中溫鈦乳濁釉的研究

檀瑞超

摘 要：目前，在衛(wèi)生陶瓷釉料配方中主要以ZrSiO4為乳濁劑，但存在用量大、高溫粘度大，以及釉面常會(huì)出現(xiàn)針孔、棕眼、波紋、釉面不平等缺陷。產(chǎn)品質(zhì)量存在缺陷，在市場(chǎng)上就很難立足。同時(shí)，由于ZrSiO4價(jià)格較高，對(duì)于本不景氣的衛(wèi)浴行業(yè)更是雪上加霜。為了節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，因此，需要找到與ZrSiO4的性能與之相匹配的原料才是發(fā)展之道。所以，本文主要對(duì)鈦乳濁釉進(jìn)行了研究，希望能找到新的突破口，給衛(wèi)浴行業(yè)帶來(lái)新的希望。

關(guān)鍵詞：鈦乳濁釉；中溫?zé)?；工藝控制；研?/p>

1 前言

隨著建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，優(yōu)質(zhì)的陶瓷礦產(chǎn)資源日漸枯竭。這就要求用劣質(zhì)的原料取代優(yōu)質(zhì)的原料，這樣既能解決陶瓷原料日趨緊張的局面，又能處理工業(yè)廢渣，變廢為寶。但是劣質(zhì)的原料會(huì)導(dǎo)致坯體的白度降低，這就需要用遮蓋力強(qiáng)的乳濁釉來(lái)掩蓋坯體的顏色。一直以來(lái)，國(guó)內(nèi)外陶瓷工作者都在探索配制高遮蓋力乳濁釉的途徑，也取得了一定的成績(jī)。目前，在國(guó)內(nèi)外實(shí)際生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品時(shí)，普遍采用的乳濁劑是SnO2、ZrSiO4。從乳濁效果的角度來(lái)看，錫釉有良好的乳濁效果，但SnO2價(jià)格極其昂貴。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中很少使用。ZrSiO4由于近年來(lái)過(guò)度依賴國(guó)外進(jìn)口，導(dǎo)致價(jià)格上漲迅猛。另外，鋯乳濁釉中硅酸鋯用量大，而且釉層必須施得很厚，這樣才能產(chǎn)生良好的乳濁效果，但是其高溫黏度大，釉面常會(huì)出現(xiàn)針孔、棕眼、波紋、釉面不平等缺陷，困擾著企業(yè)的發(fā)展。眾所周知，TiO2的折射率很高，而且價(jià)格便宜，來(lái)源方便，且具有用量少、遮蓋力強(qiáng)、高溫粘度小等優(yōu)點(diǎn)。由于它對(duì)溫度及氣氛極其敏感而導(dǎo)致呈色不穩(wěn)定，考慮到其經(jīng)濟(jì)價(jià)值及其市場(chǎng)前景，筆者針對(duì)鈦乳濁釉進(jìn)行了研究。

2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

本實(shí)驗(yàn)所采用的原料及化學(xué)成份如表1所示。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

本實(shí)驗(yàn)所采用的儀器有SM-4行星快速研磨機(jī)、SXT型梯度爐、SX2箱式電阻爐、可控硅溫度控制器、SBY型手板液壓機(jī)、紅外線快速干燥器、研缽、電子天平、球磨罐、刷子、杯子、白度測(cè)定儀等。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 鈦乳濁釉的乳濁機(jī)理

鈦乳濁釉的主晶相是鈦榍石CaO·TiO2·SiO2。這種鈦乳濁釉的分散相的產(chǎn)生是熔體中析出晶體鈦榍石，這種晶體的折射率為1.95，與玻璃相不同。晶粒細(xì)小且數(shù)目極大，在釉中分布甚廣，故這種鈦乳濁釉有著很高的乳濁度。鈦榍石在800℃即開始形成，隨著溫度的升高數(shù)量急劇增加，溫度繼續(xù)升高鈦榍石又熔于釉中。在常規(guī)的冷卻制度下，由于ZnSiO4晶體的析出加快了鈦榍石重結(jié)晶的開始析晶速度，同時(shí)由于以ZnSiO4為核心的榍石周圍熔體的黏度大，不利于離子的擴(kuò)散，多組分存在導(dǎo)致晶格缺陷的增加，因而有效的抑制了榍石晶體的粗大化，從而使得鈦乳濁釉具有很高的乳濁度。

3.2 鈦乳濁釉的特點(diǎn)

（1） 鈦乳濁釉多屬于二次析晶型乳濁釉，主晶相為CaO·TiO2·SiO2，少數(shù)情況下為CaO·TiO2，MgO·TiO2、ZnO·TiO2等。

（2） TiO2離子場(chǎng)強(qiáng)比Zn2+、Sn4+小，比Si4+或Al3+更小。雖屬耐火材料氧化物，但它不會(huì)使釉的高溫黏度明顯提高，因此，鈦乳濁釉中出現(xiàn)針孔等缺陷的可能性比鋯乳濁釉小。

（3） 在極微弱的還原條件下，TiO2晶格中的氧原子也很容易脫除形成非化學(xué)計(jì)量組成的鈦氧化合物。一旦有氧空穴，TiO2將由白色變成黃色，因此必須采用較強(qiáng)的氧化氣氛。

（4） 在釉組成中CaO或其它堿土金屬氧化物不足而TiO2含量又較高時(shí)，主晶相可能為金紅石相。在此情況下，除要求采用氧化氣氛外，還必須采用更快的燒成速度防止結(jié)晶成長(zhǎng)速度極快的金紅石相長(zhǎng)大，使釉面變色。

3.3 釉料配方的擬定

3.3.1基礎(chǔ)釉配比的確定依據(jù)

（1） 要求乳濁釉面光澤度應(yīng)較好，所以，SiO2 和Al2O3的摩爾比應(yīng)控制在5～6。

（2） 乳濁釉的基礎(chǔ)釉黏度不能太低，透明度不能太高，故應(yīng)選擇長(zhǎng)石-石灰石質(zhì)混合釉作為基礎(chǔ)釉，石灰石質(zhì)過(guò)多，TiO2在基礎(chǔ)釉熔體中的溶解度過(guò)大使鈦榍石晶體析出量不足導(dǎo)致乳濁效果差。若長(zhǎng)石過(guò)多釉熔體高溫黏度大，也不利于析晶行程乳濁相，尤其是長(zhǎng)石用量多，乳濁相很難形成。

（3） 為了促進(jìn)乳濁相的形成，可引進(jìn)少量氧化鋅作為活性晶核劑，使TiO2非均勻成核促使析晶。

（4） 滑石、石英、氧化鋅都盡量用煅燒過(guò)的，一是為了提高原料的純度，提高燒成速度；二是燒掉有機(jī)雜質(zhì)等還原性的物質(zhì)，以防止TiO2被還原為Ti2O3使釉面發(fā)黃。

3.3.2 擬定基礎(chǔ)釉的配方

釉的技術(shù)要求和性能主要取決于基礎(chǔ)釉，因此，初定釉料的組成范圍如下：

0.2～0.4 KNaO

0.2～0.6 CaO

0.0～0.3 MgO 0.2～0.3 Al2O3 ·2～3 SiO2

0.0～0.3 ZnO

0.0～0.2 LiO2

根據(jù)釉式確定基礎(chǔ)釉原料配比為：長(zhǎng)石20%～45%、鋰長(zhǎng)石10%～30%、方解石10%～25%、石英15%～24%、燒滑石5%～10% 、高嶺土2%～6%、氧化鋅2%～4%。

4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

4.1 釉料的制備工藝

本實(shí)驗(yàn)采用SM-4行星快速研磨機(jī)球磨釉料，其工藝參數(shù)為：

（1） 料﹕球﹕水=1﹕2﹕0.5，球磨時(shí)間為30min；

（2） 漿料過(guò)篩，萬(wàn)孔篩余≤0.1%～0.2%；

（3） 釉漿比重調(diào)為1.8 g/mL，并采用浸釉法施釉，控制釉層厚度為0.3～0.5mm；

（4） 采用一次燒成，燒成后釉面應(yīng)具有很高的遮蓋能力，高白度（大于等于85），光澤度好。

4.2 試樣的燒成制度

本實(shí)驗(yàn)采用普通的硅碳棒電爐，以氧化焰燒成，在電爐中0～300 ℃時(shí)慢速升溫；300～800 ℃快速升溫；800～900 ℃時(shí)慢速升溫；當(dāng)達(dá)到最高溫度1250 ℃時(shí)進(jìn)行急冷；到860 ℃時(shí)保溫15 min后再自然冷卻。

4.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)基礎(chǔ)釉料的配比，先確定影響釉的燒成溫度較大的原料。本實(shí)驗(yàn)中，要求石英、滑石、氧化鋅、星子高嶺的用量分別為24%、10%、2%、6%，并保持不變。然后利用三角形法確定主要影響釉面效果的鉀長(zhǎng)石、方解石、鋰長(zhǎng)石的用量，其具體的實(shí)驗(yàn)配方及燒成后釉面效果如表3所示。

選擇表3中釉面效果好的三個(gè)點(diǎn)組成正三角形來(lái)縮小組成范圍，最后找到效果較好的基礎(chǔ)釉配方。由表3可知，實(shí)驗(yàn)號(hào)為11，13，14的三組配方所得到的樣品效果較佳。因此，用此三配方組成正三角形，并做了七組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)配方及燒后現(xiàn)象如表4所示。

由表4可知，實(shí)驗(yàn)中乳濁效果較好的配方為F，而F配方的原料配比及釉式的化學(xué)成份情況如表5、表6所示。

確定F配方的釉式為：

0.273 KNaO

0.243 MgO 0.006 Fe2O3

0.396 CaO 3.17 SiO2

0.075 ZnO 0.312 Al2O3

0.120 Li2O

接下來(lái)，在已經(jīng)選定的基礎(chǔ)釉（F釉式的配方）中加入不同量的TiO2，進(jìn)一步確定乳濁效果、白度及光澤度都較好的配方。其具體實(shí)驗(yàn)配方及燒后現(xiàn)象如表7所示。

由表7可知，TiO2的加入量在3%～11%范圍內(nèi)變化時(shí)，釉面的乳濁效果不好且發(fā)黃?？赡苁怯灾械氖沂暮窟^(guò)少使其形成的主要晶相CaO·TiO2·SiO2數(shù)量少，從而使TiO2含量過(guò)剩，導(dǎo)致TiO2以金紅石的形式析出，致使釉面有不同程度的發(fā)黃現(xiàn)象。

然后，選擇表7中較好的2、3號(hào)配方，在此配方基礎(chǔ)上再進(jìn)行研究，最后獲得理想效果的釉式為：

0.1231 K2O

0.0586 Na2O

0.0628 MgO 0.0046 Fe2O3 2.6780SiO2

0.6110 CaO

0.0626 ZnO 0.2698 Al2O3 0.2862TiO2

0.0819 Li2O

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

從實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，影響鈦乳濁釉的因素很多，但總的來(lái)說(shuō)，釉料的組成起著至關(guān)重要的作用，釉的性質(zhì)及工藝過(guò)程也有著很大的影響，還與其本身容易變黃的特性有很大的關(guān)系。

（1） TiO2對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

TiO2作為乳濁劑其用量的多少直接影響釉面的乳濁效果及白度。當(dāng)TiO2的用量大于11%時(shí)，釉面發(fā)黃；當(dāng)TiO2小于5.0%時(shí)，析出的鈦榍石晶體太少使得乳濁效果及白度變差。試驗(yàn)表明，TiO2的最佳用量為7.0%。

（2） SiO2、Al2O3對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

SiO2及Al2O3的相對(duì)用量直接影響著釉面的白度，光澤度燒成及熱穩(wěn)定性。SiO2含量增多有利于提高釉面的白度，但燒成溫度范圍也隨之提高。一方面，SiO2含量太高或太少對(duì)釉面光澤度不利；另一方面還要滿足有足夠的鈦榍石的生成。所以SiO2含量應(yīng)控制在50%～60%之間，配方中顯示的最佳值為58.38%。Al2O3是鈦乳濁釉中的重要組分，含少量Al2O3時(shí)可以加強(qiáng)釉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)整釉的使用溫度。Al2O3的含量太高會(huì)急劇增加釉的高溫黏度，適當(dāng)提高SiO2/Al2O3的比值可以提高釉面的光澤，所以，SiO2/Al2O3的比值在5.5～6.5之間，且Al2O3的含量在10.33%時(shí)效果最佳。

（3） CaO、MgO對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

CaO在鈦榍石形成的乳濁釉中其含量的多少是非常重要的，當(dāng)CaO的引入量小于9.1%時(shí)，CaO不能使釉中的TiO2全部生成鈦榍石，致使TiO2有剩余，以金紅石的形式存在導(dǎo)致釉面發(fā)黃；當(dāng)CaO的含量大于14.1%時(shí)，會(huì)析出硅灰石晶體，隨CaO的用量的增加而增加。所以CaO的引入量為10.93%時(shí)效果最佳。MgO的引入會(huì)降低釉漿的膨脹系數(shù)，促進(jìn)坯釉中間層的形成，減小釉面開裂，但其用量過(guò)大時(shí)導(dǎo)致釉面縮釉。

（4） ZnO對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

ZnO本身折射率較高，在釉中析出鋅鋁尖晶石以滴狀存在有利于乳濁。

（5） 堿金屬氧化物對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

堿金屬氧化物作為釉料的熔劑，用量太大會(huì)引起釉熔體的黏度過(guò)低易使形成的鈦榍石溶解，不利于鈦榍石的生成，當(dāng)堿金屬氧化物的含量太低時(shí)會(huì)使有熔體的高溫粘度過(guò)大，導(dǎo)致針孔現(xiàn)象增多。

6 結(jié)論

（1） 要得到高白的鈦乳濁釉，CaO/ TiO2的比應(yīng)為1.9：1左右，且當(dāng)TiO2含量為7.0%、CaO含量為10.93%時(shí)，乳濁效果最佳。

（2） 當(dāng)釉面白度為85、釉層厚度為0.3～0.5mm，乳濁效果較好。

（3） 鈦乳濁釉在降溫區(qū)間1250～860℃時(shí)，一定要快速冷卻。

（4） 當(dāng)SiO2/Al2O3的比值在5.5～6.5之間，且Al2O3的含量在10.33%時(shí)，乳濁效果最佳。

（5） 由于鈦乳濁釉的乳濁能力強(qiáng)，因此，釉層厚度較硅酸鋯乳濁的釉層要薄，配方中的乳濁劑用量（TiO2）較硅酸鋯用量也要少，大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，節(jié)約了有限的礦產(chǎn)資源，是企業(yè)節(jié)能降耗，可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)

[1] 李家駒，繆松蘭，馬鐵成，等.陶瓷工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出

版社，2005.

[2] 賀可音.硅酸鹽物理化學(xué)[M].武漢：理工大學(xué)出版社，1997.

[3] W.D.Kingery，H.K.Bowen，D.R.Uhlmann.陶瓷導(dǎo)論[M].北京：高等

教育出版社，1975.

（4） 采用一次燒成，燒成后釉面應(yīng)具有很高的遮蓋能力，高白度（大于等于85），光澤度好。

4.2 試樣的燒成制度

本實(shí)驗(yàn)采用普通的硅碳棒電爐，以氧化焰燒成，在電爐中0～300 ℃時(shí)慢速升溫；300～800 ℃快速升溫；800～900 ℃時(shí)慢速升溫；當(dāng)達(dá)到最高溫度1250 ℃時(shí)進(jìn)行急冷；到860 ℃時(shí)保溫15 min后再自然冷卻。

4.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)基礎(chǔ)釉料的配比，先確定影響釉的燒成溫度較大的原料。本實(shí)驗(yàn)中，要求石英、滑石、氧化鋅、星子高嶺的用量分別為24%、10%、2%、6%，并保持不變。然后利用三角形法確定主要影響釉面效果的鉀長(zhǎng)石、方解石、鋰長(zhǎng)石的用量，其具體的實(shí)驗(yàn)配方及燒成后釉面效果如表3所示。

選擇表3中釉面效果好的三個(gè)點(diǎn)組成正三角形來(lái)縮小組成范圍，最后找到效果較好的基礎(chǔ)釉配方。由表3可知，實(shí)驗(yàn)號(hào)為11，13，14的三組配方所得到的樣品效果較佳。因此，用此三配方組成正三角形，并做了七組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)配方及燒后現(xiàn)象如表4所示。

由表4可知，實(shí)驗(yàn)中乳濁效果較好的配方為F，而F配方的原料配比及釉式的化學(xué)成份情況如表5、表6所示。

確定F配方的釉式為：

0.273 KNaO

0.243 MgO 0.006 Fe2O3

0.396 CaO 3.17 SiO2

0.075 ZnO 0.312 Al2O3

0.120 Li2O

接下來(lái)，在已經(jīng)選定的基礎(chǔ)釉（F釉式的配方）中加入不同量的TiO2，進(jìn)一步確定乳濁效果、白度及光澤度都較好的配方。其具體實(shí)驗(yàn)配方及燒后現(xiàn)象如表7所示。

由表7可知，TiO2的加入量在3%～11%范圍內(nèi)變化時(shí)，釉面的乳濁效果不好且發(fā)黃?？赡苁怯灾械氖沂暮窟^(guò)少使其形成的主要晶相CaO·TiO2·SiO2數(shù)量少，從而使TiO2含量過(guò)剩，導(dǎo)致TiO2以金紅石的形式析出，致使釉面有不同程度的發(fā)黃現(xiàn)象。

然后，選擇表7中較好的2、3號(hào)配方，在此配方基礎(chǔ)上再進(jìn)行研究，最后獲得理想效果的釉式為：

0.1231 K2O

0.0586 Na2O

0.0628 MgO 0.0046 Fe2O3 2.6780SiO2

0.6110 CaO

0.0626 ZnO 0.2698 Al2O3 0.2862TiO2

0.0819 Li2O

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

從實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，影響鈦乳濁釉的因素很多，但總的來(lái)說(shuō)，釉料的組成起著至關(guān)重要的作用，釉的性質(zhì)及工藝過(guò)程也有著很大的影響，還與其本身容易變黃的特性有很大的關(guān)系。

（1） TiO2對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

TiO2作為乳濁劑其用量的多少直接影響釉面的乳濁效果及白度。當(dāng)TiO2的用量大于11%時(shí)，釉面發(fā)黃；當(dāng)TiO2小于5.0%時(shí)，析出的鈦榍石晶體太少使得乳濁效果及白度變差。試驗(yàn)表明，TiO2的最佳用量為7.0%。

（2） SiO2、Al2O3對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

SiO2及Al2O3的相對(duì)用量直接影響著釉面的白度，光澤度燒成及熱穩(wěn)定性。SiO2含量增多有利于提高釉面的白度，但燒成溫度范圍也隨之提高。一方面，SiO2含量太高或太少對(duì)釉面光澤度不利；另一方面還要滿足有足夠的鈦榍石的生成。所以SiO2含量應(yīng)控制在50%～60%之間，配方中顯示的最佳值為58.38%。Al2O3是鈦乳濁釉中的重要組分，含少量Al2O3時(shí)可以加強(qiáng)釉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)整釉的使用溫度。Al2O3的含量太高會(huì)急劇增加釉的高溫黏度，適當(dāng)提高SiO2/Al2O3的比值可以提高釉面的光澤，所以，SiO2/Al2O3的比值在5.5～6.5之間，且Al2O3的含量在10.33%時(shí)效果最佳。

（3） CaO、MgO對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

CaO在鈦榍石形成的乳濁釉中其含量的多少是非常重要的，當(dāng)CaO的引入量小于9.1%時(shí)，CaO不能使釉中的TiO2全部生成鈦榍石，致使TiO2有剩余，以金紅石的形式存在導(dǎo)致釉面發(fā)黃；當(dāng)CaO的含量大于14.1%時(shí)，會(huì)析出硅灰石晶體，隨CaO的用量的增加而增加。所以CaO的引入量為10.93%時(shí)效果最佳。MgO的引入會(huì)降低釉漿的膨脹系數(shù)，促進(jìn)坯釉中間層的形成，減小釉面開裂，但其用量過(guò)大時(shí)導(dǎo)致釉面縮釉。

（4） ZnO對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

ZnO本身折射率較高，在釉中析出鋅鋁尖晶石以滴狀存在有利于乳濁。

（5） 堿金屬氧化物對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

堿金屬氧化物作為釉料的熔劑，用量太大會(huì)引起釉熔體的黏度過(guò)低易使形成的鈦榍石溶解，不利于鈦榍石的生成，當(dāng)堿金屬氧化物的含量太低時(shí)會(huì)使有熔體的高溫粘度過(guò)大，導(dǎo)致針孔現(xiàn)象增多。

6 結(jié)論

（1） 要得到高白的鈦乳濁釉，CaO/ TiO2的比應(yīng)為1.9：1左右，且當(dāng)TiO2含量為7.0%、CaO含量為10.93%時(shí)，乳濁效果最佳。

（2） 當(dāng)釉面白度為85、釉層厚度為0.3～0.5mm，乳濁效果較好。

（3） 鈦乳濁釉在降溫區(qū)間1250～860℃時(shí)，一定要快速冷卻。

（4） 當(dāng)SiO2/Al2O3的比值在5.5～6.5之間，且Al2O3的含量在10.33%時(shí)，乳濁效果最佳。

（5） 由于鈦乳濁釉的乳濁能力強(qiáng)，因此，釉層厚度較硅酸鋯乳濁的釉層要薄，配方中的乳濁劑用量（TiO2）較硅酸鋯用量也要少，大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，節(jié)約了有限的礦產(chǎn)資源，是企業(yè)節(jié)能降耗，可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)

[1] 李家駒，繆松蘭，馬鐵成，等.陶瓷工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出

版社，2005.

[2] 賀可音.硅酸鹽物理化學(xué)[M].武漢：理工大學(xué)出版社，1997.

[3] W.D.Kingery，H.K.Bowen，D.R.Uhlmann.陶瓷導(dǎo)論[M].北京：高等

教育出版社，1975.

（4） 采用一次燒成，燒成后釉面應(yīng)具有很高的遮蓋能力，高白度（大于等于85），光澤度好。

4.2 試樣的燒成制度

本實(shí)驗(yàn)采用普通的硅碳棒電爐，以氧化焰燒成，在電爐中0～300 ℃時(shí)慢速升溫；300～800 ℃快速升溫；800～900 ℃時(shí)慢速升溫；當(dāng)達(dá)到最高溫度1250 ℃時(shí)進(jìn)行急冷；到860 ℃時(shí)保溫15 min后再自然冷卻。

4.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)基礎(chǔ)釉料的配比，先確定影響釉的燒成溫度較大的原料。本實(shí)驗(yàn)中，要求石英、滑石、氧化鋅、星子高嶺的用量分別為24%、10%、2%、6%，并保持不變。然后利用三角形法確定主要影響釉面效果的鉀長(zhǎng)石、方解石、鋰長(zhǎng)石的用量，其具體的實(shí)驗(yàn)配方及燒成后釉面效果如表3所示。

選擇表3中釉面效果好的三個(gè)點(diǎn)組成正三角形來(lái)縮小組成范圍，最后找到效果較好的基礎(chǔ)釉配方。由表3可知，實(shí)驗(yàn)號(hào)為11，13，14的三組配方所得到的樣品效果較佳。因此，用此三配方組成正三角形，并做了七組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)配方及燒后現(xiàn)象如表4所示。

由表4可知，實(shí)驗(yàn)中乳濁效果較好的配方為F，而F配方的原料配比及釉式的化學(xué)成份情況如表5、表6所示。

確定F配方的釉式為：

0.273 KNaO

0.243 MgO 0.006 Fe2O3

0.396 CaO 3.17 SiO2

0.075 ZnO 0.312 Al2O3

0.120 Li2O

接下來(lái)，在已經(jīng)選定的基礎(chǔ)釉（F釉式的配方）中加入不同量的TiO2，進(jìn)一步確定乳濁效果、白度及光澤度都較好的配方。其具體實(shí)驗(yàn)配方及燒后現(xiàn)象如表7所示。

由表7可知，TiO2的加入量在3%～11%范圍內(nèi)變化時(shí)，釉面的乳濁效果不好且發(fā)黃。可能是釉中的石灰石的含量過(guò)少使其形成的主要晶相CaO·TiO2·SiO2數(shù)量少，從而使TiO2含量過(guò)剩，導(dǎo)致TiO2以金紅石的形式析出，致使釉面有不同程度的發(fā)黃現(xiàn)象。

然后，選擇表7中較好的2、3號(hào)配方，在此配方基礎(chǔ)上再進(jìn)行研究，最后獲得理想效果的釉式為：

0.1231 K2O

0.0586 Na2O

0.0628 MgO 0.0046 Fe2O3 2.6780SiO2

0.6110 CaO

0.0626 ZnO 0.2698 Al2O3 0.2862TiO2

0.0819 Li2O

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

從實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，影響鈦乳濁釉的因素很多，但總的來(lái)說(shuō)，釉料的組成起著至關(guān)重要的作用，釉的性質(zhì)及工藝過(guò)程也有著很大的影響，還與其本身容易變黃的特性有很大的關(guān)系。

（1） TiO2對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

TiO2作為乳濁劑其用量的多少直接影響釉面的乳濁效果及白度。當(dāng)TiO2的用量大于11%時(shí)，釉面發(fā)黃；當(dāng)TiO2小于5.0%時(shí)，析出的鈦榍石晶體太少使得乳濁效果及白度變差。試驗(yàn)表明，TiO2的最佳用量為7.0%。

（2） SiO2、Al2O3對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

SiO2及Al2O3的相對(duì)用量直接影響著釉面的白度，光澤度燒成及熱穩(wěn)定性。SiO2含量增多有利于提高釉面的白度，但燒成溫度范圍也隨之提高。一方面，SiO2含量太高或太少對(duì)釉面光澤度不利；另一方面還要滿足有足夠的鈦榍石的生成。所以SiO2含量應(yīng)控制在50%～60%之間，配方中顯示的最佳值為58.38%。Al2O3是鈦乳濁釉中的重要組分，含少量Al2O3時(shí)可以加強(qiáng)釉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)整釉的使用溫度。Al2O3的含量太高會(huì)急劇增加釉的高溫黏度，適當(dāng)提高SiO2/Al2O3的比值可以提高釉面的光澤，所以，SiO2/Al2O3的比值在5.5～6.5之間，且Al2O3的含量在10.33%時(shí)效果最佳。

（3） CaO、MgO對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

CaO在鈦榍石形成的乳濁釉中其含量的多少是非常重要的，當(dāng)CaO的引入量小于9.1%時(shí)，CaO不能使釉中的TiO2全部生成鈦榍石，致使TiO2有剩余，以金紅石的形式存在導(dǎo)致釉面發(fā)黃；當(dāng)CaO的含量大于14.1%時(shí)，會(huì)析出硅灰石晶體，隨CaO的用量的增加而增加。所以CaO的引入量為10.93%時(shí)效果最佳。MgO的引入會(huì)降低釉漿的膨脹系數(shù)，促進(jìn)坯釉中間層的形成，減小釉面開裂，但其用量過(guò)大時(shí)導(dǎo)致釉面縮釉。

（4） ZnO對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

ZnO本身折射率較高，在釉中析出鋅鋁尖晶石以滴狀存在有利于乳濁。

（5） 堿金屬氧化物對(duì)鈦乳濁釉性能的影響

堿金屬氧化物作為釉料的熔劑，用量太大會(huì)引起釉熔體的黏度過(guò)低易使形成的鈦榍石溶解，不利于鈦榍石的生成，當(dāng)堿金屬氧化物的含量太低時(shí)會(huì)使有熔體的高溫粘度過(guò)大，導(dǎo)致針孔現(xiàn)象增多。

6 結(jié)論

（1） 要得到高白的鈦乳濁釉，CaO/ TiO2的比應(yīng)為1.9：1左右，且當(dāng)TiO2含量為7.0%、CaO含量為10.93%時(shí)，乳濁效果最佳。

（2） 當(dāng)釉面白度為85、釉層厚度為0.3～0.5mm，乳濁效果較好。

（3） 鈦乳濁釉在降溫區(qū)間1250～860℃時(shí)，一定要快速冷卻。

（4） 當(dāng)SiO2/Al2O3的比值在5.5～6.5之間，且Al2O3的含量在10.33%時(shí)，乳濁效果最佳。

（5） 由于鈦乳濁釉的乳濁能力強(qiáng)，因此，釉層厚度較硅酸鋯乳濁的釉層要薄，配方中的乳濁劑用量（TiO2）較硅酸鋯用量也要少，大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，節(jié)約了有限的礦產(chǎn)資源，是企業(yè)節(jié)能降耗，可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)

[1] 李家駒，繆松蘭，馬鐵成，等.陶瓷工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出

版社，2005.

[2] 賀可音.硅酸鹽物理化學(xué)[M].武漢：理工大學(xué)出版社，1997.

[3] W.D.Kingery，H.K.Bowen，D.R.Uhlmann.陶瓷導(dǎo)論[M].北京：高等

教育出版社，1975.