微信公眾號后臺前幾天有位朋友留言,要求談一談釉料始熔溫度方面的知識和心得,這里就簡單探討一下始熔溫度這個概念及其對釉料的影響。
所謂釉料的始熔溫度,顧名思義就是釉料開始產(chǎn)生液相熔融的溫度。瓷磚的釉料一般都是由五六種以上原材料混合而成,經(jīng)過高溫熔煉的叫熔塊,直接使用的叫成釉,不管是熔塊還是成釉,都會有一個始熔溫度,熔塊的始熔溫度比較簡單,是由配方成份決定的(細微的差別可以由熔制工藝改變),但成釉的始熔溫度不光與配方成份有關(guān),而且與引入同一種元素的單一礦物有很大關(guān)系,這里我們以瓷質(zhì)地磚成釉為例,逐一探討:
1、瓷質(zhì)地磚成釉引入各氧化物的原材料
1)一價堿金屬氧化物(鉀、鈉、鋰): 鉀長石、鈉長石、霞石、瓷石、鋰輝石、熔塊等。
2)二鉀堿土金屬氧化物(鈣、鎂、鋅、鋇、鍶):方解石、硅灰石、白云石、螢石、硼鈣石、碳酸鋇、硫酸鋇、碳酸鍶、熔塊等。
3)二氧化硅:石英、長石、硅灰石、滑石、燒土、熔塊等
4)氧化鋁:煅燒氧化鋁/剛玉、生氧化鋁、燒土、葉臘石、長石、熔塊等。
以上可以看出,同樣引入一種氧化物可以有不同的方式。比如:氧化鈣可以用方解石引入,也可以硅灰石引入,還可以用白云石和含氧化鈣的熔塊引入,不同的引入方式,性能有區(qū)別,也會同時引入其他物質(zhì),所以,我們在調(diào)試釉料的過程中應(yīng)該慎重選擇材料,談不上那種材料好,不同的材料適用的燒成條件不同而已。
2、調(diào)試成釉為何要考慮始熔溫度?
一次燒的瓷質(zhì)磚坯體在加熱過程中要排氣,這樣就有可能導致釉面針孔!
由于瓷磚成型過程中的壓力非常大,導致坯體中的水份、有機物、碳酸鹽、氧化物等在受熱過程中產(chǎn)生的氣體排出非常不通暢,要比理論氣化及分解溫度高很多而且時間上要延遲;再者瓷磚廠家為節(jié)約成本,一味縮短燒成周期;坯體原材料資源枯竭,品位越來越低,雜質(zhì)越來越多。綜合以上幾種因素,使我們在釉料調(diào)試過程中必須考慮釉料始熔溫度的問題,同時我們也必須辯證的看待釉料始熔溫度的問題(調(diào)整高溫粘度的同時就改變了原來釉的始熔溫度)。
1) 關(guān)于排氣我們考慮兩個問題
一是釉料自身化學及物理反應(yīng)產(chǎn)生的氣體;二是坯體產(chǎn)生的氣體。兩者的排氣時間如何調(diào)配?最理想的狀態(tài)就是讓坯體的氣體先排除,然后釉料再開始排氣并熔融,但實際生產(chǎn)過程中一般是坯體和釉料同時都開始排氣,坯體氣體接近排完后,釉料層已經(jīng)處于液態(tài),有一定流動性,高溫粘度不大,即使坯體再有氣體上來,也能順利排出,氣孔會及時回填,如果來不及回填,就會造成針孔。這就是為什么大部分拋釉生產(chǎn)廠容易出現(xiàn)針孔缺陷的原因(為什么瓷磚某些局部容易產(chǎn)生針孔、溶洞等缺陷,不是簡單幾句話能回答的,以后我們可以慢慢探討)。
2) 關(guān)于釉料自身排氣對針孔的影響
有些人非常不理解的現(xiàn)象是:為什么白云石、方解石都是燒失量很大的原材料,但在實際應(yīng)用時反而有時候比硅灰石等燒失少的原料針孔少!這就是我們今天要探討的始熔溫度的問題,硅灰石與長石產(chǎn)生低共熔的溫度確實要比方解石、白云石與長石產(chǎn)生低共熔的溫度要低,這樣會導致釉料層提前熔融,不利于坯體氣體排除。有些人怕產(chǎn)生針孔,在釉料中不引入碳酸鹽的做法是不可取的,因為碳酸鹽自身分解時產(chǎn)生氣體不會造成大針孔,只會對釉層致密度產(chǎn)生影響,只需與其他原材料合理搭配即可。再者碳酸鹽自身排氣留下的空隙也有利于坯體氣體的排除不至于造成大針孔。
3、調(diào)整釉料始熔溫度的方法
一般釉料是多種氧化物及礦物組成的混合體,在燒成后也是含多種晶相的玻璃體。要調(diào)整釉料的始熔溫度,我們就要調(diào)整配方中引入幾種氧化物的礦物組成的低共熔點
堿金屬氧化物 堿土金屬氧化物 氧化鋁 氧化硅
(Na/K)2O -----(Ca/Mg/Zn/Ba )O--- Al2O3---- SiO2
在能保證一定釉面效果,能滿足釉料使用時,一般硅鋁含量不變,堿金屬氧化物越多,始熔溫度會越低;硅鋁不變,提高堿土金屬會適當提高始熔溫度;一般普通熔塊的始熔點比較低,在引入時需謹慎選擇。
由于我們引入的不是單一氧化物而是礦物,引入一種元素氧化物的同時不可避免會引入其他氧化物,如長石可以同時引入鉀鈉、氧化鋁、氧化硅等;
總上所述,釉料始熔溫度在瓷質(zhì)地磚成釉中一般不單獨考慮,一般考慮的是釉料的高溫粘度,適當提高或者降低釉料的高溫粘度是釉料調(diào)試中常用的辦法。釉料高溫粘度的調(diào)試又是另外一個概念了,我們以后接著探討。