日用陶瓷自釋釉的研究

楊云山

（大埔縣陶瓷產(chǎn)業(yè)管理辦公室，梅州514299）

摘 要：通過在日用陶瓷配方坯料中，加入一定量的水溶性堿性活化劑，用其制得的坯料，采用注漿成型方法制得的坯體，利用坯體的毛細(xì)管力，在干燥時(shí)水分向上遷移的載力作用，使坯體內(nèi)的自由堿鹽富集于坯體表面。在1280℃左右燒成，因其強(qiáng)烈的熔劑化作用而在制品表面形成釉層。此工藝免去了釉料制備與施釉兩大工序，簡(jiǎn)化了工藝流程，從而可大大降低生產(chǎn)成本。

關(guān)健詞：日用陶瓷；自釋釉；堿性活化劑；工藝控制

1 引言

按傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的有釉日用陶瓷制品，一般是在坯體表面施上一層釉料，然后通過適宜的溫度與氣氛燒成，使釉料在坯體表面熔融，形成一層玻璃質(zhì)薄層。施釉的目的在于改善制品的技術(shù)性質(zhì)與使用性能，并提高制品的裝飾質(zhì)量，增加美觀。

不需事先制備釉料，坯體也不施釉，只在配制坯料時(shí)添加一種或幾種物質(zhì)，采取一定的工藝措施，燒成后就能在坯體表面自動(dòng)形成一層玻璃質(zhì)的釉層，對(duì)于這種坯體不施釉，靠自身釋放釉質(zhì)覆蓋坯體表面，稱之為自釋釉或自上釉的技術(shù)。釋釉工藝的最大優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化了陶瓷產(chǎn)品傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中制釉、施釉兩大工序，縮短了生產(chǎn)周期、減少了生產(chǎn)成本。目前，國(guó)內(nèi)一些陶瓷研究所、廠家進(jìn)行過不懈的研究，也取得一定的成果，但是由于難度大而一直難于在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

本試驗(yàn)是探討采用自釋釉法生產(chǎn)日用陶瓷的可行性和關(guān)鍵技術(shù)，希望能為陶瓷生產(chǎn)廠家在這一技術(shù)領(lǐng)域試驗(yàn)研究，提供一定的依據(jù)和參考。

2 工藝實(shí)驗(yàn)

2.1試驗(yàn)所需設(shè)備

25 kg小型球磨機(jī)，30 kg電子稱，4寸小花瓶石膏模型，小型攪拌機(jī)，0.1 m3試驗(yàn)梭式窯。

2.2工藝流程

實(shí)驗(yàn)原料、堿性活化劑→按配方球磨細(xì)磨→高強(qiáng)磁除鐵→陳腐→注漿成型→修坯→干燥→檢驗(yàn)燒成。

2.3坯體配方

本實(shí)驗(yàn)采用的坯料其組成以本地高嶺土、粘土原料為主，配以一定量的長(zhǎng)石、燒滑石等原料，1280℃燒成后瓷化程度好。從原料的化學(xué)組成看，碳酸鋰：40.4%Li2O，碳酸鉀：45.6%K2O。高嶺土等原料化學(xué)組成見表1。

通過多次試驗(yàn)，得出最佳配方組成（表2、表3）。

2.4工藝參數(shù)

將原料按配比稱重入磨。

料：球：水=1：2：0.55；

水玻璃：0.5%；

細(xì)度：300目篩余0.1 ～ 0.2%；

泥漿用磁場(chǎng)強(qiáng)度1萬高斯的除鐵器除鐵3次。

2.5成型

采用注漿工藝成型，產(chǎn)品為4寸小花瓶，注漿泥料含水率： 36 ～ 38%。

2.6燒成

本試驗(yàn)坯體采用0.1 m3試驗(yàn)梭式窯一次燒成，燒成溫度為1280℃，從室溫至1280℃的燒成時(shí)間為7.5 h，最高溫度保溫30 min。1280 ～ 850℃急冷，850℃后自然冷卻至室溫。

3 討論

3.1自釋釉原理

本試驗(yàn)日用細(xì)瓷自釋釉的原理是在坯體配料中，加入一定量的堿性活化劑，制成注漿料，成型為坯體。在干燥過程中，當(dāng)水分借助于坯體毛細(xì)管的作用力擴(kuò)散滲透，從坯體內(nèi)部遷移至表面時(shí)，坯體內(nèi)這些可溶性堿性物質(zhì)，借助于水分向上擴(kuò)散的作用，而富集于坯體表面。在燒成過程中，堿性活化劑與坯體其它化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)，生成低共熔化合物，最終在胎體表面形成一層玻璃質(zhì)薄層，即釉層。

用這種技術(shù)制作的日用瓷器，與按常規(guī)方法生產(chǎn)的日用瓷器基本具有同樣的釉面效果，而生產(chǎn)工藝流程則可大為簡(jiǎn)化，生產(chǎn)成本也可大大降低。

3.2坯料粒度與顆粒組成

坯體強(qiáng)度的好壞，除取決于瘠性料與塑性料的比例、粘土類原料的礦物組成、坯體的致密程度之外，坯體疏水性與坯料粒度及顆粒組成關(guān)系也對(duì)其有較大影響。如果坯料粒度過細(xì)，坯體過于致密，會(huì)降低坯體的毛細(xì)管效應(yīng)，坯體干燥時(shí)內(nèi)擴(kuò)散阻力增大，水分難以迅速向坯體表面擴(kuò)散并蒸發(fā)，自然也會(huì)影響到活化劑向坯體表面的遷移，使釋釉效果減弱。如果坯料粒度過粗，坯體過于疏松，坯體的疏水性能過大，則會(huì)降低坯體干燥抗折強(qiáng)度。且燒成后外觀較為粗糙，釉質(zhì)缺乏細(xì)膩感。所以必須使坯體表面平整，無缺陷，具有適當(dāng)?shù)氖杷?。為此，坯料?xì)度采用標(biāo)準(zhǔn)篩300目檢測(cè)，篩余量控制在0.1 ～ 0.2%內(nèi)。

3.3活化劑的選擇與用量

（1）活化劑的選擇。根據(jù)試驗(yàn)原理，坯料中添加活化劑的種類與用量是自釋釉的關(guān)鍵之一。試驗(yàn)選擇多種熔劑作用強(qiáng)、與水親和力大、水溶性好的堿性物質(zhì)作為活化劑。最后采用Li2CO3和K2CO3兩種作為活化劑進(jìn)行釋釉試驗(yàn)。注漿料配方中加入Li2CO3、K2CO3，在水份含量為38%時(shí)，泥漿觸變性較大，但攪拌后可注漿半成品。

（2）活化劑的用量。為了得到良好的釋釉效果，同時(shí)考慮到其它因素，如輻射干燥的溫度與時(shí)間、燒成溫度等對(duì)釋釉厚度、釉面外觀質(zhì)量、坯體燒結(jié)程度的影響，經(jīng)多次試驗(yàn)，確定活化劑Li2CO3和K2CO3最佳用量分別為1%、2%。

3.4坯體修坯

坯體成型后，坯體內(nèi)可溶性堿性物質(zhì)，借助于水分于坯體毛細(xì)管的作用力擴(kuò)散滲透，從坯體內(nèi)部遷移至表面時(shí)，坯體漸漸干燥。坯體干燥后進(jìn)行修坯，此時(shí)會(huì)把坯體表面可溶性堿性物質(zhì)抹去，也就是把釋釉抹掉，產(chǎn)品煅燒后沒有自釋釉的效果。為此產(chǎn)品應(yīng)該在成型后稍為硬化有一定強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行修坯，即是應(yīng)采用濕式修坯工藝。同時(shí)注漿應(yīng)選用新的石膏模型。

3.5 坯體干燥

本試驗(yàn)干燥制度為：烘干房（或窯爐余熱）干燥，干燥溫度80 ～ 100℃，干燥時(shí)間2 ～ 4 h，在此條件下既保證液態(tài)水和活性堿鹽通過坯體毛細(xì)管的作用力順利遷移，又能使自由堿含量沿坯體厚度有一個(gè)合理的梯度分布。燒成后，表面能產(chǎn)生平滑而細(xì)膩的釉層，玻璃相含量和孔隙率從表面至背面平穩(wěn)地變化，制品不變形，不開裂。

4 結(jié)論

（1）在日用陶瓷坯料中加入一定量的堿性活化劑，并采取相應(yīng)的工藝措施，嚴(yán)格控制各項(xiàng)工藝技術(shù)參數(shù)，可制得質(zhì)量符合要求的自釋釉陶瓷制品。

（2）采用強(qiáng)堿弱酸鹽活化劑，有利于注漿料工藝性能控制，利于注漿成型。

（3）自釋釉工藝免去了制釉、施釉兩大生產(chǎn)工序，大大簡(jiǎn)化工藝流程，可減少生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)場(chǎng)地占用，節(jié)約原料，提高工效。如推廣使用可大大降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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