摘 要 糊精作為色漿性能的調(diào)節(jié)劑而應(yīng)用于裝飾陶瓷工業(yè)中,若其引入量控制不當(dāng),則會(huì)影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。本文就糊精對(duì)釉和釉下彩的影響進(jìn)行了研究,確定了其添加量范圍。
關(guān)鍵詞 糊精,釉,色料
1引言
糊精、甘油、葡萄糖、糖等是裝飾陶瓷制品的釉下彩添加劑。這些添加劑是色漿性能,如彈性、粘合性和粘附性的調(diào)節(jié)劑,是不可缺少的。但是,如果在色漿制備過程中使用不當(dāng),也會(huì)造成制品缺陷。
因色漿引起的常見缺陷有“鈷金屬化”和剝色等,且最易出現(xiàn)在鈷色漿施涂厚度和釉層厚度減小的部位。
用于色漿的糊精(淀粉處理物)依據(jù)膠合力、溶解度以及初始原料特性的不同而有所區(qū)別。由于性能的差異,糊精不僅會(huì)在瓷器色料層,而且也會(huì)在釉層引起各種缺陷。因此,研究糊精對(duì)色漿和釉的作用、確定其最佳引入量非常重要。
2實(shí)驗(yàn)與研究
2.1 糊精對(duì)釉的影響
研究時(shí)所用的幾種糊精的性能如表1所示。從每種糊精中各稱取2g,分別置于相同量(10mL)的水中溶解。借助畫筆將制備好的糊精溶液涂覆在經(jīng)煅燒的陶瓷磚上,然后施釉并經(jīng)1350℃燒成。
結(jié)果表明,在2、4、5號(hào)試樣上,釉層的整體性受損,干釉程度低于1和6號(hào)試樣;3號(hào)試樣的釉層厚度略微減小。
對(duì)3和6號(hào)試樣進(jìn)行巖相分析后發(fā)現(xiàn),在糊精作用區(qū)段,釉層厚度發(fā)生了變化。相對(duì)劃分出以下三個(gè)區(qū)段:Ⅰ-無糊精釉;Ⅱ-糊精邊界層;Ⅲ-有糊精釉,如表2所示。
糊精的不同作用,與其膠合力有關(guān):膠合力增大時(shí),色漿可較密實(shí)地覆蓋陶瓷襯體氣孔,并阻礙釉漿的吸入。因此,施釉時(shí)糊精就能促使釉層厚度減小,而在煅燒時(shí),糊精分解燒失,使陶瓷襯體的氣孔暴露。煅燒后,糊精作用部位之所以出現(xiàn)釉層厚度減小和干釉現(xiàn)象,是因?yàn)闅饪妆┞逗鬂B入了釉熔體。
為了證實(shí)糊精對(duì)釉層的影響,先后制備了含10%、15%和20%的糊精溶液。將這些溶液分別施涂在陶瓷表面,然后對(duì)試樣施釉和煅燒。燒后結(jié)果表明,在施涂最高糊精濃度最高區(qū)段,釉層厚度的減小程度也最大。
總之,釉層厚度受色漿組成中糊精含量的影響。當(dāng)在鈷色漿中引入10%~15%的糊精時(shí),色漿之上的釉層厚度為200μm左右。為了研究糊精濃度對(duì)釉熔體粘度的影響,分別用1g重的釉料制備了4個(gè)球狀試樣,其中的糊精含量各為0、10%、15%和20%。全部試樣經(jīng)1350℃煅燒,燒后釉熔體具有不同的流展長(zhǎng)度。增加釉中的糊精含量,會(huì)使熔體粘度降低,流動(dòng)性提高。當(dāng)引入15%的糊精時(shí),釉熔體粘度的降低程度最大,此時(shí)其流展長(zhǎng)度為124mm;進(jìn)一步將糊精的含量增加到20%時(shí),釉熔體的流展段縮減到98mm,即釉的流動(dòng)性降低,粘度提高。
用分別含0.5%、10%、15%和20%糊精的釉料,壓制4個(gè)高10mm、直徑30mm的圓柱狀試樣,同時(shí)用不含糊精的釉料壓制一個(gè)相同試樣。用這5個(gè)試樣檢測(cè)釉浸潤(rùn)接觸角的變化狀況。將試樣置于陶瓷磚上,于1350℃煅燒。煅燒后釉呈滴狀沿陶瓷磚表面流展,并觀察到如下規(guī)律:隨著糊精含量的增加,浸潤(rùn)接觸角減小,無糊精試樣的浸潤(rùn)接觸角為90°,其他4種含糊精試樣分別為60°、45°、35°和30°,即釉的表面張力降低。
2.2 糊精對(duì)鈷色料的影響
還原氣氛煅燒過程中,當(dāng)窯爐氣氛組成中可能含游離碳時(shí),在327℃和約0.1MPa的爐壓下,一氧化碳含量會(huì)急速增加,此時(shí)可能會(huì)提高產(chǎn)生“鈷金屬化”缺陷的概率。促使此現(xiàn)象出現(xiàn)的原因還有:參與鈷色料組成中的糊精(C6H10O5)x在還原氣氛下分解,析出游離碳,也促進(jìn)了氧化鈷的還原。
在彩飾制品時(shí),畫師用色漿繪畫,在色漿相互疊加的部位積存有大量糊精,并且在此位置形成小漏斗,這就證明低粘度釉熔體浸入了多孔陶瓷中。因此,在糊精含量較高的區(qū)段,釉層厚度減少。
在用尖晶石Mg0.68Co0.32Al2O4和氧化鈷基藍(lán)色料手工釉下彩飾瓷制品的基礎(chǔ)上,確定氧化鈷在色料中的最高引入量為40%。當(dāng)色料組成中的氧化鈷含量超過40%時(shí),會(huì)產(chǎn)生“鈷金屬化”缺陷,如表3所示。
糊精含量與陶瓷制品表面的鈷色料剝色也有關(guān)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),糊精的最佳引入量應(yīng)為13%~16%(表4)。在該值下,鈷色料在施釉過程中停止剝色;同時(shí)還發(fā)現(xiàn),在色料組成中引入15%的糊精時(shí),可使釉層厚度由250μm減小到180μm。糊精含量超過15%時(shí),會(huì)急劇降低釉層厚度,直至其完全消失,從而失去釉的保護(hù)功能,致使“鈷金屬化”缺陷產(chǎn)生。
3結(jié)論
煅燒后釉層厚度,受色漿組成中糊精含量的影響;增加釉中的糊精含量,可提高釉的煅燒流動(dòng)性,降低其粘度;當(dāng)含15%的糊精時(shí),釉熔體粘度的降低程度最大。
透過坯體和釉本身的氣孔,位于陶瓷坯體-釉界面的含鈷色料區(qū)域中的氧化鈷由于受到窯內(nèi)的氣氛作用,易還原成金屬狀態(tài)。這些氣氛對(duì)氧化鈷還原作用的大小取決于釉中氣孔的數(shù)量和尺寸。因?yàn)樵谟泻饔玫牟课挥詫雍穸葴p小,而氣孔尺寸增大,所以陶瓷色料組成中的氧化鈷,更易受還原氣氛影響。此外,糊精在煅燒時(shí)分解,并析出可使色料層形成強(qiáng)還原氣氛的碳。以上一切均構(gòu)成了氧化鈷還原成金屬狀態(tài)的條件。
通過調(diào)整色漿組成中的糊精含量和計(jì)算糊精膠合力的方法,可以在裝飾陶瓷的生產(chǎn)中減少像剝色和“鈷金屬化”之類的缺陷。建議在含鈷色漿中引入13wt%的糊精。