉酸性系数和膨胀系数。通常精陶坯酸性系数1.2~1.3,精陶釉为1.5~2.5。

精陶袖简介施釉的枯陶坯,其特征是烧后有很大的气孔率(吸水率5~8%),这种釉在组成特性方面会有明显区别。透明釉几乎专用于硬质瓷、玻化瓷和骨灰瓷,因为这些坯体是半透明的。用于精陶坯的釉,其外观可以呈透明或乳浊,有色或五色、无光或半无光、结晶或光泽。这种釉效果的不同是由于坯体自身不透明的结果。精陶釉总是含熔块,但制造产品时既能用一次烧成又使用二次烧成技术。浅平制品用二次烧成工艺生产,但空心制品经常用一次烧成方法制作。

使用二次烧成技术时,素烧的最高烧成温度通常大约是1150℃,其后的釉烧温度为1050~1100℃。然而,某些制造厂生产空心制品(灯座、花瓶)时,通常使用低温素烧(1020℃)和高温釉烧(1150℃)工艺。对于空心制品,尤其大杯用一次烧成工艺生产时,最高烧成温度必须达到1150℃,才能获得合格的烧后性能。

英国用于精陶餐具的透明釉,最常见的是低溶解度(熔块)铅组成。用于空心制品的透明无铅釉,尽管这些组成也通常是熔块,但生料无铅釉可用于一次烧成工艺。精陶的色釉既可以含铅也可以不含铅。

英国使用的铅釉,通常含有偏硅酸铅混合物和一种或多种透明无铅硼硅酸盐熔块,并掺入粘土,还可选用其他原料,如长石、碳酸钙和氧化锌。硼硅酸铅熔块在骨灰瓷和玻化瓷釉中较少使用。

熔制的无铅精陶釉通常含有熔块的比例比含铅釉中的高。锆英石—乳浊熔块釉广泛用于一次烧成工艺生产杯子。无铅熔块釉在这类制品中使用较少。

对于精陶餐具(茶具和咖啡具),既使用釉下装饰又使用较少的釉上装饰技术。如果是釉下装饰,烧后的釉必须是透明或半无光,才能使下面的彩印呈现出来。另一个方法是,浸釉操作时,彩印颜料有憎水性,以便浸釉操作时能抵抗釉的浸蚀,且用可反转的凸起浮雕压制图案。必须注意保证釉组成不能反过来影响装饰效果和质量。特别是,如果釉下颜色包括某些粉红、棕色和绿色颜料,釉的ZnO含量必须限制。只要釉的ZnO含量少于1%就可以改善颜色,这种颜色是氧化铬(Cr2O3)、铬钙硅色料(维多利亚绿)和无锌棕色的釉下色料生成的。

当含铅釉上色料用于已烧过的低溶解度釉时,通过调整釉组成可以减少最后产品的铅镉溶出量,但不能象玻化坯体那样迅速获得效果。对于后一种的坯体类型,我们已注意到,通过组成调整和降低釉在烤花温度的粘度就可以减少金属帘出量,但把同样技术用于精陶釉会引起“喷裂”缺陷的增加。实际上,对于采用釉上装饰烧成的精陶,高粘度的釉是防止“喷裂”缺陷的理想方法。因此必须平衡烤烧温度的高粘度要求与抗喷裂性,以及低粘度与低金属溶出。1

精陶釉的类型与组成日用硬质精陶釉通常采用硼釉与铅硼釉,少数也用长石釉。但这种长石釉与瓷器用长石釉不同,其中加有大于10%的ZnO,因此,应将这种釉称为生锌釉。由于氧化硼和氧化铅都是强熔剂,所以硼釉与铅硼釉的烧成温度要比长石釉低得多。

硼釉与铅硼釉的弹性大,它们在一定范围内可抵消精陶坯釉间的热应力。但由于它们的配料中或者是使用了有毒的原料,或者是加入水溶性的加入物,故需要预先将它们熔化制成熔块。硼釉虽无毒,但它的流动性与光泽度等性能都不及铅硼釉,因而目前使用最广泛的仍是铅硼釉。硼釉与铅硼釉的釉式为:

硼釉:{0.418K2O+0.086Na2O+0.433CaO}—0.208Al2O3—{1.9SiO2+0.306B2O3}

铅硼釉:{0.1~0.2RO+0.2~0.5R2O+0.4~0.6PbO}—0.1~0.4Al2O3—{2~4SiO2+0~0.5B2O3}

生锌釉适用于一次烧成精陶。它的化学成分列举如下:SiO2 54.8%,Al2O3 9.88%,CaO 8.55%,K2O 5.21%,Na2O 2.48%,ZnO1.94%,Fe2O3 0.11%,灼烧减量7.21%。该釉的配方为:石英20%,长石50%,高岭土3%,方解石15%,ZnO12%。

精陶釉还可采用锶釉,它是用SrO取代铅釉或铅硼釉中的铅而制得的无铅釉。锶釉有宽的熔融温度范围。无毒,不易被还原,对釉下彩无多大影响。而且光泽与流动性方面可以与铅釉相石(SrSO4)与苏打在一起熔融而制得的。SrSO4 +Na2CO3 ——→SrCO3 +Na2SO4然后洗去Na2SO4即为纯的碳酸锶,也有少数用锶硼釉中的熔块占90%以上,生料是一些粘土或一些废精陶坯。熔块的化学组成为:SiO2 57.6%,Al2O3 7.7%,B2O3 11.3%,CaO 5.5%,MgO 0.7%,SrO 5.2%,Na2O 10.8%,K2O 1.20%(1300℃下熔制而成)。

锶釉的使用温度在1000℃左右,不得超过1200℃。当釉烧温度大于1200℃时,会出现流釉与堆釉现象以及明显的结晶现象。

氧化物作用精陶釉的流动温度约为1050~1250℃,这个温度范围落在生铅釉与锌釉区域。由于精陶釉经常是熔块釉,因此,按该图查得的各种氧化物。与其分子数要按制熔块法则先制成熔块。使用该图来配釉时,应注意到各种氧化物对釉的性能的影响。关于釉性能与各氧化物的关系已在瓷釉部分谈到。这里只讨论在硬质精陶釉中常碰到的一些氧化物的作用。

PbO:用铅丹Pb3O4或密陀僧PbO引入。它是最强的熔剂,呈现特别光亮的光泽,促使釉流动良好,剧烈降低釉的硬度,使釉溶解于酸中,毒性极大。此外,铅釉在还原焰下会出现金属光泽。

ZnO:用工业氧化锌引入。它也是一种很好的熔剂。它可以提高釉的弹性,降低釉碎裂倾向,增加釉的化学稳定性,但它常常会镕解釉下彩颜料并破坏色釉颜料的呈色。而且当加入量大于0.25克分子数时,会促使釉析晶。

CaO与MgO:以大理石,白垩,蛋白石等引入。它们也是熔剂,但作用比碱金属氧化物弱。其中CaO比MgO活性大。

B2O3:氧化硼是强熔剂,能使釉具有光泽与较大的硬度,会溶解精陶坯,降低釉的热膨胀系数,提高釉的热稳定性,减小釉的碎裂倾向,阻止釉析晶。但加入B2O3会恶化釉的流动性。B2O3通常用硼砂引入。

在维持碱性氧化物组成不变的情况下,增加SiO2的含量,可增大釉的酸性,从而提高难熔性与粘度,同时使釉增大失透现象,表面乳浊化并失去光泽。

从化学组成来看,精陶釉与精陶坯之间的关系,应按照酸性较强的釉适用于碱性稍强的坯,酸性弱的坯配用弱碱性釉的原则。设计精陶釉时,采用釉的酸度系数(K.K.)来表示釉的特性是有意义的。酸度系数值计算公式为:

K.K.=RO2/R2O+RO+3R2O3

其中,R2O3系指Al2O3与B2O3。对于无铅釉, 由于Al2O3与B2O3的作用相似,故在计算时将它们算在一起。对铅釉来说,由于Al2O3是提高釉的耐酸性的,故计算时应将Al2O3与RO2算在一起。相反,这时B2O3则是减弱釉耐酸性的,故计算时应将B2O3放在R2O3中。此外,氟与RO2同项。

细陶瓷坯料的酸度系数变动范围为1~2。精陶坯约为1.2~1.3。随着酸度系数的增加,制品的脆性增大,且增大釉从坯上脱离的倾向。精陶釉的酸度系数约为1.5~2.5。 ·

在釉料中可以加入少量废精陶坯,这样可使釉的性能更接近于坯,从而减少釉裂。

当用其它碱性氧化物去取代铅釉中的PbO时,它们存在以下的当量置换关系(置换1克分子当量PbO时):BaO 0.1~0.2克分子当量,SrO 0.1~0.26克分子当量,Li2O 0.04克分子当量,B2O3 0.03~0.12克分子当量,F 0.2~0.8克分子当量。

为了使原料发生波动时减小由于化学组成的变化对釉的热膨胀系数、弹性系数及釉的其它性能的影响,宜采用多种熔块来配制熔块釉。2

二次烧成的精陶釉二次烧成制品用的精陶釉属于易熔釉。它们可分为:

1)颜色鲜艳的供装饰制品用的低烧釉(在920~1080℃温度下得到很鲜艳的调色板)。

2)釉下绘画的日用器皿用的颜色釉(本烧强度为1100~1200℃)

第一类易熔釉主要是供艺术制品用的,它的成价特点是含有大量的铅,因而可以在低温下烧成,并且还能使釉下彩呈鲜艳的色调。无铅釉在精陶坯体上不太坚固,此外,在精陶坯上的釉下,彩画的外形还有流动的倾向。

复盖在釉下彩上面用的釉,不应溶解颜料,因此釉的化学成份在很大程度上由釉下彩的性质来决定。例如,已经确定,含大量碱和硼的釉对粉红色的、铁-锰的、烙铁的以及对红色的、棕色的和淡蓝色的着色剂呈现特别有害的影响。在减弱上逃颜色的色调的同时,相反的,含大最碱和硼的釉对钴着色剂和铜着色剂、青色的和蓝色的着色剂却有有利的作用,使他们的颜色特别鲜艳。釉中含有CaO、BaO、MgO、ZnO和Al2O3 这些氧化物,同样能显著地影响到着色剂的色调。有过剩的CaO时,能促使粉红色的颜料变成鲜红色。当SiO2的量不足时,含有过剩PbO的釉会溶解于铬着色剂(Cr2O3)中生成铬酸铅而使釉着成黄色。PbO对于其他的着色剂能起到使颜色变得鲜艳、调和,井且增加其光泽的作用。3

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学