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我國(guó)建陶衛(wèi)陶釉料技術(shù)工藝發(fā)展的綜述

發(fā)布:2007-12-24 14:23:36  來(lái)源: 陶瓷技術(shù) [字體: ]

  目前,建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)非常注重采用先進(jìn)的釉料技術(shù),國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)一大批專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的陶瓷釉料和陶瓷熔塊、色料公司。建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品中所用的釉料越來(lái)越豐富多樣,目前多數(shù)陶企使用的釉料產(chǎn)品,類(lèi)別與用途可以大致分類(lèi)如下:1、鉛釉和無(wú)鉛釉;2、生料釉與熔塊釉;3、一次燒成或二次燒成用釉;4、瓷磚,餐具,衛(wèi)生陶瓷與電瓷用釉;5、按施釉方法劃分的浸釉、噴釉、澆釉;6、高溫釉和低溫釉;7、高膨脹釉和低膨脹釉;8、燒成氣氛氧化焰、中性焰和還原焰;9、顏色釉與無(wú)色釉;10、透明釉與乳濁釉;11、光澤釉、無(wú)光釉、半無(wú)光釉或花紋釉等等。這些豐富的釉料充分反映出許多特性,以及釉產(chǎn)品或者某些施釉和燒成特征。諸如包括釉料的化學(xué)成分,配料成分,產(chǎn)品用途,成瓷后的物理化學(xué)特性。有的表明了其工藝方法及釉面的外觀表象,以及將來(lái)建筑衛(wèi)生陶瓷用釉料的發(fā)展指向。

   鉛釉與無(wú)鉛釉

   在建筑陶瓷與衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品使用的鉛釉配方中,鉛的來(lái)源出自偏硅酸鉛或硼硅酸鉛熔塊。在實(shí)際生產(chǎn)中典型的偏硅酸鉛配方組成為:塞格爾式1.00氧化鉛,0.10三氧化二鋁,1.89二氧化硅,重量比:氧化鉛64%,氧化鋁3%,二氧化硅33%)?墒褂援a(chǎn)生最低溶解度。如果增加堿性氧化物和氧化硼的含量,可導(dǎo)致熔塊中鉛溶解度的增加。在荷蘭等國(guó)并無(wú)鉛溶解度的限制規(guī)定,他們使用低熔融或高溶解的硅酸鉛及硼酸鉛熔塊釉。鉛釉與無(wú)鉛釉的差別牽涉到產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題。不過(guò)在高于1150℃時(shí),鉛均明顯揮發(fā),而高于此溫度界限時(shí),則通常不再使用鉛釉。無(wú)鉛釉指氧化鉛含量少于1%的重量的種類(lèi)。隨著環(huán)境保護(hù)要求越來(lái)越嚴(yán)格,近年來(lái)各國(guó)建陶工業(yè)已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向統(tǒng)統(tǒng)使用無(wú)鉛釉料無(wú)鉛熔劑與無(wú)鉛色料。

   鍶釉在取代鉛釉方面表現(xiàn)出不俗的效果。除了燒成范圍寬,燒成溫度低和可形成光澤釉表面外,還具有良好的耐磨性能。因此鍶釉成為一種很好的無(wú)鉛釉,當(dāng)它與釉下色劑一起使用時(shí),幾乎看不到對(duì)色料的不利影響,但在與鉻錫紅共用時(shí),釉?xún)?nèi)必須添加一定的氧化鈣,以穩(wěn)定色調(diào)質(zhì)量。

   生料釉與熔塊釉

   由于陶瓷生料釉組成內(nèi)不使用熔塊,所以它們僅限于最高燒成溫度大于1150℃時(shí)使用。通?捎米錾a(chǎn)硬質(zhì)瓷器、玻化衛(wèi)生瓷、炻器、電瓷及各種低膨脹坯體的施釉。生料釉?xún)?nèi)含有礦物溶劑,如長(zhǎng)石或霞石正長(zhǎng)巖,外加粘土、石英、碳酸鈣、白云石、氧化鋅和硅酸鋯作為常用原料。低膨脹生料釉還使用透鋰長(zhǎng)石作為熔劑。生料釉不會(huì)有任何形式的玻璃相,在燒成時(shí)必須經(jīng)過(guò)足夠時(shí)間將氣體從原料組分內(nèi)排出,釉熔融后可獲得光滑而無(wú)氣泡的釉面,因此,生料釉燒成時(shí)間要比熔塊釉長(zhǎng)。在燒成溫度低于1150℃時(shí),則宜采用熔塊釉料。另外在采用低溫快燒工藝時(shí),需要釉?xún)?nèi)熔塊含量相應(yīng)增加。

   一次燒成釉與二次燒成釉

   對(duì)于陶瓷企業(yè)來(lái)講,施釉產(chǎn)品一次燒成比二次燒成節(jié)能好且更經(jīng)濟(jì),大幅度降低了產(chǎn)品成本,并有利于環(huán)境保護(hù)。一次燒成非常有利于高附加值的產(chǎn)品,如大件衛(wèi)生潔具,或大型絕緣子。但二次燒成的主要優(yōu)點(diǎn)是可以揀選并剔除某些有缺陷的半成品,也能生產(chǎn)出高質(zhì)量與低成本的產(chǎn)品。在一次燒成工藝中,釉與坯體同時(shí)成熟,坯與釉的中間層的形成常常能夠增加產(chǎn)品的強(qiáng)度,坯體的完全;嗪苊黠@。在一次燒成工藝時(shí),釉料內(nèi)常含有粘結(jié)劑,既可控制水分自釉漿蒸發(fā)的速度,又控制了水分進(jìn)入多孔坯的運(yùn)動(dòng)。釉料粘結(jié)劑起到增加干燥釉面硬度的作用。

   顏色釉與無(wú)色釉

   建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品一般采用顏色釉進(jìn)行裝飾,從而使其在滿(mǎn)足使用時(shí)也帶有可欣賞的美感,提高了產(chǎn)品的附加值。而無(wú)色釉的應(yīng)用僅限于很小的產(chǎn)品范圍(如特殊用途瓷磚產(chǎn)品)。目前歐洲的建陶衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品,其顏色釉均采用金屬氧化物顏料制備,過(guò)渡金屬的無(wú)機(jī)化合物如釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、和銅都是常用顏料。顏色釉的效果取決于基釉的化學(xué)組成、色料添加量、施釉厚度與均勻性、燒成時(shí)窯爐氣氛。如氧化鐵引入的形態(tài)通常是紅色三價(jià)氧化鐵,由坯體融入釉?xún)?nèi)可產(chǎn)生微妙的裝飾效果。鐵在氧化焰氣氛時(shí)在陶瓷釉中能產(chǎn)生淡黃色、蜂蜜色與棕色。在還原焰氣氛時(shí)可以形成淡藍(lán)灰色、綠色、藍(lán)色或黑色;黑色氧化鈷是釉料中最強(qiáng)烈的著色劑,當(dāng)含量低于1%時(shí),能形成鮮艷的藍(lán)色。鈷在玻璃釉基質(zhì)中容易熔融并加入瓷釉結(jié)構(gòu)中;氧化鉻能使某些釉呈現(xiàn)綠色,而在其他成分的釉中可以形成紅色、黃色、粉紅色或棕色;氧化鎳在釉中有很寬的成色范圍,可以形成棕色、綠色、深藍(lán)色釉,當(dāng)釉中含有碳酸鋇時(shí),它會(huì)形成粉紅色、紫紅色;二氧化錳在顏色釉中能形成黑色,但也能形成紅色、粉紅色與棕色;含錳的高堿釉經(jīng)過(guò)高溫?zé)珊髸?huì)產(chǎn)生淡藍(lán)色;氧化銅配制的色釉,在氧化焰時(shí)呈現(xiàn)綠色,但在還原焰時(shí)則呈現(xiàn)紅色;五氧化二釩可產(chǎn)生棕色或黃色,但在釉中即使用量增加也只是呈現(xiàn)中強(qiáng)度黃色。釩與鋯可以制成釩鋯黃、釩鋯藍(lán)等成色穩(wěn)定的色釉;此外,硫化鎘與硒色料可制成黃、橙黃與紅釉。

   透明釉與乳濁釉

   建筑衛(wèi)生陶瓷普遍使用乳濁釉料,由于透明釉缺乏遮蓋力,難以掩蓋不潔的磚面,而環(huán)保工作又要求盡量采用低質(zhì)原料制坯,因此透明釉使用范圍變得更加窄了。陶瓷企業(yè)使用過(guò)的釉料乳濁劑經(jīng)歷了氧化錫、氧化鋅、二氧化鈦、磷酸鹽、直到硅酸鋯等過(guò)程。但氧化錫作為乳濁劑,由于成本過(guò)高,使用量越來(lái)越少。20世紀(jì)20年代,開(kāi)始引用鋯英石作為釉料乳濁劑,后來(lái)又開(kāi)始使用鋯英石取代氧化錫,降低了瓷磚裝飾用釉料產(chǎn)品成本。不過(guò)如在常規(guī)釉料內(nèi)加入5%的氧化錫,可產(chǎn)生白里泛青的釉調(diào);氧化鋅廣泛應(yīng)用于鋯英石釉?xún)?nèi),可以提高白度與乳濁度。在高溫衛(wèi)生潔具產(chǎn)品釉中氧化鋅具有強(qiáng)溶劑作用,能顯著降低釉的粘度,因此目前仍有部分使用,以后也難以完全排除;將氧化鈦加入釉中時(shí),可以制成高檔的白乳濁釉,已被證實(shí)是可行的配方方式。磷化合物在釉中的作用有:一,用做乳濁劑使釉不透明;二,增加釉對(duì)光的折射率,增加釉料的光澤。磷酸鈣、骨灰、磷灰石均可酌情適量配入釉料內(nèi),使釉形成良好的乳濁與光亮效果。此外鋰灰石,透輝石等鋰化物也是很好的乳濁釉原料。

   光澤釉、半無(wú)光釉、無(wú)光釉與碎紋釉

   各種釉料對(duì)于光線吸收不同而區(qū)別為光澤釉、半無(wú)光釉、無(wú)光釉及碎紋釉品種。上述釉料均呈色豐富,釉色種類(lèi)很多。瓷磚釉料的發(fā)展趨勢(shì)將逐漸轉(zhuǎn)向半無(wú)光、無(wú)光釉系列。無(wú)光釉用成色元素不多,但釉色很豐富,已經(jīng)形成高嶺質(zhì)無(wú)光釉、堿性無(wú)光釉、二氧化硅質(zhì)無(wú)光釉種類(lèi)。其中又以鋇無(wú)光釉、鋅無(wú)光釉、鎂無(wú)光釉為其主要代表。此外還有結(jié)晶型無(wú)光釉,鋰輝石析晶型無(wú)光釉,難溶性無(wú)光釉等類(lèi)型。碎紋釉是釉面生成網(wǎng)狀龜裂紋,適宜于瓷磚裝飾,最早起源于我國(guó)的碎瓷產(chǎn)品,后來(lái)西方國(guó)家將其用于瓷磚裝飾,收到格外美的效果。由于坯釉的膨脹系數(shù)不同而發(fā)生龜裂現(xiàn)象,碎紋釉的配制方法有五種:如采用兩種具有不同收縮率的釉,將有高收縮率的釉料施于普通釉上,燒成后上層釉龜裂可以透見(jiàn)下層釉;增加釉的可溶性使釉的收縮率增加,如增加長(zhǎng)石與硼酸的量;增加釉的收縮率,減少坯的收縮率;使產(chǎn)品急冷工藝也可生成碎紋釉;有的釉在經(jīng)年放置后也能形成碎紋釉。如法國(guó)采用在普通釉料中增加二氧化硅、礬土或堿類(lèi)的方法,制成碎紋釉品種。有的采用多次燒成方法以形成不同的碎紋與顏色效果。

   此外,近年來(lái)建筑衛(wèi)生陶瓷業(yè)加快采用高新技術(shù)推動(dòng)新型釉技術(shù)的開(kāi)發(fā),發(fā)展新的釉料釉色品種,取得許多進(jìn)展。如納米材料技術(shù)在釉料技術(shù)中的應(yīng)用等,每年均推出一大批新產(chǎn)品?偟膩(lái)說(shuō)注重釉料技術(shù)創(chuàng)新與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā),可以提高產(chǎn)品的檔次與附加值。隨著建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品品種的不斷增加與豐富,對(duì)釉料的改進(jìn)也提出許多新的要求。因此將來(lái)陶瓷釉料的研制開(kāi)發(fā)任務(wù)越來(lái)越大,其在國(guó)際陶瓷業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中將占有越來(lái)越重要的位置。我國(guó)陶瓷業(yè)應(yīng)該加快吸收先進(jìn)工藝技術(shù),繼續(xù)提高產(chǎn)品的檔次與科技含量,并逐漸形成自己的釉產(chǎn)品體系與裝飾特色。

 

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