摘 要:將陶瓷色料加入到耐熱煲瓷釉中,在1300℃下氧化氣氛燒成,考察了各色料的發(fā)色情況。結(jié)果表明:含鉻的綠色料、釩藍、海藍和寶藍色料、釩黃色料、包裹料等發(fā)色較好,釉面光亮平滑;鉻錫紅色料嚴(yán)重褪色;其余色料則出現(xiàn)針孔、氣泡、起泡等釉面缺陷。
關(guān)鍵詞:色料;耐熱煲;顏色釉
1 前 言
耐熱煲屬于低膨脹陶瓷,所以表面多施以低膨脹的釉料。目前國內(nèi)的耐熱煲生產(chǎn)廠家,使用的是以鋰輝石為主要原料的鋰質(zhì)釉,燒成溫度多在1300℃以上?,F(xiàn)在市場上常見的耐熱煲顏色裝飾中,多為白色和黑色(或黑棕色),彩色色釉裝飾的非常少。
本文對陶瓷色料在耐熱煲瓷釉中的發(fā)色情況進行研究,期望相關(guān)試驗結(jié)果能為業(yè)內(nèi)同行提供參考或借鑒。需要說明的是,本文所述為實驗室小樣測試結(jié)果,大生產(chǎn)上的結(jié)果可能會與此有出入,大生產(chǎn)前需要試驗驗證。
2 試 驗
2.1試驗儀器及設(shè)備
電子天平(精度0.001g)、行星式球磨機、量筒、燒杯、施釉器、烘箱、硅碳棒高溫箱式電爐、色度儀。
2.2試驗用釉料與坯體
試驗所用釉料為江西某著名耐熱煲生產(chǎn)廠家大生產(chǎn)所用鋰質(zhì)釉料,該釉料已磨細、過篩、除鐵,烘干后備用。該釉的燒成溫度范圍是1290~1330℃,該釉燒后白度、亮度、釉面質(zhì)量均佳,其化學(xué)組成范圍見表1。
試驗所用坯體為自制普通高鋁瓷坯,已在1000℃素?zé)伾^白。坯體形狀為8×12cm平板狀,以方便測量燒后試片顏色的色度值。因為本試驗主要考察色料在釉中的發(fā)色,所以沒有專門使用耐熱煲廠家的坯體。
2.3試驗用陶瓷色料
本文使用的色料為山東淄博某知名廠家生產(chǎn)的釉用色料,該系列色料粒度較細,325目篩余小于0.5%,發(fā)色穩(wěn)定,顏色較深,屬國內(nèi)高檔色料。
2.4試驗過程
按比例仔細稱量釉料和色料,倒入瑪瑙罐中,加適量的水和解凝劑(因為該釉的漿料絮凝性強、流動性差)??焖偾蚰?0min后倒出色漿,備用。
施釉采用刮釉法,釉厚為0.8mm。施釉前將坯體清潔干凈,并用濕抹布擦拭坯體的待上釉面,以防釉漿被過快吸干,影響操作。
將烘干后的試片放入智能溫控電爐中,設(shè)置升溫時間為180min,燒成溫度為1290℃,保溫25min,燒成結(jié)束后關(guān)閉電爐,自然冷卻。
3 結(jié)果與分析
3.1測試結(jié)果
將釉燒后各試片用美國產(chǎn)色度儀測量色度值L、a、b值,測量結(jié)果取三次測量的平均值。各色料的發(fā)色情況見表2。
3.2結(jié)果分析
從表2可以看出,含鉻的綠色料在鋰釉中發(fā)色正常,釉面良好。藍綠(Co-Cr)色料釉燒后釉面亞光,這和色料中氧化鉻含量較高有關(guān)。
含鈷的藍色料在該釉中發(fā)色均正常。鈷藍(Co-Al-Sn-Zn)釉燒后出現(xiàn)大量針孔,說明該色料與基礎(chǔ)釉的匹配性不好。深藍(Co-Al)色料釉燒后釉面出現(xiàn)大量麻點,是因為大量加入深藍色料后提高了基礎(chǔ)釉的高溫粘度。
鋯基色料雖然在該釉中發(fā)色正常,但除釩藍外釉面質(zhì)量都不是很好。鐠黃(Zr-Si-Pr)和鋯鐵紅(Zr-Si-Fe)釉燒后起泡,是因為燒成溫度超過此兩種色料的使用溫度,導(dǎo)致色料部分分解。釩黃(Zr-V)色料釉燒后雖然釉面無光,但釉面質(zhì)量很好很細膩;釩黃色料釉燒后無光,是因為該色料熔融溫度高,大量加入該色料后提高了基礎(chǔ)釉的燒成溫度。
從表2可以看出,鋰質(zhì)釉對黑色和灰色色料的發(fā)色無影響,但釉面光澤度降低為亞光甚至無光。藍灰(Sn-Sb)色料在1290℃釉燒后無光,將燒成溫度提高到1310℃時,燒后釉面稍有亮度但有大量針孔,似過燒,是何原因還有待研究。
棕色色料由于含有較多的鐵和鋅,所以在該釉中燒后都出現(xiàn)了起泡,應(yīng)該是加入棕色色料后明顯降低了基礎(chǔ)釉的燒成溫度,從而導(dǎo)致過燒。
在鋰質(zhì)釉中,鉻錫紅色料發(fā)色不好,均出現(xiàn)顯著的褪色現(xiàn)象,究其原因是因為氧化鋰破壞了鉻錫紅的發(fā)色結(jié)構(gòu)。
通常包裹型硫硒化鎘色料使用溫度不超過1230℃,否則易出現(xiàn)起泡、褪色或變色等缺陷。但在該釉1290℃的燒成溫度下,包裹紅色料和包裹橘黃色料均發(fā)色正常,釉面良好,具體原因有待進一步探究。
3.3關(guān)于熱穩(wěn)定性問題
低膨脹的鋰質(zhì)釉加入色料后,是否會影響耐熱煲的熱穩(wěn)定性,受條件限制,筆者未作系統(tǒng)實驗。但從理論上分析,加入色料后并不會對釉料的膨脹系數(shù)有較大改變,尤其是色料加入量較少時。從一些使用廠家的反饋來看,黑色、棕色、紅色色料加入到鋰質(zhì)釉中后,并未對耐熱煲的熱穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。
3.4關(guān)于復(fù)合色的調(diào)配問題
專業(yè)色料生產(chǎn)廠家的色料品種畢竟有限,最多不過30多個顏色品種,這遠遠滿足不了耐熱煲生產(chǎn)廠家對顏色的需要,因此復(fù)合色的調(diào)配就十分必要。
大量調(diào)色實驗證明,在該鋰質(zhì)釉中,色料之間可以相互調(diào)配以獲得大量豐富的中間色。但顏色調(diào)配時需注意鐠黃、鋯鐵紅等色料易出現(xiàn)過燒起泡,鉻錫紅色料易褪色等事項。
3.5基礎(chǔ)釉對色料發(fā)色的影響
從以上分析可以看出,在高鋰的耐熱煲釉中,鉻錫紅色料(桃紅、棗紅、紫色)都明顯褪色。可見Li2O會破壞其發(fā)色結(jié)構(gòu),對發(fā)色有不利影響。
鈷藍(Co-Al-Sn-Zn)、深藍(Co-Al)燒后出現(xiàn)大量針孔,是因為基礎(chǔ)釉不適合這兩種色料的發(fā)色。除此之外,該基礎(chǔ)釉對其他色料的發(fā)色無不利影響。
3.6燒成溫度對色料發(fā)色的影響
本實驗中,燒成溫度是1290℃,燒成溫度較高,所以鐠黃、鋯鐵紅、棕色等色料易出現(xiàn)起泡、針孔等缺陷。對于那些不耐高溫的色料來說,燒成溫度越高越容易出現(xiàn)此類缺陷。所以,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,適當(dāng)降低釉料的燒成溫度,或者選擇在窯爐的低火位處燒成,有利于色料的發(fā)色。
4 結(jié) 論
(1) 高鋰的耐熱煲釉,適合大部分色料的發(fā)色,但對鉻錫紅色料的發(fā)色有明顯不利影響;
(2) 包裹色料可以在1300℃的高鋰釉中正常發(fā)色,釉面無明顯缺陷;
(3) 耐熱煲釉中加入色料后,是否會對陶瓷產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性有影響,本文未作相關(guān)研究;
(4) 適當(dāng)降低釉料的燒成溫度,有利于色料的發(fā)色。