許行強(qiáng) 徐和良 周志良 左明鳴

(江蘇拜富科技股份有限公司 江蘇 宜興 214221)

陶板是當(dāng)今建筑界最新型的幕墻材料，是以天然陶土為主要原料，經(jīng)過(guò)高壓擠出成形，輥道窯中高溫?zé)?。具有綠色環(huán)保、無(wú)輻射、色澤溫和以及沒(méi)有光污染的特點(diǎn)，尤其棕紅色陶板，色澤古樸、復(fù)古感較強(qiáng)，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。但是棕紅色陶板受天然陶土資源的影響，發(fā)色不純正，生產(chǎn)過(guò)程中易受窯爐氣氛，溫度影響導(dǎo)致板面顏色發(fā)黑，防污性能差。

筆者將對(duì)棕紅無(wú)光抗污釉料的原料選擇、組成特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝參數(shù)、影響發(fā)色及防污問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)介。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備

(1)實(shí)驗(yàn)采用太湖湖底的一種含鐵量較高的礦石，著色氧化物主要以此為主，其中還含有微量的鉻、鈷、鈦、錳等。質(zhì)地堅(jiān)硬的土骨屬于礦巖結(jié)構(gòu)組成，是一種含鐵量較高的天然著色礦物，外觀呈現(xiàn)黃褐色，燒成后呈青黑色調(diào)。紫褐色土骨與紫砂礦按一定比例配比，就成為品相極好的天星泥，因此土骨像陶都宜興紫砂泥一樣深受當(dāng)?shù)靥沾尚袠I(yè)人士的喜愛(ài)。以窯變花釉藝術(shù)性最高的均釉配方中，土骨同樣也起到了重要作用。土骨的化學(xué)成分見(jiàn)表1所示，差熱分析見(jiàn)圖1。

圖1 土骨的熱重-差熱分析圖譜

表1 土骨的化學(xué)成分(質(zhì)量%)

表2 原料化學(xué)組成(質(zhì)量%)

續(xù)表2

(2)采用硅灰石型微晶玻璃為主要熔劑，其化學(xué)成分如表2所示。

(3)本實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備如表3所示。

表3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

本實(shí)驗(yàn)在釉式基礎(chǔ)上，控制其他組分不變，改變Si/Al及Si+Al，探究其對(duì)釉面光澤度，發(fā)色及防污性能的影響規(guī)律。試樣的配方釉式如表4所示。

1.3 工藝流程

1.3.1 釉料的制備

料∶球∶水：1.0∶2.5∶0.7；球磨方式：快速濕法球磨；解膠劑引入量：0.2%～0.3%；球磨時(shí)間：10min；釉漿細(xì)度：萬(wàn)孔篩余≤1.0%。

1.3.2 施釉

釉漿密度：1.65～1.7 g/cm3；施釉方式：噴釉；施釉厚度：0.5～0.7 mm。

1.3.3 燒成制度

RT～800 ℃，60 min；800～1 000 ℃，45 min；1 000～1 150 ℃，45 min；保溫：15 min；隨快燒輥道窯自然冷卻。

表4 實(shí)驗(yàn)配方釉式

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 Si/Al對(duì)釉面效果的影響

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，如表5所示，在n(Si+Al)=3.49～4.49范圍內(nèi)，隨著n(Si/Al)的增加，釉面光澤度均有所上升。當(dāng)n(Si/Al)較低時(shí)(如3.78)，由于此時(shí)Al2O3含量相對(duì)較高，釉的燒成溫度亦隨之提高，釉面呈現(xiàn)生燒現(xiàn)象，光澤度較低，顏色發(fā)淺黃，釉面防污性能差。當(dāng)n(Si/Al)=4.82時(shí)，釉面防污性能及光澤度明顯提高，釉面呈現(xiàn)細(xì)膩、光潤(rùn)的質(zhì)感。繼續(xù)提高n(Si/Al)，釉面防污性能仍然有所提高，但光澤度亦有所上升，釉面呈現(xiàn)近亞光釉的效果。由此可見(jiàn)，在本實(shí)驗(yàn)配方組成范圍內(nèi)，n(Si/Al)在4.54左右較為適宜，可獲得釉面效果較佳的耐污無(wú)光釉。

表5 釉面各項(xiàng)性能

2.2 n(Si+Al)對(duì)釉面效果的影響

由表5可見(jiàn)，A3試樣n(Si/Al)為4.82，A8試樣n(Si/Al)為4.68，隨著n(Si+Al)由3.49增至4.49，釉面光澤度明顯下降(由7降到2)，釉面抗污性能沒(méi)有大的影響。由此表明，適當(dāng)提高n(Si+Al)值，可以明顯降低光澤度，使釉面從啞光到無(wú)光，且可使無(wú)光釉釉面防污性能不受影響(如A8試樣)。A1、A4、A7試樣，當(dāng)n(Si+Al)由3.49提高至3.99時(shí)，釉面光澤度保持1.5，沒(méi)有明顯變化，防污性能由差到一般。隨著n(Si+Al)繼續(xù)增加至4.99，釉面光澤度由1.5降為1，防污性能無(wú)明顯變化。再次表面適當(dāng)調(diào)整n(Si+Al)數(shù)值在保證防污性能的前提下可做到細(xì)膩無(wú)光釉面。

2.3 微晶玻璃的加入對(duì)釉面的影響

采用硅灰石型微晶玻璃成分為基礎(chǔ)配方，用石英砂，工業(yè)氧化鋁，方解石，純堿，鉀長(zhǎng)石，硼砂引入SiO2、Al2O3、CaO、K2O、Na2O、B2O3。微晶玻璃X射線衍射，如圖2所示。硅灰石型微晶熔塊中存在大量的成核物質(zhì)，通過(guò)窯爐燒成，釉料配方中均勻的析出大量微小晶體，形成致密的微晶相和玻璃相的多相復(fù)合體，控制微晶的種類(lèi)數(shù)量，尺寸大小等，可以獲得釉面致密的耐污釉料。微晶熔塊具有玻璃和陶瓷的雙重性，由晶體組成，它的原子排列是有規(guī)律的，因此微晶熔塊具有陶瓷性能，控制好釉料配方n(Si/Al)與n(Si+Al)可以達(dá)到釉面無(wú)光。微晶熔塊在釉料配方中加入52%～60%，釉面出現(xiàn)大量釉泡，加入量15%～35%，釉面無(wú)光細(xì)膩，防污性能差。微晶熔塊加入量45%～55%，通過(guò)調(diào)整釉料配方耐火度，釉面無(wú)光細(xì)膩，防污性能好。

圖2 微晶玻璃的XRD圖譜

(1)通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)可知，在 n(Si/Al)=4.54，n(Si+Al)=3.99情況下，可獲得防污性能較高，無(wú)光效果較佳，且釉面細(xì)膩、發(fā)色純正的無(wú)光釉。

(2)使用微晶熔塊引入微小晶體可使釉面無(wú)光效果更加，質(zhì)感更為細(xì)膩。而過(guò)多引入微晶熔塊反而易提高釉面光澤度，釉面出現(xiàn)釉泡。

(3)土骨對(duì)發(fā)色的影響：隨著鐵含量的增加。使釉色呈淺黃 鮮艷棕紅 深咖啡轉(zhuǎn)變。Fe2O3摩爾當(dāng)量為0.06最佳。