陳祁宇
摘 要:陶瓷磚晶花釉在現(xiàn)代建筑裝飾中被廣泛應用,其不僅具備實用性,同時也兼顧觀賞性,但在實際燒制過程中會受多種因素影響,導致晶花釉實際效果差強人意?;诖耍疚尼槍μ沾纱u釉面晶花兼容性分析,而后闡述陶瓷磚燒制工藝要求,最后對建筑陶瓷磚釉面晶花裝飾效果進行研究,以期為相關人員提供參考幫助。
關鍵詞:建筑陶瓷磚;釉面晶花裝飾;效果研究
1前言
由于水晶釉晶花的形成受多種因素的影響,主要體現(xiàn)在:結晶熟化溫度范圍窄、結晶演化溫度范圍窄、高溫下黏度低、釉料易流動,所以大部分產品水晶始終停留在陶瓷圈中所示的過程中。同時,配方成分不同,相應的燒成溫度也會不同。一般水晶釉的燒成溫度為1250~1280℃,溫度范圍比較窄。同時,水晶釉中的結晶體對溫度變化也比較敏感。當燒結溫度低時,不能形成晶核。因此,有必要研究水晶花在琺瑯建筑磚上的裝飾效果。
2陶瓷磚釉面晶花兼容性分析
2.1粉料對縫隙的影響
由于兩種不同鋯石的疊加,透明熔塊對釉層中形成的氣孔影響最大。鋯石的流動性差時,顆粒間的空隙較多,高溫射出時,細小顆粒的溶液會流動,填充空隙。冷卻后易形成孔洞,釉面不光滑。當顆粒過大(大于60目)時,其自身重力會使下層的彩色鋯石散開,使鋯石的顏色變得不透明。另外,由于鋯石晶粒級配大、間距大,高溫熔化時容易包裹氣泡,拋光后容易形成氣孔。顆粒過?。ㄐ∮?50目)時,顆粒堆積密度大,不利于燒成時氣體的釋放,容易包上一層釉料,導致形成許多小顆粒。拋光后釉層中出現(xiàn)氣孔[1]。
2.2撒量對毛孔的影響
涂上彩色鋯石后,再覆蓋一層透明的鋯石。經過燒制和拋光,得到鏡面光潔度高的全釉產品。當透明鋯石的含量超過一定范圍時,與彩色鋯石重疊的地方就會出現(xiàn)氣泡。透明鋯石用量太少,拋光后鏡面不高,釉面不平整。根據(jù)對膠水灰度和膠粘劑中鋯石用量的實驗,有色鋯石的最佳分布范圍在300~400g/㎡之間。不同透明鋯石用量的實驗表明,分布范圍應在700~900g/㎡之間??紤]到兩種鋯石的相容性,為找出兩種鋯石的適用范圍,進行了釉面效果對比實驗。當有色鋯石用量保持在300g/㎡時,透明鋯石用量分別為700g/㎡、750g/㎡、800g/㎡、850g/㎡和900g/㎡。當透明鋯石用量為700g/㎡和750g/㎡時,拋光底消失。而在900g/㎡時,毛孔大于800g/㎡,大于850g/㎡。當有色鋯石用量保持在320g/㎡時,透明鋯石用量為700g/㎡、750g/㎡、800g/㎡、850g/㎡、900g/㎡。當透明鋯石用量為700g/㎡時,拋光底消失。 750g/㎡釉面有時有黃邊;當透明鋯石用量達到900g/㎡時,拋光后彩色鋯石覆蓋的區(qū)域出現(xiàn)許多孔洞。根據(jù)以上實驗,有色鋯石的最佳分布范圍為300-400g/㎡,透明鋯石的最佳分布范圍為800-850g/㎡。
3陶瓷磚燒制工藝要求
3.1吸水性要求
吸水率是瓷磚的一個重要指標。吸水率越低,瓷磚的抗折性、密封性、強度、耐熱性、耐寒性和耐化學腐蝕性就越好。此外,吸水率對磚砂漿的黏結性能也有很大的影響,吸水率不同,砂漿的黏結效果也不同。如果瓷磚吸水率低、燒結性好、氣孔率低,瓷磚的物理機械錨固機制就會減弱,瓷磚的黏結強度就不會高。
3.2勾縫膠粉要求
為有效應對瓷磚及粘接材料的熱應力變形,最大限度減少瓷磚損耗,需要充分考慮瓷磚接縫膠粉的柔韌性,確保材料具有良好的防水保護。例如,以硅酸鹽水泥為主要膠凝材料的干粉砂漿,可通過可再分散乳化粉和其他外加劑混合攪拌制備。這種黏結粉具有良好的施工性和防水性,施工效果好[2]。
3.3建筑陶瓷磚釉面晶花裝飾效果的研究
3.3.1建筑陶瓷磚釉面晶花組成與影響
結晶釉的成分主要有釉基成分、結晶劑、結晶底漆等。
(1)結晶釉的成分。熔體的主要成分是長石、石英和高嶺石,其中長石是熔劑和主要的玻璃形成劑,高嶺石是與坯料結合的懸浮劑,硅是形成二氧化硅網(wǎng)絡的結晶劑。 硅酸鋅、硅酸鈦、硅酸鈣、硅酸鎂等晶體。用氧化物火焰燒制的結晶釉通常在 1280-1350℃的溫度下燃燒。氧化和儲存需要3-4h才能達到理想的結晶效果。這種水晶釉燃燒面積窄,燃燒時間長。水晶花可大可小,不適合搬運和追蹤。此外,該產品原材料成本高,量產難度大。結晶釉不需要隔離在再生氣氛中,一次燒成即可。該類釉料適合大批量生產,具有明顯的經濟優(yōu)勢。
(2)結晶釉的作用。結晶釉與二氧化硅、金紅石和鐵基釉的不同之處在于它使用了多種結晶劑。氧化鋅是使水晶堅果和水晶生長的初級結晶。在高溫燒結過程中,硅酸鋅在約 750℃ 時開始形成。隨著溫度升高,2ZnO+SiO2→Zn2SiO4反應加快,Zn2SiO4含量增加。但是,當釉進一步熔化時,Zn2SiO4 也會熔入釉中。二氧化鈦作為附加結晶劑,在釉液中更容易形成金紅石晶體,但形成的晶花較小,不易結塊。液釉中的石灰和滑石能析出輝石晶體。當釉液中含有大量的鈣、鎂離子時,Ca2+和Mg2+℃在適宜的高溫粘度下,可形成透輝石晶體(aO·MgO·2SiO2)。 SiO4,晶?;蚨讨鶢罹w。這種水晶生長速度較快,可以長成理想的水晶花[3]。
(3)有助于結晶。結晶劑的成功是結晶釉研究成功的關鍵。結晶助劑的生產方法是選用氧化鋁、石英和一定礦化度兩種不同的堿金屬氧化物,按一定比例準確稱取物料,用干法混合均勻,將匣缽置于1310±10℃。烘箱烘烤研磨后,過120目篩備用,輔助晶體主要促進結晶、結晶和保護晶體生長。由于結晶釉是在高溫還原氣氛中燒成,晶種的生長不是孤立的,結晶非常重要。輔助晶在高溫熔體下不應熔化,其作用是控制晶核,促進晶體生長,防止晶花熔化。結晶添加劑的作用機制需要進一步研究。
3.3.2晶花釉面效果分析
釉料粘度對結晶有很大影響。釉中熔體的粘度越大,晶體擴散的阻力越大,釉中的氣泡往往會持續(xù)存在。反之,粘度越小,擴散作用越明顯,有利于結晶生長,但粘度太低的釉容易產生氣泡和針孔,因此釉的化學成分直接影響釉的結晶效果。 SiO2是釉料中使用最廣泛的原料。如果配方中的二氧化硅含量高,熔體在高溫下的粘度會顯著增加,熔體中結晶的演化速率會降低。但SiO2含量過少,硅酸鹽結晶的形成會減少,出現(xiàn)不規(guī)則的結晶,造成釉面裂紋。同時,過高的Al2O3含量不僅會提高整個釉料的熔化溫度,還會增加釉料在高溫下的黏稠度,從而降低釉料的流動性,形成逆晶生長,抑制結晶.生長。因此,配方中氧化鋁的用量一定要適中。要想在釉上獲得良好的晶花效果,需要在配方中協(xié)調好兩種原料的關系。
3.3.3晶花形成分析
對配方4#磚燒成拋光后的晶花點進行XRD、SEM和EDS分析。樣品的主相為鋯石(Z,SiO),其他相幾乎沒有出現(xiàn)衍射峰。經證實晶花的晶體成分為鋯石,與實驗初步分析一致。晶體區(qū)的主要元素是Zr,O和Si與XRD分析結果一致,主晶相為鋯石。玻璃相區(qū)檢測到的主要元素O、Si、Ca、Al、Ba、Mg與晶區(qū)檢測到的主要元素Zr、O、Si完全不同,這也證實了ZrSiO晶區(qū)是。在沉淀釉層中[4]。
3.3.4燒制影響分析
正確的燒制系統(tǒng)(包括溫度、氣氛和冷卻曲線)是保證釉面效果的關鍵。釉料加熱速度可達1120℃,表面效果不明顯,如果工件能承受高溫,加熱速度會很快。還原溫度為1120℃,在還原氣氛中迅速升溫至最高燃燒溫度??鞠浞浅H菀卓刂啤.斶_到最高燃燒溫度(1310℃±10℃)時,保持10-20min。為了調節(jié)窯內溫度,減少上下溫差,使釉的不同化學成分均勻熔化,燒成后高爐門和煙囪必須完全關閉,這對晶粒形狀和釉面生長至關重要。
3.3.5燒制效果分析
琺瑯在整個燒制過程中都處于晶體生長和熔化的過程中,因此在燒制過程中必須延長燒制時間,以形成晶核,加長隔熱區(qū)的晶體。基于此,在之前的實驗中,選擇了更大的粒徑、140min的燒成時間、1210℃的最高燒成溫度,利用現(xiàn)有燒成工藝生產的陶瓷釉料,產生了晶花效果。然后,將 1000 ℃ 的快速燃燒系統(tǒng)與最高燃燒溫度為 1220 ℃、燃燒時間小于 40 min的慢速燃燒系統(tǒng)進行了比較。宏觀上看,燒結曲線比較平均,但在燒結曲線以下,粒徑較大且較均勻,而玻化粒徑較小,點分布較大?;⌒尉w主條紋長,晶粒小,外緣光滑。燒弧曲線基本呈圓形,模糊疊加效果明顯。同時,晶花周圍的邊框也更加清晰。可以看出,燃燒曲線有效地延長了熔化溫度區(qū)與晶體生長之間的隔離時間,為晶體形成創(chuàng)造了有利條件。這些結果與之前的分析一致。
3.3.6氧化鋅的影響
為了保證晶色在釉中的正確分布,我們實施了晶核放置措施,點的放置有助于晶色的形成和生長。但與此同時,用作結晶劑的氧化鋅顆粒的尺寸應該更細,以防止形成危險的成核位點。釉料含有較大的氧化鋅顆粒,加熱時不會完全反應,但會保留下來。在冷卻階段,其余氧化鋅形成固(液)介質反應,與主要結晶載體硅酸鋅形成均質基體,進一步發(fā)展成肉眼可見、無瑕疵的花狀團塊. .因此,玻璃中氧化鋅顆粒的直徑一定要小,避免顆粒大[5]。
3.3.7厚度影響分析
釉的厚薄對水晶釉中水晶花的形成、大小和數(shù)量有一定的影響。釉層厚度的變化會影響釉液中晶核的形成和生長。釉層太薄,釉液中晶核量少,晶體生長困難。當釉層厚度控制在2~3mm時,釉液中晶核分布均勻,有一定的晶體生長空間,可以使晶花的形成均勻合理。嚴格控制釉層厚度是保證產品質量的重要因素。
4結 語
總而言之,結晶釉研究的成功在于其合理的化學成分,尤其是自制的結晶促進劑。無需特殊保溫條件,高溫再生火焰,可適配光釉,水晶適合花朵大小,水晶形狀可為星環(huán)。實驗和應用結果表明,結晶無需熱保護即可適應高溫還原氧氣氛。釉面光澤好,晶體大小中等,呈星形或環(huán)狀。光滑,優(yōu)雅,能夠保持自然美。藝術效果如同人文生活。在配方中采用鋯作為晶核,調整各組分配比,保證熔體在高溫下良好的黏性,結合曲線和火焰,使板材拋光后光彩照人,它具有可見的水晶飾面。
參考文獻
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