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[科普中國]-精陶釉

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日用精陶釉采用單熔塊或多熔塊配方。這種釉是多組分的,按成分不同,精陶釉可分為鉛釉、鉛硼釉、硼釉及無硼無鉛含鋰釉。

由于含低熔氧化物種類多、量大,所以精陶釉是低溫易熔釉,具有熔融溫度低、反應(yīng)活潑等特點(diǎn)。由于精陶坯釉組成上的差別,加之素坯氣孔率大,釉料滲入坯體,釉燒時中間層;生成較厚。要使坯釉結(jié)合好,需控制坯釉酸性系數(shù)和膨脹系數(shù)。通常精陶坯酸性系數(shù)1.2~1.3,精陶釉為1.5~2.5。

精陶袖簡介施釉的枯陶坯,其特征是燒后有很大的氣孔率(吸水率5~8%),這種釉在組成特性方面會有明顯區(qū)別。透明釉幾乎專用于硬質(zhì)瓷、?;珊凸腔掖?,因為這些坯體是半透明的。用于精陶坯的釉,其外觀可以呈透明或乳濁,有色或五色、無光或半無光、結(jié)晶或光澤。這種釉效果的不同是由于坯體自身不透明的結(jié)果。精陶釉總是含熔塊,但制造產(chǎn)品時既能用一次燒成又使用二次燒成技術(shù)。淺平制品用二次燒成工藝生產(chǎn),但空心制品經(jīng)常用一次燒成方法制作。

使用二次燒成技術(shù)時,素?zé)淖罡邿蓽囟韧ǔ4蠹s是1150℃,其后的釉燒溫度為1050~1100℃。然而,某些制造廠生產(chǎn)空心制品(燈座、花瓶)時,通常使用低溫素?zé)?020℃)和高溫釉燒(1150℃)工藝。對于空心制品,尤其大杯用一次燒成工藝生產(chǎn)時,最高燒成溫度必須達(dá)到1150℃,才能獲得合格的燒后性能。

英國用于精陶餐具的透明釉,最常見的是低溶解度(熔塊)鉛組成。用于空心制品的透明無鉛釉,盡管這些組成也通常是熔塊,但生料無鉛釉可用于一次燒成工藝。精陶的色釉既可以含鉛也可以不含鉛。

英國使用的鉛釉,通常含有偏硅酸鉛混合物和一種或多種透明無鉛硼硅酸鹽熔塊,并摻入粘土,還可選用其他原料,如長石、碳酸鈣和氧化鋅。硼硅酸鉛熔塊在骨灰瓷和?;捎灾休^少使用。

熔制的無鉛精陶釉通常含有熔塊的比例比含鉛釉中的高。鋯英石—乳濁熔塊釉廣泛用于一次燒成工藝生產(chǎn)杯子。無鉛熔塊釉在這類制品中使用較少。

對于精陶餐具(茶具和咖啡具),既使用釉下裝飾又使用較少的釉上裝飾技術(shù)。如果是釉下裝飾,燒后的釉必須是透明或半無光,才能使下面的彩印呈現(xiàn)出來。另一個方法是,浸釉操作時,彩印顏料有憎水性,以便浸釉操作時能抵抗釉的浸蝕,且用可反轉(zhuǎn)的凸起浮雕壓制圖案。必須注意保證釉組成不能反過來影響裝飾效果和質(zhì)量。特別是,如果釉下顏色包括某些粉紅、棕色和綠色顏料,釉的ZnO含量必須限制。只要釉的ZnO含量少于1%就可以改善顏色,這種顏色是氧化鉻(Cr2O3)、鉻鈣硅色料(維多利亞綠)和無鋅棕色的釉下色料生成的。

當(dāng)含鉛釉上色料用于已燒過的低溶解度釉時,通過調(diào)整釉組成可以減少最后產(chǎn)品的鉛鎘溶出量,但不能象?;黧w那樣迅速獲得效果。對于后一種的坯體類型,我們已注意到,通過組成調(diào)整和降低釉在烤花溫度的粘度就可以減少金屬簾出量,但把同樣技術(shù)用于精陶釉會引起“噴裂”缺陷的增加。實際上,對于采用釉上裝飾燒成的精陶,高粘度的釉是防止“噴裂”缺陷的理想方法。因此必須平衡烤燒溫度的高粘度要求與抗噴裂性,以及低粘度與低金屬溶出。1

精陶釉的類型與組成日用硬質(zhì)精陶釉通常采用硼釉與鉛硼釉,少數(shù)也用長石釉。但這種長石釉與瓷器用長石釉不同,其中加有大于10%的ZnO,因此,應(yīng)將這種釉稱為生鋅釉。由于氧化硼和氧化鉛都是強(qiáng)熔劑,所以硼釉與鉛硼釉的燒成溫度要比長石釉低得多。

硼釉與鉛硼釉的彈性大,它們在一定范圍內(nèi)可抵消精陶坯釉間的熱應(yīng)力。但由于它們的配料中或者是使用了有毒的原料,或者是加入水溶性的加入物,故需要預(yù)先將它們?nèi)刍瞥扇蹓K。硼釉雖無毒,但它的流動性與光澤度等性能都不及鉛硼釉,因而目前使用最廣泛的仍是鉛硼釉。硼釉與鉛硼釉的釉式為:

硼釉:{0.418K2O+0.086Na2O+0.433CaO}—0.208Al2O3—{1.9SiO2+0.306B2O3}

鉛硼釉:{0.1~0.2RO+0.2~0.5R2O+0.4~0.6PbO}—0.1~0.4Al2O3—{2~4SiO2+0~0.5B2O3}

生鋅釉適用于一次燒成精陶。它的化學(xué)成分列舉如下:SiO2 54.8%,Al2O3 9.88%,CaO 8.55%,K2O 5.21%,Na2O 2.48%,ZnO1.94%,F(xiàn)e2O3 0.11%,灼燒減量7.21%。該釉的配方為:石英20%,長石50%,高嶺土3%,方解石15%,ZnO12%。

精陶釉還可采用鍶釉,它是用SrO取代鉛釉或鉛硼釉中的鉛而制得的無鉛釉。鍶釉有寬的熔融溫度范圍。無毒,不易被還原,對釉下彩無多大影響。而且光澤與流動性方面可以與鉛釉相石(SrSO4)與蘇打在一起熔融而制得的。SrSO4 +Na2CO3 ——→SrCO3 +Na2SO4然后洗去Na2SO4即為純的碳酸鍶,也有少數(shù)用鍶硼釉中的熔塊占90%以上,生料是一些粘土或一些廢精陶坯。熔塊的化學(xué)組成為:SiO2 57.6%,Al2O3 7.7%,B2O3 11.3%,CaO 5.5%,MgO 0.7%,SrO 5.2%,Na2O 10.8%,K2O 1.20%(1300℃下熔制而成)。

鍶釉的使用溫度在1000℃左右,不得超過1200℃。當(dāng)釉燒溫度大于1200℃時,會出現(xiàn)流釉與堆釉現(xiàn)象以及明顯的結(jié)晶現(xiàn)象。

氧化物作用精陶釉的流動溫度約為1050~1250℃,這個溫度范圍落在生鉛釉與鋅釉區(qū)域。由于精陶釉經(jīng)常是熔塊釉,因此,按該圖查得的各種氧化物。與其分子數(shù)要按制熔塊法則先制成熔塊。使用該圖來配釉時,應(yīng)注意到各種氧化物對釉的性能的影響。關(guān)于釉性能與各氧化物的關(guān)系已在瓷釉部分談到。這里只討論在硬質(zhì)精陶釉中常碰到的一些氧化物的作用。

PbO:用鉛丹Pb3O4或密陀僧PbO引入。它是最強(qiáng)的熔劑,呈現(xiàn)特別光亮的光澤,促使釉流動良好,劇烈降低釉的硬度,使釉溶解于酸中,毒性極大。此外,鉛釉在還原焰下會出現(xiàn)金屬光澤。

ZnO:用工業(yè)氧化鋅引入。它也是一種很好的熔劑。它可以提高釉的彈性,降低釉碎裂傾向,增加釉的化學(xué)穩(wěn)定性,但它常常會镕解釉下彩顏料并破壞色釉顏料的呈色。而且當(dāng)加入量大于0.25克分子數(shù)時,會促使釉析晶。

CaO與MgO:以大理石,白堊,蛋白石等引入。它們也是熔劑,但作用比堿金屬氧化物弱。其中CaO比MgO活性大。

B2O3:氧化硼是強(qiáng)熔劑,能使釉具有光澤與較大的硬度,會溶解精陶坯,降低釉的熱膨脹系數(shù),提高釉的熱穩(wěn)定性,減小釉的碎裂傾向,阻止釉析晶。但加入B2O3會惡化釉的流動性。B2O3通常用硼砂引入。

在維持堿性氧化物組成不變的情況下,增加SiO2的含量,可增大釉的酸性,從而提高難熔性與粘度,同時使釉增大失透現(xiàn)象,表面乳濁化并失去光澤。

從化學(xué)組成來看,精陶釉與精陶坯之間的關(guān)系,應(yīng)按照酸性較強(qiáng)的釉適用于堿性稍強(qiáng)的坯,酸性弱的坯配用弱堿性釉的原則。設(shè)計精陶釉時,采用釉的酸度系數(shù)(K.K.)來表示釉的特性是有意義的。酸度系數(shù)值計算公式為:

K.K.=RO2/R2O+RO+3R2O3

其中,R2O3系指Al2O3與B2O3。對于無鉛釉, 由于Al2O3與B2O3的作用相似,故在計算時將它們算在一起。對鉛釉來說,由于Al2O3是提高釉的耐酸性的,故計算時應(yīng)將Al2O3與RO2算在一起。相反,這時B2O3則是減弱釉耐酸性的,故計算時應(yīng)將B2O3放在R2O3中。此外,氟與RO2同項。

細(xì)陶瓷坯料的酸度系數(shù)變動范圍為1~2。精陶坯約為1.2~1.3。隨著酸度系數(shù)的增加,制品的脆性增大,且增大釉從坯上脫離的傾向。精陶釉的酸度系數(shù)約為1.5~2.5。 ·

在釉料中可以加入少量廢精陶坯,這樣可使釉的性能更接近于坯,從而減少釉裂。

當(dāng)用其它堿性氧化物去取代鉛釉中的PbO時,它們存在以下的當(dāng)量置換關(guān)系(置換1克分子當(dāng)量PbO時):BaO 0.1~0.2克分子當(dāng)量,SrO 0.1~0.26克分子當(dāng)量,Li2O 0.04克分子當(dāng)量,B2O3 0.03~0.12克分子當(dāng)量,F(xiàn) 0.2~0.8克分子當(dāng)量。

為了使原料發(fā)生波動時減小由于化學(xué)組成的變化對釉的熱膨脹系數(shù)、彈性系數(shù)及釉的其它性能的影響,宜采用多種熔塊來配制熔塊釉。2

二次燒成的精陶釉二次燒成制品用的精陶釉屬于易熔釉。它們可分為:

1)顏色鮮艷的供裝飾制品用的低燒釉(在920~1080℃溫度下得到很鮮艷的調(diào)色板)。

2)釉下繪畫的日用器皿用的顏色釉(本燒強(qiáng)度為1100~1200℃)

第一類易熔釉主要是供藝術(shù)制品用的,它的成價特點(diǎn)是含有大量的鉛,因而可以在低溫下燒成,并且還能使釉下彩呈鮮艷的色調(diào)。無鉛釉在精陶坯體上不太堅固,此外,在精陶坯上的釉下,彩畫的外形還有流動的傾向。

復(fù)蓋在釉下彩上面用的釉,不應(yīng)溶解顏料,因此釉的化學(xué)成份在很大程度上由釉下彩的性質(zhì)來決定。例如,已經(jīng)確定,含大量堿和硼的釉對粉紅色的、鐵-錳的、烙鐵的以及對紅色的、棕色的和淡藍(lán)色的著色劑呈現(xiàn)特別有害的影響。在減弱上逃顏色的色調(diào)的同時,相反的,含大最堿和硼的釉對鈷著色劑和銅著色劑、青色的和藍(lán)色的著色劑卻有有利的作用,使他們的顏色特別鮮艷。釉中含有CaO、BaO、MgO、ZnO和Al2O3 這些氧化物,同樣能顯著地影響到著色劑的色調(diào)。有過剩的CaO時,能促使粉紅色的顏料變成鮮紅色。當(dāng)SiO2的量不足時,含有過剩PbO的釉會溶解于鉻著色劑(Cr2O3)中生成鉻酸鉛而使釉著成黃色。PbO對于其他的著色劑能起到使顏色變得鮮艷、調(diào)和,井且增加其光澤的作用。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)