釉是覆蓋在陶瓷磚坯體表面的薄層。釉料分為生料釉和熔塊料,生料釉就是把所需的各種原料直接配比后研磨,熔塊釉則是由熔塊與生料兩部分組成。熔塊的制備是將需用的原料加工成一定的細度,稱量配比、混合均勻后,經(jīng)熔制的熔體以水淬急冷制得的小碎塊。目前陶瓷磚釉料普遍用熔塊釉。
釉漿性能
1、釉漿的細度要求。釉漿細度直接影響漿料稠度和懸浮性、釉與坯的黏附、釉層的干燥收縮、釉的熔化溫度及坯釉燒后的性能和釉面質(zhì)量。一般而言,釉漿越細其懸浮性、燒成過程中釉的熔融性也越好,釉的高溫黏度下降,釉面針孔減少,光澤度提高。但也不能太細,釉漿太細釉稠度增大、觸變性增強,是有時容易形成釉層過厚,釉層干燥收縮變大,容易產(chǎn)生釉層開裂和脫釉等缺陷,同時也產(chǎn)生釉面棕眼、縮釉、干釉等缺陷。一般的釉面磚乳濁細度小于0.1%,透明釉0.1-0.2%。
2、釉漿的黏度。釉漿的黏度影響釉漿的流動性和懸浮性,黏度過大則流動性變差,黏度過小則懸浮性變差。釉漿應(yīng)有適當(dāng)穩(wěn)定的黏度,才能保證良好的施釉質(zhì)量。一般釉漿流動性要求為55-110秒。有效的改變釉漿的流動性和觸變性不改變的方法是加入純堿、水玻璃、腐植酸鈉、三聚等電解質(zhì)。另外,在含軟質(zhì)黏土少的釉料中,加入適量的CMC(羥甲基纖維素)可以提高釉料對坯體的附著力。
3、釉漿的比重。釉漿的比重對施釉時間和釉層厚度起決定性作用。釉漿比重較大時,短時間施釉也容易獲得較厚的釉層,但比重過大的釉漿會使釉層厚薄不均,易產(chǎn)生開裂、縮釉等。釉漿比重較小時,要達到一定厚度的釉層需多次施釉或長時間施釉。二次燒釉漿比重一般在1.40-1.45;一次燒釉漿比重一般控制在1.65-1.75。
釉料的熔融性能
釉的熔融性能屬于與生產(chǎn)過程有較密切關(guān)系的性質(zhì)。釉類似于玻璃,它沒有固定點熔點,生產(chǎn)上更關(guān)心它的始熔溫度、熔融溫度范圍、釉熔體的高溫黏度和表面張力。
釉的始熔溫度:釉在加熱時開始出現(xiàn)液相的溫度稱作釉的始熔溫度,它對應(yīng)于熔融溫度的下限。始熔溫度的測定方法:將釉粉制成Ф3mm×3mm的圓柱體試樣,置于高溫顯微鏡的高溫爐中加熱到圓柱體棱角變圓時的溫度,即對應(yīng)于釉的始熔溫度。在燒成過程中,達到始熔溫度時釉層開始封閉,而在此之前坯體內(nèi)還有貫通的氣孔,允許坯體內(nèi) 排出的氣體逸出。因此,在始熔點到達之前,坯、釉中的氧化分解反應(yīng)均應(yīng)結(jié)束。
釉的熔融溫度范圍:熔融溫度范圍是指釉的始熔溫度與釉的流動溫度(也稱熔融溫度范圍的上限,對應(yīng)于試樣充分熔化并開始流散,試樣高度相當(dāng)于原有高度1/3時的溫度)之間溫度差的大小。陶瓷磚的燒成溫度一般對應(yīng)于釉的熔融溫度范圍內(nèi)的前半段。釉的熔融溫度范圍窄,則燒成過程難于控制。
釉熔體的高溫黏結(jié)度:這是一個與燒成質(zhì)量密切相關(guān)的性質(zhì)。釉的高溫黏結(jié)度決定了釉熔體的流動性。在燒成溫度,若黏度過大,則流動性差,釉面不易展平;若黏度過小,又容易造成流釉及干釉等缺陷。釉的高溫黏度,特別是釉的始熔點決定了坯體內(nèi)產(chǎn)生的氣體能否順利的派出。若燒成時產(chǎn)生的分解氣體難以排出,容易產(chǎn)生氣泡、針孔等缺陷。因此在燒成溫度下釉熔體應(yīng)有適當(dāng)?shù)母邷仞ざ取?br />
釉的表面張力:釉的表面張力決定其對坯體的潤濕能力。釉的表面張力低,有利于釉面均化和釋放出燒成過程中排出的氣體;釉的表面張力大,在冷卻時會收回氣泡,并導(dǎo)致縮釉等缺陷。一般堿金屬氧化物對降低釉的表面張力作用較大,加入添加劑可以改變釉的表面張力。
釉的熱膨脹系數(shù)
釉的熱膨脹系數(shù)包括線膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù),線膨脹系數(shù)為釉的溫度每升高1℃時釉面單位長度的增量,即α=dL/Ldt,釉的線膨脹系數(shù)α,通常是溫度函數(shù)。如果知道釉在某一溫度范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù),就可以利用上式求得線膨脹量。各種釉料可以根據(jù)其氧化物的百分含量,依加和性法則計算出在該溫度范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù)。
釉的熱膨脹系數(shù)在實際生產(chǎn)中有重要意義,坯、釉的熱膨脹系數(shù)必須能相互適應(yīng)。若坯釉的熱膨脹系數(shù)相同,在冷卻時,坯釉的收縮是一致的、同步的。若坯的熱膨脹系數(shù)大于釉的熱膨脹系數(shù),在冷卻時,坯的收縮會比釉層大,在坯釉之間就會產(chǎn)生一個應(yīng)力,使釉面受到一個壓力作用,當(dāng)這個壓應(yīng)力超過限度后,就會導(dǎo)致釉面剝落。相反,若坯的熱膨脹系數(shù)小于釉的熱膨脹系數(shù),在冷卻時,釉層的收縮大于坯的收縮,一旦超過極限會導(dǎo)致釉層開裂。引起釉層開裂的應(yīng)力將導(dǎo)致陶瓷磚的機械強度降低。
釉的其他性能
釉的機械強度:釉的機械強度是指其抵抗外力作用而不破壞的能力。釉的抗壓強度遠高于其抗拉強度。釉面的機械強度與坯、釉之間的應(yīng)力分布有關(guān),若釉面處于受壓狀態(tài),則制品的機械強度會增大。釉的化學(xué)組成對釉面的機械強度也有影響。正因為如此,在設(shè)計釉的配方時,應(yīng)使釉的線性膨脹系數(shù)稍小于坯的線性膨脹系數(shù)。
釉面硬度:釉面硬度是指釉面抵抗另一種材料壓入、劃痕或磨損的能力,關(guān)系到釉面的耐磨性能和使用壽命。釉面的硬度主要起決于釉的化學(xué)成份、礦物組成及顯微結(jié)構(gòu)。釉料中引入適量的氧化鋯,可增加其耐磨性。
釉層抗化學(xué)腐蝕性能:釉層抗化學(xué)腐蝕性能主要起決于釉的化學(xué)組成。通常,釉層耐酸能力比耐堿能力強。堿能使硅的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞,形成可溶性組分,堿金屬氧化物會降低釉層抗酸腐蝕的能力,K2O的作用比Na2O更甚。ZnO、MgO、CaO、BaO則能改善釉層抗酸腐蝕能力。Al2O3可提高釉層的抗堿腐蝕能力。