包啟富 董偉霞 張 潔

(景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 江西 景德鎮(zhèn) 333001)

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建筑陶瓷仿古磚用亞光釉的試制

包啟富 董偉霞 張 潔

(景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 江西 景德鎮(zhèn) 333001)

利用本地原料和鉀長石、鈉長石、氧化鋁等原料制備建筑陶瓷仿古磚用亞光釉。運(yùn)用單因素法探討了Al2O3/SiO2比例對釉面效果的影響，燒成制度和工藝條件等對坯釉適應(yīng)性的影響。當(dāng)鈉長石含量為16%、鉀長石含量為19%，氧化鋁含量為15%(即Al2O3/SiO2比值為1/6)時(shí)，球磨時(shí)間在15～20 min,生坯釉層厚度控制在0.4 mm左右,燒成溫度為1 220 ℃，保溫時(shí)間為10 min時(shí)，坯釉適應(yīng)性最好。該釉面光澤度為28.6，白度為65.8，呈現(xiàn)出較好的亞光效果。

建筑陶瓷 仿古磚 亞光釉

前言

仿古磚通常是指有釉裝飾磚，其坯體以瓷質(zhì)為主，也有炻瓷、細(xì)炻和炻質(zhì)的；釉以亞光釉為主；色調(diào)則以黃色、咖啡色、暗紅色、土色、灰色、灰黑色等為主。仿古磚蘊(yùn)藏的文化、歷史內(nèi)涵和豐富的裝飾手法使其成為歐美市場的瓷磚主流產(chǎn)品，其在國內(nèi)也得到了迅速的發(fā)展。仿古磚的應(yīng)用范圍較廣并有墻地一體化的發(fā)展趨勢，其創(chuàng)新設(shè)計(jì)和創(chuàng)新技術(shù)賦予仿古磚更高的市場價(jià)值和生命力。

本研究旨在通過合理利用選擇本地原料制備仿古磚用亞光釉，對不同的配方組成、工藝條件進(jìn)行比較、篩選，同時(shí)對坯釉結(jié)合性、坯釉性能、影響釉面質(zhì)量因素進(jìn)行分析，確定一種穩(wěn)定的建筑陶瓷用仿古磚用亞光釉。

1 實(shí)驗(yàn)過程

亞光釉坯料的化學(xué)組成見表1。實(shí)驗(yàn)用原料(如氧化鋁、碳酸鋇和硅酸鋯)均為工業(yè)純。

仿古磚的配方組成(質(zhì)量%)為：鈉長石16～20、鉀長石19～28、高嶺土6.5、硅灰石8、硅酸鋯7、燒滑石12、方解石12、碳酸鋇4.5、氧化鋁10～16。改變鈉長石、鉀長石和氧化鋁含量即控制Al2O3/SiO2比值為1∶5,1∶6和1∶7。按照配方進(jìn)行球磨、過篩、浸釉、燒成，其工藝參數(shù)見可參考文獻(xiàn)[1]。

實(shí)驗(yàn)采用WGG-60型微機(jī)光澤度儀和WSD-3A型白度色度計(jì)對樣品進(jìn)行進(jìn)行測定；采用WYL-2應(yīng)力測試儀對樣品進(jìn)行測試。

表1 坯料化學(xué)組成(質(zhì)量%)

Tab.1 Chemical composition of glaze(%)

SiO2Al2O3K2ONa2OCaOMgOFe2O3燒失鈉長石64．8916．284．213．31．500．100．23-硅灰石52．800．83-0．3543．651．550．51-鉀長石63．6719．2712．582．431．630．270．18-方解石0．20---56．10-0．0843．62高嶺土45．3337．223．140．250．170．140．2713．48滑石62．25---0．5234．500．172．56

1.1 Al2O3/SiO2對仿古磚亞光釉面的影響

圖1 Al2O3/SiO2對亞光釉面的影響

Fig.1 Effects of Al2O3/SiO2on the whiteness and glossness of matt glaze

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Al2O3/SiO2比值為1∶8～1∶10時(shí)，釉面光澤透明；Al2O3/SiO2比值大于1∶11時(shí)，釉中析出的方石英，使釉面失去光澤；Al2O3/SiO2比值約為1∶5～1∶6時(shí)則為亞光則。因此在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上，比值在1∶5～1∶7時(shí)，考察Al2O3/SiO2比對亞光釉釉面效果的影響。圖1是Al2O3/SiO2對亞光釉面的影響。從圖1和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)Al2O3/SiO2比值約為1∶7時(shí)，釉面較光滑，光澤度不高；當(dāng)Al2O3/SiO2比值約為1∶6時(shí)，釉面光滑，且達(dá)到亞光效果；當(dāng)Al2O3/SiO2比值約為1∶5時(shí)，釉面較光滑，光澤度較高，但亞光效果變差。這是由于Al2O3/SiO2比值減小，相應(yīng)地釉的熔融溫度降低，在相同的燒成溫度下，相應(yīng)地釉中晶體被熔融減小，導(dǎo)致釉透明，而隨著Al2O3/SiO2比值含量的增加，釉中更容易析出晶體，導(dǎo)致光漫發(fā)射，因此光澤度低，只有合適的Al2O3/SiO2比值才能獲得亞光效果。本實(shí)驗(yàn)中Al2O3/SiO2比值為1∶6為宜。

1.2 燒成制度對亞光釉面的影響

最高燒成溫度對亞光釉面的影響如表2所示。從表2中可知，若燒成溫度溫度低于1 220 ℃時(shí)，溫度無法達(dá)到釉熔融狀態(tài)，導(dǎo)致液相減少，高溫流動(dòng)性變差，出現(xiàn)生燒現(xiàn)象。若燒成溫度過高(高于1 240 ℃)，釉中的殘留晶核全部熔融，可能會(huì)導(dǎo)致釉面出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象，甚至是沸騰。因此，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，燒成溫度在1 220 ℃時(shí)的釉面效果最好。

表2 燒成溫度對亞光釉面的影響

Tab.2 The effect on sintering temperature on the matt glaze

最高燒成溫度(℃)釉面效果1200釉面生燒，表面粗糙，有細(xì)小顆粒1220釉面光滑平整，無針孔1240釉面光滑平整，無針孔1260釉面起泡

表3 不同保溫時(shí)間對釉面效果的影響

Tab.3 The effect on different heat preservation time on the glaze

保溫時(shí)間(min)釉面效果5釉面粗糙，表面易吸污10釉面光滑平整，無針孔15釉面較光滑，光澤度高20釉面光滑，光澤度高

表3是不同保溫時(shí)間對釉面效果的影響。從表3可知，保溫時(shí)間要適中，一般來說，保溫時(shí)間越長，反應(yīng)越充分，所產(chǎn)生的液相就越多，可熔解更多已經(jīng)析出的晶體和未熔融的顆粒，使得能產(chǎn)生消光作用的粒子減少，從而導(dǎo)致釉面越來越光亮平滑和細(xì)膩；相反，隨著保溫時(shí)間的縮短，釉面會(huì)越來越粗糙，光澤度會(huì)逐漸降低，出現(xiàn)無光，甚至?xí)霈F(xiàn)欠燒或生燒。本研究中的亞光釉合適的保溫時(shí)間為10 min 。

1.3 球磨時(shí)間對亞光釉面的影響

通過調(diào)控球磨時(shí)間來調(diào)節(jié)釉料細(xì)度，進(jìn)而探究其對釉面的影響。表4是球磨時(shí)間對亞光釉面的影響。從表4可知，要得到較好的釉面質(zhì)量必須控制釉料的細(xì)度。原料顆粒越細(xì)小，則越易形成液相，液相量也相應(yīng)地增多，粘度降低，易形成平整光滑的釉面，光澤度就會(huì)提高。這是因?yàn)榧?xì)小的顆粒比表面積大，顆粒間接觸點(diǎn)多，擴(kuò)散快，產(chǎn)生液相的溫度點(diǎn)向低溫方向移動(dòng)，形成液相速度快、量多；反之，不易形成液相，液相量相應(yīng)地減少，粘度提高，不易形成平整光滑的釉面，光澤度降低。但過細(xì)會(huì)使釉面變得光亮沒有亞光效果，因此控制釉料的細(xì)度是非常重要的。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)認(rèn)為最合適的球磨時(shí)間為15～20 min。

表4 球磨時(shí)間對亞光釉面的影響

Tab.4 The effect on ball milling time on the matt glaze

球磨時(shí)間(min)釉面效果10釉面光滑平整，有少量的針孔15釉面光滑平整，無針孔20釉面光滑平整，無針孔25釉面較光滑，光澤度高30釉面光滑，光澤度高

1.4 釉層厚度對坯釉結(jié)合性的影響

釉層厚度與釉層應(yīng)力的關(guān)系見圖2。從圖2可知，釉層厚度在0.2～0.5 mm時(shí)，釉層壓應(yīng)力的值為50～100 MPa，符合釉層間承受壓應(yīng)力的允許范圍，坯釉適應(yīng)性最好。當(dāng)釉層逐漸增厚，壓應(yīng)力則逐漸減小，甚至?xí)蓧簯?yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閺垜?yīng)力，會(huì)造成釉層剝落或開裂；當(dāng)釉層逐漸減薄，壓應(yīng)力則逐漸增大，由于釉層承受壓應(yīng)力的能力大于承受張應(yīng)力的能力，故薄釉層對坯釉適應(yīng)性有利。但釉層壓力過大，超出允許范圍，同樣會(huì)使釉層剝落；同時(shí)生釉層厚度過薄，也會(huì)給施釉帶來一定的難度。故釉層厚度在0.4 mm左右時(shí)，坯釉適應(yīng)性最好。這是因?yàn)楸∮詫釉陟褵龝r(shí)組分的改變比

厚釉層相對變動(dòng)大，釉的膨脹系數(shù)變化得也多，使坯釉膨脹系數(shù)相接近，同時(shí)中間層相對厚度增加，故有利于提高釉的壓應(yīng)力，使坯釉結(jié)合良好；反之，坯釉中間厚度相對的較低，因此不足以緩和因兩者間的膨脹系數(shù)差異而出現(xiàn)的有害應(yīng)力。釉層厚度越薄，釉內(nèi)壓應(yīng)力越大，而坯體中張應(yīng)力越小，這樣有利于坯釉結(jié)合。釉厚度一般控制在0.4 mm左右為宜，這樣有利于坯釉結(jié)合，同時(shí)釉面產(chǎn)生無光效果，其光澤度為28.6，白度為65.8。

圖2 釉層厚度與釉層應(yīng)力的關(guān)系

Fig.2 Relation of glaze thickness and glaze stress

2 結(jié)論

通過單因素法，采用鉀長石、鈉長石、氧化鋁等原料制備建筑陶瓷仿古磚用亞光釉時(shí)，當(dāng)鈉長石含量為16%，鉀長石含量為19%，氧化鋁含量為15%(即Al2O3/SiO2比值為1/6)，球磨時(shí)間為15～20 min,生坯釉層厚度控制在0.4 mm左右,燒成溫度在1 220 ℃，保溫時(shí)間為10 min時(shí)，坯釉適應(yīng)性最好，該釉面呈現(xiàn)較好的亞光效果，光澤度為28.6，白度為65.8 滿足亞光釉面效果。

1 董偉霞,包啟富, 向云鳳.建筑陶瓷厚拋釉的制備[J].中國陶瓷,2016,52(4):64～68

2 張國濤.仿古磚亞光面釉的優(yōu)化及應(yīng)用.佛山陶瓷，2014(9)：18～21

Preparation of Matt Glaze for Architecture Ceramic Rustic Tile

Bao Qifu,Dong Weixia,Zhang Jie

(School of Material Engineering,Jingdezhen Ceramic Institute,Jiangxi,Jingdezhen,333001)

In this paper, the matt glaze for architecture ceramic was prepared by using sodium feldspar, potash feldspar and aluminum as raw materials. Effect of Al2O3/SiO2，firing schedule and processing condition on matt glaze was studied. The results showed that formula (g) composition is: potassium feldspar 19, albite 16, aluminum oxide 15 and the balling time is 15～20 min and the glaze thickness is 0.4 mm, the smooth matt glaze was obtained at 1 220 ℃ for 10 min, the adaptability between the body and glaze is the best than others, and the whiteness and gloss are 28.6 and 65.8, respectively, which is meet with matt glaze effects.

Architecture ceramic; Rustic tile; Matt glaze

包啟富(1978-)，博士，高級工程師；主要從事傳統(tǒng)陶瓷色釉料、低膨脹陶瓷及蜂窩陶瓷材料制備的研究。

TQ174.6

A

1002-2872(2016)11-0037-03