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第三章坯釉料配方及其计算


外观特性
性 质
物理特性
透明釉、乳浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光泽釉、闪光釉、偏光釉、 荧光釉(发光釉)、单色釉、多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、裂纹釉、纹理 釉、水晶釉、抛光釉 低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉
显微结构 用途
玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉 装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等
(5) PbO


最强的熔剂,古代低温釉的最主要助熔剂。 硅酸铅玻璃折射率高,光泽度高。适量的 引入与碱金 属氧化物相比可以更好的降低高温粘度,加宽熔融范围。 提高强度、光泽度和弹性;降低热膨胀系数。大 量使 用可使釉的强度和热稳定性降低。 主要由碳酸钡引入,可增加釉的光泽,降低熔融黏度, 增加析晶倾向。
(4) Li2O、Na2O、K2O


都是强熔剂,降低熔融温度和高温粘度,降低化学稳定 性和力学强度。 助熔能力: Li2O> Na2O >K2O。 Li2O 在无铅釉中使用可使釉的热膨胀系数降低,光泽度 高,强度和耐酸性有一定的提高。Na2O 降低弹性和抗 张强度,提高热膨胀系数,光泽度差。 K2O 常由钾长 石引入,比钠长石熔融温度范围宽,粘度大。
(3)CaO



釉中是主要熔剂,古代高温釉的主要助熔剂,可以降低 釉的粘度,提高釉的流动性和釉面光泽度。 对有些色釉可增强釉的着色能力(如铬锡红釉),一般 其用量不超过18%,过多会使釉结晶,产生失透现象, 形成无光釉。 CaO与碱金属氧化物相比,能增加釉的抗折强度和硬度, 降低釉的膨胀系数,能提高釉的化学稳定性。另 外, CaO可改善坯釉结合性。 配料中常采用石灰石,其密度小, 能增强釉的悬浮性。
釉料中各氧化物的主要作用
(1)SiO2


二氧化硅是玻璃的形成物,一般含量60%~70%左右, 主要以石英引入。 提高釉的熔融温度和黏度 ,并能降低膨胀系数。。 赋予釉以高的机械强度(如硬度、耐磨性),良好的热 稳定性、化学稳定性,高的白度和透明度。
(2)Al2O3



主要由黏土、长石引入,也可用工业氧化铝,其是形成 玻璃的中间物。 在釉中的作用类似于 SiO2,但是提高熔融温度和高温 黏度的能力更强。 釉的光泽度的基本划分 光泽釉(釉式)中Al2O3/SiO2=1 :6 ~ 10 无光釉(釉式)中Al2O3/SiO2=1 :3 ~ 4
第三章坯釉料配方及其计算
本章学习要点:学习了解坯、釉料配方的组成 及表示方法;掌握确定坯、釉料配方的依据和 配方基础计算方法(如吸附水的计算、灼烧减 量的计算、坯釉料坯式、釉式的计算等);掌 握制定坯、釉料配方原则;学会陶瓷配方实验 设计方法。
3.1坯釉料配方 3.1.1坯釉料配方的表示方法 配料比表示法,化学组成表示法,坯釉式 (塞格尔式),矿物组成(示性组成),三角 坐标法。
④、借鉴成熟配方 利用使用的或研究单位研制的某种产品的成熟配方。 不可机械地搬用,一定要慎重分析,并通过试验验证, 或在成功经验的基础上进行试验创新,最后应以试验测 定结果为鉴定的依据。 ⑤、弄清各原料在陶瓷材料中的作用
(6)BaO

(7)B2O3


B2O3是玻璃的形成物,能降低熔融物的黏度,增加釉的 光泽,降低析晶能力,提高釉的弹性。 B2O3可用硼砂或硼酸引入,一般使用B2O3配釉时,应 先配成熔块。
(8)ZrO2

可作为釉的乳浊剂,能使釉乳浊而失透。 可提高釉的热稳定性、化学稳定性,提高釉的耐碱、耐 磨能力。
② 、釉的分类


釉的分类按不同基准有不有的名称,一般可按坯体的种 类、制造工艺、组成、性质、显微结构、用途进行分类。 我国生产中习惯以主要熔剂种类及外观特征命名釉料, 如铅釉,石灰釉,长石釉,乳浊釉,无光釉,颜色釉等。
分类的依据
坯体的种类
制 造 工 艺 釉料制作方法 烧成温度
釉 的 名 称
瓷器釉、炻器釉、陶器釉
(9)骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等


骨灰 可提高光泽度,促进釉料分相,提高白度。 瓷粉 取代长石调节釉料,可提高釉的熔融温度,降低 釉的高温粘度。减少釉面针孔,提高白度。 乳浊剂 SnO2、TiO2、ZrO2、锑(Sb)化物、磷酸盐。 着色剂 Co 、Fe、Cu 等的 氧化物、化合物或合成颜 料。
3.1.1.4矿物组成表示法
在坯、釉料配方中,把天然原料中所含的同类矿物含量 合并在一起,以纯理论的黏土质、长石及石英三种矿物 来表示坯、釉料配方组成,这种方法称为矿物组成表示 法,又称示性组成表示法。 硬质瓷含纯黏土物质40%~60%,长石20%~30%,石英 20%~30%。 软质瓷含纯黏土物质20%~40%,长石30%~60%、石英 20%~40%。
3.1.1.3坯、釉式表示法 根据坯料或釉料的化学组成计算出各氧化物的 物质的量,按照碱性氧化物、中性氧化物和酸 性氧化物的顺序列出它们的分子数,这种式子 称为实验式(坯式或釉式)。
坯式通常以中性氧化物R2O3为基准,调整其 物质的量为1mol来表示,也可以用R2O及RO 的物质的量的和为基准,调整其物质的量为 1mol来表示。 釉式常以在釉料中起熔剂作用的碱金属及碱土 金属氧化物( R2O及RO)的物质的量之和为 1mol来表示。

镁质釉及其特点
①、由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物MgO在釉式中 的含量不小于0.5 mol。 ②、热膨胀系数小,不易烟熏,有利于白度和透光度的提 高, ③、烧成范围宽。 ④、对坯体的适应性强。

熔块釉
①、低温熔块釉(添加含PbO、B2O3等强熔剂的原料), 其中铅釉是古代低温釉陶瓷的最主要种类。 ②、高温熔块釉 (添加含ZnO、BaO、SrO等熔剂的原料)
3.1.1.2化学组成表示法 用坯、釉料中各化学组成的质量分数来表示其 组成的办法,称为化学组成表示法,又称为氧 化物质量分数表示法。 化学组成项目有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 、 MgO、K2O、Na2O、灼烧减量等。
化学组成表示法能比较准确地表示坯、釉料的 化学组成,同时能根据其组成含量估计出配方 的烧成温度的高低、收缩大小、产品色泽等性 能的大致情况。 缺点是无从知道坯、釉料是由哪些原料组成。
3.1.2坯、釉料配方组成
3.1.2 1坯料配方组成
①、坯料配方组成 普通陶瓷坯料配方,从矿物成分上看由石英类矿物、黏 土类和熔剂性矿物组成。 陶瓷坯料配方,从化学成分上看主要是由SiO2、Al2O3、 Fe2O3、 TiO2 、 CaO、MgO、K2O、Na2O等成分组成, 这些化学成分由配方中各种原料带入。 陶瓷配方目前广泛采用多组分原料配料,以减少原料波 动对生产工艺和产品质量的影响。
CaO、MgO

碱土金属氧化物,一般含量较少,不特别加入。 少量时,和碱金属氧化物共同起助熔作用。 引入可提高热稳定性和力学强度,提高白度和透明度, 改进色调,减弱铁、钛氧化物的不良着色影响。
Fe2O3、TiO2


来自粘土、长石等中的杂质,含量较微。 铁、钛氧化物会使瓷呈色,影响白色瓷的外观品质。
3.1.1.1配料比表示法 用配方中所用原料的数量分数来表示配方 组成的方法,叫做配料比表示法,又称生料量 配合法。 如某刚玉瓷配方:工业氧化铝,95.0%;苏州 高岭土,2.0%;海城滑石,3.0%。
优点:直接反映原料的名称和数量,可直接进 行原料配制。 缺点:各地所产原料成分和性质不相同;或即 使同种原料,只要成分不同,配料比例须做相 应变更;同时无法相互比较和直接引用。
几种常见釉举例

长石釉特点:
①、釉式中K2O和Na2O的摩尔数(mol)之和不小于0.5。 ②、硬度大,光泽度较高,略带乳白色,烧成范围宽。 ③、与氧化硅含量较高的坯结合较好。

石灰釉特点(古瓷)
①、釉式中CaO的摩尔(mol) 数不小于0.5。 ②、弹性好,透明度好,还原气氛易烟熏,烧成范围窄。 ③、与氧化铝含量较高的坯结合较好。
3.1.1.5三角坐标图法
陶瓷工业产用三角坐标图来标出三元配方坯料所在的位 置,一表示坯料的组成,这种表示方法称为三角坐标图 法。 三角形面积上的任何一点都代表三种物质按一定比例的 混合物。 三角坐标图表示法只适用于由较纯的原料组成的陶瓷坯 料。对含有大量杂质的坯料(如砖瓦或烧结砖),也想 在三角坐标图上去表示,就变得没有意义。
②、各种氧化物在瓷坯中的作用


SiO2 : 主要由石英引入,也可由粘土,长石引入。是成瓷的主 要成分。 部分 SiO2与Al2O3在高温下生成莫来石;部分SiO2以残 余石英形式存在,这是构成瓷体的骨架,提供瓷体的机 械强度。 部分SiO2与碱性氧化物在高温下形成玻璃体,使坯体呈 半透明性。 注意: SiO2含量高,热稳定性差,易于炸裂。
③ 、釉的作用


装饰作用:可以使陶瓷表面光滑、明亮、美观,提高陶 瓷的艺术、欣赏价值。 可以改善瓷胎的各种性能: 釉具有不透水、不透气 、易洗涤、耐污染 、耐腐蚀 等优良性能。可以提高陶瓷的化学稳定性、防污性(平 滑、表面积减小) 力学性能、电学性能等。
④、制造陶瓷时对釉的基本要求



有均匀的、光润的、有玻璃光泽的表面 (特殊效果的 釉除外) 不可发生开裂或剥落现象(特殊效果的裂纹 釉除外) 高温流动性好,釉面易于平滑 耐酸碱腐蚀 根据实际需要的其他特殊要求
Al2O3



主要由粘土,长石引入,成瓷的主要成分。 部分为莫来石晶体组成物,部分与碱性氧化物形成玻璃 体 相对提高Al2O3含量,可提高白度,热稳定性,化学稳 定性,和机械强度。 工艺过程: Al2O3含量高,烧成温度高; Al2O3含量低, 烧成时易变形。
K2O 、Na2O
物的原料引入。 与Al2O3 SiO2形成玻璃相,起助熔作用,提高瓷的透 光性。可提高白度。 K2O 、 Na2O含量过高(>5%),急剧降低烧成温度, 热稳定性大大降低,一般控制含量在5%以下。
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