周曉燕 羅 旋 劉 杰 邱 健 洪 燕

(江西陶瓷工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程系 江西 景德鎮(zhèn) 333001)

1 實(shí)驗原料及方法

1.1 實(shí)驗所用原料

實(shí)驗原料是陶瓷釉中常見的礦物原料，本實(shí)驗所用原料見表1。

表1 原料情況

1.2 實(shí)驗方法

生產(chǎn)工藝流程如如圖1所示。

圖1 工藝流程

2 實(shí)驗內(nèi)容

本實(shí)驗主要采用的是單因素法，分別探討了各種無機(jī)添加劑對透明釉、乳濁釉、無光釉的釉面硬度的影響。實(shí)驗內(nèi)容如下：

2.1 對照實(shí)驗

用基礎(chǔ)釉配方，依照圖1的工藝流程分別制得施過透明釉、乳濁釉、無光釉的坯體，后用上海泰明有限公司生產(chǎn)的維氏硬度儀對它們的釉面硬度進(jìn)行測定。

2.2 透明釉中引入鋰云母

在透明基礎(chǔ)釉配方中分別用2%、4%、6%、8%、10%的鋰云母取代鉀長石，依照圖1的工藝流程制得施過釉的坯體，用上海泰明有限公司所生產(chǎn)的維氏硬度儀對它們的硬度分別進(jìn)行測定。

2.3 調(diào)整鋯乳濁釉基礎(chǔ)配方中的鋯英石的含量

原乳濁釉基礎(chǔ)配方中的鋯英石的含量為7%。通過調(diào)整配方,分別取鋯英石的量為3%、5%、7%、9%、11%，其他原料用量不變，依照圖1的工藝流程制得施過釉的坯體，用上海泰明有限公司所生產(chǎn)的維氏硬度儀對它們的硬度分別進(jìn)行測定。

2.4 調(diào)整鋅質(zhì)無光釉基礎(chǔ)配方中的燒氧化鋅的含量

原無光釉基礎(chǔ)配方中的燒氧化鋅的含量為16.6%。通過調(diào)整配方，分別取燒氧化鋅的含量為12.6%、14.6%、16.6%、18.6%、20.6%，其他原料的用量不變，依照圖1的工藝流程制得施過釉的坯體，用上海泰明有限公司所生產(chǎn)的維氏硬度儀對它們的硬度分別進(jìn)行測定。

3 實(shí)驗結(jié)果與討論

3.1 實(shí)驗結(jié)果對照

運(yùn)用基礎(chǔ)釉配方按圖1的工藝流程制備得到透明釉、鋯乳濁釉、鋅質(zhì)無光釉，分別對它們進(jìn)行維氏硬度的測試，所得結(jié)果為：透明釉的硬度為413.56 kg/mm2，鋯乳濁釉的硬度為533.85 kg/mm2，鋅質(zhì)無光釉的硬度為561.81 kg/mm2。

3.2 鋰云母取代鉀長石對透明釉性能的影響

用鋰云母取代透明釉基礎(chǔ)配方中的鉀長石，測得其釉面硬度值見表2。

表2 鋰云母的引入對透明釉性能的影響

注：增強(qiáng)率=(實(shí)驗所測硬度-對照實(shí)驗的硬度)/對照實(shí)驗的硬度。

由表2可知，透明釉的釉面硬度隨著鋰云母取代鉀長石量的增加而增強(qiáng)，原因有兩方面：①鋰云母中的鋰在元素周期表與鉀、鈉是同一族的，而且其原子半徑更小，氫鍵間的作用力更強(qiáng)；②Li2O助熔作用強(qiáng),可使SiO2,Al2O3在較低溫度下熔融,促使Si4+,Al3+完全進(jìn)入網(wǎng)格中使結(jié)構(gòu)的積聚作用增強(qiáng),提高耐磨性。這使得我們在配方中用鋰云母取代鉀長石，能夠達(dá)到提高硬度、增強(qiáng)耐磨性的效果。

3.3 鋯英石含量的增減對高乳濁釉性能的影響

對鋯乳濁釉基礎(chǔ)配方中的鋯英石含量進(jìn)行調(diào)整，測得其釉面硬度值見表3。

由表3可知，鋯乳濁釉的釉面硬度隨著鋯英石含量的增加而增強(qiáng)，這是因為鋯乳濁釉中所析出的晶體主要是鋯英石，鋯英石過量使得釉層中析出鋯英石晶體增多，晶體量的增多使得釉面硬度得到增強(qiáng)，從而達(dá)到增強(qiáng)耐磨性的目的。

表3 鋯英石的含量對鋯乳濁釉性能的影響

注：增強(qiáng)率=(實(shí)驗所測硬度-對照實(shí)驗的硬度)/對照實(shí)驗的硬度。第一個和第二個增強(qiáng)率之所以為負(fù)，那是因為基礎(chǔ)釉配方中的鋯英石加入量為7%。

3.4 燒氧化鋅的含量對鋅質(zhì)無光釉性能的影響

對鋅質(zhì)無光釉基礎(chǔ)配方中的燒氧化鋅的量進(jìn)行調(diào)整，測得其釉面硬度的值見表4。

表4 燒氧化鋅的含量對鋅質(zhì)無光釉性能的影響

注：增強(qiáng)率=(實(shí)驗所測硬度-對照實(shí)驗的硬度)/對照實(shí)驗的硬度，第一個和第二個增強(qiáng)率之所以為負(fù)，那是因為基礎(chǔ)釉配方中的燒氧化鋅加入量為16.6%。

由表4可知，鋅質(zhì)無光釉的釉面硬度隨著燒氧化鋅含量的增加而增強(qiáng)，一方面是因為氧化鋅對釉的力學(xué)強(qiáng)度、彈性、熔融性和耐熱性都起到良好的促進(jìn)作用，能夠增強(qiáng)釉面的硬度，從而達(dá)到增強(qiáng)釉面耐磨性的目的；另一方面是由于鋅質(zhì)無光釉析出的晶體為氧化鋅，氧化鋅的過量導(dǎo)致釉層中析出的氧化鋅晶體的量增加，增強(qiáng)了釉面的硬度，從而達(dá)到增強(qiáng)釉面耐磨性的目的。

3.5 燒氧化鋅的引入對透明釉性能的影響

對透明釉基礎(chǔ)配方進(jìn)行調(diào)整，引入燒氧化鋅，測得其釉面硬度值見表5。

由表5可知，透明釉的釉面硬度隨著燒氧化鋅含量的增加而增強(qiáng)，這是因為氧化鋅對釉的力學(xué)強(qiáng)度、彈性、熔融性和耐熱性都起到良好的促進(jìn)作用，能夠增強(qiáng)釉面的硬度，從而達(dá)到增強(qiáng)釉面耐磨性的目的。但根據(jù)燒出的4組樣品進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燒氧化鋅的量達(dá)到8 g時釉面的透明度開始下降，原因是氧化鋅的量加入過多導(dǎo)致釉層中析出了氧化鋅晶體。

注：增強(qiáng)率=(實(shí)驗所測硬度-對照實(shí)驗的硬度)/對照實(shí)驗的硬度。

4 結(jié)論

1)透明釉的釉面硬度隨鋰云母含量的增加而增強(qiáng)，但當(dāng)鋰云母取代鉀長石的量達(dá)到約8%時，透明度下降嚴(yán)重，故鋰云母最佳取代量為6%左右。

2)鋯乳濁釉中釉面的硬度隨著鋯英石含量的增加而增強(qiáng)。

3)鋅質(zhì)無光釉中釉面的硬度隨著氧化鋅含量的增加而增強(qiáng)。

4)透明釉的釉面硬度隨著外添加的燒氧化鋅含量的增加而增強(qiáng)，但當(dāng)添加燒氧化鋅的含量達(dá)到8%時，釉面的透明度開始下降，故添加燒氧化鋅的最佳量為6%左右。