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      氧化錫對仿古磚面釉發(fā)色的影響

      2014-11-25 16:47張國濤
      佛山陶瓷 2014年3期

      張國濤

      摘 要:本文以某種亞光瓷質(zhì)釉面磚的面釉為基礎(chǔ),分別添加不同比例的二氧化錫,分析陶瓷色料在面釉中的發(fā)色情況。

      關(guān)鍵詞:亞光面釉;印刷釉;氧化錫;色料發(fā)色

      1 前言

      1.1 錫及其氧化物的化學(xué)物理特性

      錫,碳族元素,原子序數(shù)50,原子量118.71,核電荷數(shù)50,電子排布式1s22s22p63s23p6 3d104s24p64d105s25p2,外圍電子層排布:5s25p2,電子層:K-L-M-N-O,莫氏硬度為1.5。錫在地殼中的含量為0.004%,幾乎都以錫石(氧化錫)的形式存在,此外還有極少量的錫的硫化物礦。由此可見,錫與硅碳相比,離子半徑較大,電離能較低,很容易失去電子顯正價,一般呈現(xiàn)為正二價和正四價的價態(tài)。錫屬于軟金屬,它在空氣中和常溫表面能夠生成一層膜,所以在水和空氣中較穩(wěn)定。

      錫能與鹽酸、硫酸、硝酸反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽類與氫氣。錫同鹵素、氧、硫等非金屬反應(yīng)可以生成鹵化物、氧化物、硫化物、對于鹵化物,錫以四價的鹵化物較穩(wěn)定。與此相一致,錫的二價鹵化物具有還原性質(zhì)。在氧化物中,二氧化錫比較穩(wěn)定,一氧化錫可以作為還原劑。二氧化錫偏酸性,屬于兩性氧化物,難溶于水,氫氧化物也是兩性。在硫化物中,SnS可作為還原劑被氧化為正四價的硫化物且正四價硫化物偏酸性。

      1.2 二氧化錫

      化工產(chǎn)品的 SnO2為白色粉末,它的晶體結(jié)構(gòu)屬于金紅石型結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)中的氧離子作六方最緊密堆積,其中Sn離子位于八面體的空隙,即配位數(shù)為6。這樣SnO2的晶體結(jié)構(gòu)是以 Sn-O6八面體為基礎(chǔ),這些八面體彼此共棱形成平行c軸的(Sn-O6)八面體鏈,鏈與鏈之間以共用氧的角頂相連。自然界的錫石為雙錐狀、錐柱狀、針狀,有一組解理發(fā)育,它的比重較大,為6.95 g/cm3它的折光率較高為2.0~2.1,莫氏硬度6~7 一般無磁性SnO2 的熔點不高,為1127 ℃,升華點為1800~1900 ℃。

      二氧化錫在陶瓷工業(yè)中是重要的化工原料之一。它不溶于水,在許多硅酸鹽高溫熔體中溶解度很低,且不熔融,在冷卻后的釉中,依然為懸浮細微顆粒,從而使釉乳濁。一般在乳濁釉中引入5%~8%的SnO2 ,引入過少,乳濁作用不明顯,過多則使釉面在陽光照射下發(fā)紅。SnO2 乳濁釉常以乳濁效果好、白度高、平整度佳、使用方便而受到歡迎,而且還賦予釉料一些良好的工藝性能,如流動性好、光澤度高等。

      SnO2是部分色料的組成部分,包括金紅石型(即錫石結(jié)構(gòu))的銻錫灰、釩錫黃、鉻錫紫以及榍石型鉻錫玫瑰紅等。SnO2與三氯化金結(jié)合可以制備低溫用凱沙金紫色料,它被用于紫紅色低溫釉上彩與景泰藍釉。

      SnO2還可用于制備特種陶瓷,純SnO2陶瓷常溫下的電阻為108~109 Ω·m,通過引入 As3+、Sb3+、Bi3+、Ta3+、Zn2+、Cu2+、Mn4+、Fe3+、Cl-、F-等離子后電阻顯著下降,最低可降至10~102 Ω·m。加之SnO2陶瓷在1500 ℃ 下?lián)]發(fā)性較小、導(dǎo)熱系數(shù)高、線膨脹系數(shù)小,以及優(yōu)異的耐玻璃液侵蝕性能,因而,被用于制作玻璃電熔窯的輸送電流的導(dǎo)電電極和電熱元件,以及熔制特種玻璃的坩堝。

      本實驗通過在亞光面釉中添加氧化錫,探討色料的發(fā)色情況,同時研究了印刷釉的發(fā)色情況。

      2 實驗

      2.1 實驗儀器與設(shè)備

      電子天平(精度0.001 g)、快速球磨機、球磨罐(含氧化鋁球磨子)、量筒(100 mL)、烘箱、高溫電爐、標準篩。

      2.2 實驗用原料

      2.2.1實驗用陶瓷坯體原料

      實驗所用坯體為生產(chǎn)車間干壓成型并通過干燥窯干燥的生坯,坯體燒成溫度范圍為1185~1195 ℃,坯體化學(xué)成分見表1。

      2.2.2實驗用陶瓷釉料及色料

      實驗用釉料的原料為長石、煅燒高嶺土、高嶺土、石灰石、細氧化鋁、燒滑石以及少量透明熔塊。實驗所用基礎(chǔ)釉組成范圍為:鉀長石10%~15%、鈉長石15%~20%、石灰石15%~20%、燒滑石15%~20%、細氧化鋁5%、高嶺土8%、煅燒高嶺土8%、熔塊5%。

      實驗所用的色料均為國內(nèi)陶瓷色料公司生產(chǎn)的釉用色料,具有發(fā)色好、質(zhì)量穩(wěn)定等特點,所有色料細度控制在325目標準篩篩余小于0.5%,水分小于0.5%。

      另外,試驗用氧化錫供應(yīng)商為國藥集團化學(xué)試劑有限公司,屬于工業(yè)級氧化錫,純度≥99.5%。

      2.3 實驗步驟

      2.3.1基礎(chǔ)釉料制備工藝

      按配方稱量各種原料并按料水比為1:0.5加水,采用快速球磨機球磨,每100 g球磨5 min,球磨完成后過篩除鐵,烘干備用。圖1為基礎(chǔ)釉制備流程圖。

      2.3.2面釉試樣制備工藝

      分別稱量基礎(chǔ)釉料、色料和氧化錫(100%+6%+W%),加水100份用快速球磨機球磨3~4 min,使基礎(chǔ)釉、色料和氧化錫充分混合,然后過篩調(diào)整釉漿比重至1.5 g/cm3,然后人工噴釉,施釉量控制在55~60 g(300 mm×300 mm的生坯),干燥后進入車間窯爐燒成,燒成時間為58~60 min。同樣按照以上操作不加氧化錫制備相應(yīng)色料的樣板并烘干,同時將2塊樣板入窯燒成,對比觀察發(fā)色情況。圖2為操作流程圖。

      2.3.3印花釉試樣制備工藝

      按照面釉試樣制備工藝,在基礎(chǔ)釉料中添加不同比例氧化錫球磨,過篩,調(diào)整比重后人工噴釉,并施少量固定劑防止印花粘網(wǎng),然后利用100目的絲網(wǎng)將事先準備好的單一色料印刷釉印在面釉上,干燥燒成后與不加氧化錫制備的試樣進行對比,觀察發(fā)色情況。圖3為操作流程圖。另外,本次試驗所用的印刷釉的制備是以50%印膏+10%助熔劑粉+6%色料,利用快速研磨機制備而成。

      3 實驗結(jié)果

      3.1 氧化錫對面釉發(fā)色影響情況

      表2為氧化錫對面釉發(fā)色影響統(tǒng)計表。

      由表2可知,隨著氧化錫添加量的增加,發(fā)色會偏淺,顏色變?nèi)岷?,原因在于氧化錫也是一種好的乳濁劑,但用量不可過多。包裹色料添加量較多,釉面沸騰且發(fā)色變淺,原因在于包裹色料加入基礎(chǔ)面釉中會降低面釉的熔融溫度,使得面釉在燒成過程過早熔融,而坯體和面釉中的有機物以及硫化物未排出干凈,導(dǎo)致高溫階段氣體大量排出致使釉面沸騰。

      3.2 含錫面釉對印刷釉發(fā)色的影響

      通過實驗發(fā)現(xiàn),單一色料印刷釉在含錫面釉上的發(fā)色變化不大,但也有部分色料發(fā)色出現(xiàn)略微的波動。數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表3。

      由表3可知,添加氧化錫的基礎(chǔ)面釉對印刷釉的發(fā)色主要表現(xiàn)在黑色色料上。

      4 結(jié)論

      (1) 在亞光釉中,氧化錫對色料發(fā)色的影響主要體現(xiàn)亞光面釉發(fā)色的變化上:含鈷色料的發(fā)色變淺,色調(diào)更加柔和溫暖,添加量過多對發(fā)色影響較大;鈷黑色料,色調(diào)偏灰,不能發(fā)出較純的黑色;深灰和銀灰的發(fā)色隨著錫含量的增加,發(fā)色偏淺,銀灰在錫添加量過多時偏藍調(diào);棕色系色料發(fā)色普遍變差;釩鋯藍和鐠黃的發(fā)色在添加量較少情況下,發(fā)色正常偏鮮(氧化錫為乳濁劑),但錫添加過多時也會出現(xiàn)發(fā)色變淺的現(xiàn)象;隨著錫含量的增加,鋯鐵紅的發(fā)色呈現(xiàn)減弱趨勢,釉面泛白,而包裹色料由于色料和錫添加量過多造成釉面沸騰,不利于發(fā)色。

      (2) 實驗用的基礎(chǔ)面釉成分中含有鋅、鎂,添加氧化錫后對于含Cr成分的色料發(fā)色有一定影響,主要在于尖晶石的生成會導(dǎo)致色料發(fā)色變淺或者色調(diào)發(fā)生變化,如金棕、紅棕和黑棕。

      (3) 氧化錫作為一種乳濁劑,添加過多會對部分色料發(fā)色有削弱作用。

      (4) 添加氧化錫的基礎(chǔ)面釉對印刷釉的發(fā)色無明顯作用,對于鋯系紅色色料發(fā)色有削弱作用,鐠黃、鈷黑和深灰色調(diào)發(fā)生變化。

      參考文獻

      [1] 李家駒等.陶瓷工藝學(xué)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2010.

      [2] 俞康泰.現(xiàn)代陶瓷色釉料與裝飾技術(shù)手冊[M].武漢:武漢理工大

      學(xué)出版社,1999.

      [3] 祝桂洪等.陶瓷釉配制基礎(chǔ)[M].北京:輕工業(yè)出版社,1998.

      [4] 佛山市三水區(qū)康立泰無機合成材料有限公司.釉用色料使用說

      明,2012.

      [5] 廣東道氏標準制釉有限公司.釉用色料使用說明,2011.

      The Effects of Tin Oxide on Color of Porcelain Glaze

      ZHANG Guo-tao

      (Guang dong KITO Ceramics Co.,Ltd., Foshan 528031)

      Abstract:Base on porcelain matt glaze,the color of ceramic pigment in matt glaze was analyzed by adding different proportions of tin oxide.

      Key words: matt glaze; printing glaze; tin oxide; pigment color

      3.1 氧化錫對面釉發(fā)色影響情況

      表2為氧化錫對面釉發(fā)色影響統(tǒng)計表。

      由表2可知,隨著氧化錫添加量的增加,發(fā)色會偏淺,顏色變?nèi)岷停蛟谟谘趸a也是一種好的乳濁劑,但用量不可過多。包裹色料添加量較多,釉面沸騰且發(fā)色變淺,原因在于包裹色料加入基礎(chǔ)面釉中會降低面釉的熔融溫度,使得面釉在燒成過程過早熔融,而坯體和面釉中的有機物以及硫化物未排出干凈,導(dǎo)致高溫階段氣體大量排出致使釉面沸騰。

      3.2 含錫面釉對印刷釉發(fā)色的影響

      通過實驗發(fā)現(xiàn),單一色料印刷釉在含錫面釉上的發(fā)色變化不大,但也有部分色料發(fā)色出現(xiàn)略微的波動。數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表3。

      由表3可知,添加氧化錫的基礎(chǔ)面釉對印刷釉的發(fā)色主要表現(xiàn)在黑色色料上。

      4 結(jié)論

      (1) 在亞光釉中,氧化錫對色料發(fā)色的影響主要體現(xiàn)亞光面釉發(fā)色的變化上:含鈷色料的發(fā)色變淺,色調(diào)更加柔和溫暖,添加量過多對發(fā)色影響較大;鈷黑色料,色調(diào)偏灰,不能發(fā)出較純的黑色;深灰和銀灰的發(fā)色隨著錫含量的增加,發(fā)色偏淺,銀灰在錫添加量過多時偏藍調(diào);棕色系色料發(fā)色普遍變差;釩鋯藍和鐠黃的發(fā)色在添加量較少情況下,發(fā)色正常偏鮮(氧化錫為乳濁劑),但錫添加過多時也會出現(xiàn)發(fā)色變淺的現(xiàn)象;隨著錫含量的增加,鋯鐵紅的發(fā)色呈現(xiàn)減弱趨勢,釉面泛白,而包裹色料由于色料和錫添加量過多造成釉面沸騰,不利于發(fā)色。

      (2) 實驗用的基礎(chǔ)面釉成分中含有鋅、鎂,添加氧化錫后對于含Cr成分的色料發(fā)色有一定影響,主要在于尖晶石的生成會導(dǎo)致色料發(fā)色變淺或者色調(diào)發(fā)生變化,如金棕、紅棕和黑棕。

      (3) 氧化錫作為一種乳濁劑,添加過多會對部分色料發(fā)色有削弱作用。

      (4) 添加氧化錫的基礎(chǔ)面釉對印刷釉的發(fā)色無明顯作用,對于鋯系紅色色料發(fā)色有削弱作用,鐠黃、鈷黑和深灰色調(diào)發(fā)生變化。

      參考文獻

      [1] 李家駒等.陶瓷工藝學(xué)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2010.

      [2] 俞康泰.現(xiàn)代陶瓷色釉料與裝飾技術(shù)手冊[M].武漢:武漢理工大

      學(xué)出版社,1999.

      [3] 祝桂洪等.陶瓷釉配制基礎(chǔ)[M].北京:輕工業(yè)出版社,1998.

      [4] 佛山市三水區(qū)康立泰無機合成材料有限公司.釉用色料使用說

      明,2012.

      [5] 廣東道氏標準制釉有限公司.釉用色料使用說明,2011.

      The Effects of Tin Oxide on Color of Porcelain Glaze

      ZHANG Guo-tao

      (Guang dong KITO Ceramics Co.,Ltd., Foshan 528031)

      Abstract:Base on porcelain matt glaze,the color of ceramic pigment in matt glaze was analyzed by adding different proportions of tin oxide.

      Key words: matt glaze; printing glaze; tin oxide; pigment color

      3.1 氧化錫對面釉發(fā)色影響情況

      表2為氧化錫對面釉發(fā)色影響統(tǒng)計表。

      由表2可知,隨著氧化錫添加量的增加,發(fā)色會偏淺,顏色變?nèi)岷?,原因在于氧化錫也是一種好的乳濁劑,但用量不可過多。包裹色料添加量較多,釉面沸騰且發(fā)色變淺,原因在于包裹色料加入基礎(chǔ)面釉中會降低面釉的熔融溫度,使得面釉在燒成過程過早熔融,而坯體和面釉中的有機物以及硫化物未排出干凈,導(dǎo)致高溫階段氣體大量排出致使釉面沸騰。

      3.2 含錫面釉對印刷釉發(fā)色的影響

      通過實驗發(fā)現(xiàn),單一色料印刷釉在含錫面釉上的發(fā)色變化不大,但也有部分色料發(fā)色出現(xiàn)略微的波動。數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表3。

      由表3可知,添加氧化錫的基礎(chǔ)面釉對印刷釉的發(fā)色主要表現(xiàn)在黑色色料上。

      4 結(jié)論

      (1) 在亞光釉中,氧化錫對色料發(fā)色的影響主要體現(xiàn)亞光面釉發(fā)色的變化上:含鈷色料的發(fā)色變淺,色調(diào)更加柔和溫暖,添加量過多對發(fā)色影響較大;鈷黑色料,色調(diào)偏灰,不能發(fā)出較純的黑色;深灰和銀灰的發(fā)色隨著錫含量的增加,發(fā)色偏淺,銀灰在錫添加量過多時偏藍調(diào);棕色系色料發(fā)色普遍變差;釩鋯藍和鐠黃的發(fā)色在添加量較少情況下,發(fā)色正常偏鮮(氧化錫為乳濁劑),但錫添加過多時也會出現(xiàn)發(fā)色變淺的現(xiàn)象;隨著錫含量的增加,鋯鐵紅的發(fā)色呈現(xiàn)減弱趨勢,釉面泛白,而包裹色料由于色料和錫添加量過多造成釉面沸騰,不利于發(fā)色。

      (2) 實驗用的基礎(chǔ)面釉成分中含有鋅、鎂,添加氧化錫后對于含Cr成分的色料發(fā)色有一定影響,主要在于尖晶石的生成會導(dǎo)致色料發(fā)色變淺或者色調(diào)發(fā)生變化,如金棕、紅棕和黑棕。

      (3) 氧化錫作為一種乳濁劑,添加過多會對部分色料發(fā)色有削弱作用。

      (4) 添加氧化錫的基礎(chǔ)面釉對印刷釉的發(fā)色無明顯作用,對于鋯系紅色色料發(fā)色有削弱作用,鐠黃、鈷黑和深灰色調(diào)發(fā)生變化。

      參考文獻

      [1] 李家駒等.陶瓷工藝學(xué)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2010.

      [2] 俞康泰.現(xiàn)代陶瓷色釉料與裝飾技術(shù)手冊[M].武漢:武漢理工大

      學(xué)出版社,1999.

      [3] 祝桂洪等.陶瓷釉配制基礎(chǔ)[M].北京:輕工業(yè)出版社,1998.

      [4] 佛山市三水區(qū)康立泰無機合成材料有限公司.釉用色料使用說

      明,2012.

      [5] 廣東道氏標準制釉有限公司.釉用色料使用說明,2011.

      The Effects of Tin Oxide on Color of Porcelain Glaze

      ZHANG Guo-tao

      (Guang dong KITO Ceramics Co.,Ltd., Foshan 528031)

      Abstract:Base on porcelain matt glaze,the color of ceramic pigment in matt glaze was analyzed by adding different proportions of tin oxide.

      Key words: matt glaze; printing glaze; tin oxide; pigment color

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