棕釉配方的研制

張力敏 楊娟 孟崇雅

摘 要：通過在棕釉配方中選用懸浮性能好的粘土原料，降低熔劑用量，提高棕釉的軟化溫度，研制出一種新的棕釉配方。該配方的懸浮性能優(yōu)越，能滿足電瓷制造過程產(chǎn)品淋釉和大型瓷套產(chǎn)品浸釉工藝要求，解決了生產(chǎn)中長期存在的花釉、內(nèi)孔釉流掛問題;改善了產(chǎn)品表面針孔和析晶情況，提高了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量水平。

關(guān)鍵詞：棕釉配方;研制; 懸浮性能 ;花釉 ;針孔;析晶

1 引 言

長期以來，我公司使用的棕釉配方上釉到坯體后存在窯后產(chǎn)品花釉，內(nèi)孔流釉現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的外觀。為了提高產(chǎn)品的外觀水平，上釉過程中采取浸釉后補(bǔ)噴釉的補(bǔ)救措施，產(chǎn)品表面花釉現(xiàn)象得到了改善，但產(chǎn)品內(nèi)孔花釉現(xiàn)象無法補(bǔ)救解決，同時產(chǎn)品表面針孔和析晶現(xiàn)象也無法從工藝方面完全解決。所以，必須研制一種新型的棕釉配方，從根本上解決存在的一系列問題。

2019～2020年，公司進(jìn)行了新型棕釉配方的研制工作，對多種粘土原料應(yīng)用到棕釉配方中釉漿的工藝性能進(jìn)行了研究，經(jīng)過近兩年時間，數(shù)十個配方試驗(yàn)，最終選擇陜西鳳翔紅土研制成功了一種新型棕釉配方，通過在生產(chǎn)中的應(yīng)用效果表明，使用該粘土的新型棕釉配方提高了釉漿的懸浮性能，工藝范圍寬，能滿足淋釉工藝和浸釉工藝兩種工藝要求，解決了浸釉產(chǎn)品花釉、內(nèi)孔流釉問題，產(chǎn)品釉面針孔和析晶傾向減少，提高了產(chǎn)品外觀質(zhì)量。

2配方設(shè)計(jì)方案

（1）調(diào)整釉料配方中粘土的種類和含量，改善釉漿性能，提高釉漿的懸浮性[1]。

（2）通過試驗(yàn)驗(yàn)證，調(diào)整配方中熔劑的種類和使用量，減少釉面出現(xiàn)針孔和析晶的傾向[1]。

（3）通過試驗(yàn)，添加一定外加劑來調(diào)整釉漿的粘度，使釉漿適用于淋釉和浸釉工藝[1]。

（4）通過搭燒不同窯次燒后釉樣外觀情況，摸索產(chǎn)品最佳燒成工藝。

3 配方設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1） 釉面呈棕紅色，釉面外觀質(zhì)量較好，亮度得到提高。

（2）釉漿懸浮性能較好，釉漿適用于淋釉工藝和浸釉工藝。

（3）釉的膨脹系數(shù)稍低于瓷的膨脹系數(shù)，試條上釉強(qiáng)度較瓷強(qiáng)度提高15%以上。

（4）釉的軟化溫度在1110～1180℃之間。

（5）釉的高溫流動度不小于40mm。

4釉料配方試驗(yàn)

4.1? 原料性能

配方設(shè)計(jì)在釉料性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行，釉料性能是各種原料性能及它們相互作用的結(jié)果。原料性能主要由礦物組成、化學(xué)成份及顆粒形狀、大小分布決定的，粘土性能是保證釉漿性能的前提和基礎(chǔ)。

4.1.1原料化學(xué)成份（見表1）

其它原料成份（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）：氧化鐵為95.00%，氧化錳為92.36%，氧化鉻為98.99%。

4.2? 釉料配方研制過程

在配方研制過程中，為了減少針孔，進(jìn)行了多輪次試驗(yàn)，從釉層厚度，釉漿比重、色劑類型、色劑總量、提高釉料配方的軟化溫度等方面進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)釉層薄時釉面針孔較少;釉層厚時，釉面出現(xiàn)的針孔多;色劑量少時，針孔較少，色劑量多，氧化物含量較多，高溫下分解物較多，釉面針孔較多，而且釉面容易析晶，使用溫度高的色劑，較使用溫度低的色劑針孔少;提高釉料的軟化溫度，有利于坯料內(nèi)雜質(zhì)的分解，針孔也相對減少一些。

我公司目前瓷套產(chǎn)品燒成溫度較低，要提高釉的亮度，從配方上考慮，必須增加配方中熔劑的含量，降低釉的燒成溫度;對比其它電瓷廠家的釉料，釉色亮度較好的，一般釉配方中的長石使用量均較高[1]，同時，為了降低釉面析晶傾向，滑石的使用量少一些，因?yàn)?，滑石在燒成中易形成Mg2SiO4結(jié)晶物質(zhì)，影響釉面亮度。但滑石本身的膨脹系數(shù)較小，在配方中使用可以降低釉的膨脹系數(shù)，如果滑石量太少，釉的膨脹系數(shù)會偏大，釉的性能就會差一些，上釉強(qiáng)度會低一些[2]。

為了改善釉漿的懸浮性能，選用水曲柳土、法庫土、左云土、寬城土、鳳翔紅土分別進(jìn)行了配方試驗(yàn)，主要進(jìn)行基釉的懸浮性能對比試驗(yàn)，通過試驗(yàn)，選用懸浮性能較好的基釉配方，基釉配方確定后，使用正交試驗(yàn)法，以棕紅色為釉的基調(diào)，選擇最佳的色素配比，經(jīng)過近60個配方的試驗(yàn)，最終確定了基釉和色釉配比，形成了新配方G3號配方。新配方窯后色澤為棕紅色，亮度好。

4.3? 釉料配方組成表

4.4? 配方性能試驗(yàn)

為了解配方的性能，使用試驗(yàn)室20kg球磨

機(jī)磨制15kgG3釉漿，進(jìn)行大樣試驗(yàn)，驗(yàn)證釉漿性能。

4.4.1球磨

采用試驗(yàn)室20kg球磨機(jī)球磨G3釉，按配方稱取各種原料后濕法球磨，料：球石：水=1：1.5：0.67，球磨時間為22小時，≤10μm顆粒按78%～83%控制[3]。球磨控制見表3。

4.4.2化學(xué)成份

見表4。

4.4.3顆粒組成（見表5）

4.4.4釉料其它性能對比

本次試驗(yàn)，主要進(jìn)行了釉料在不同窯爐，不同燒成溫度下上釉到試條的上釉強(qiáng)度，軟化溫度、高溫流動度性能[3]，性能對比情況見表6。

4.4.5上釉強(qiáng)度及釉熱膨脹系數(shù)（見表7）

4.4.6釉料外觀試驗(yàn)情況

對釉樣在多個窯爐內(nèi)進(jìn)行了外觀燒成試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)釉色、亮度與配方性能有關(guān)以外，還與窯爐的燒成狀況有關(guān)，不同窯爐因氣氛不同，釉外觀有差別，氣氛合適時，釉色亮度好，針孔較少，無析晶狀況。如果氣氛差，則樣品顏色較差，吸煙或析晶均會出現(xiàn)。同時，釉層厚度也影響釉色針孔情況，釉層越厚，釉面針孔越大，釉色深。窯爐的燒成溫度也影響釉的亮度，燒成溫度越高，釉熔融情況較好，釉色亮度越好。具體試驗(yàn)情況見表8。

通過以上試驗(yàn)情況分析：G3釉外觀較好，但釉面針孔隨窯爐狀況不穩(wěn)定。形成針孔的原因與釉配方在高溫下的表面張力、釉層厚度有關(guān)，另與坯料配方成份中含有雜質(zhì)的多少及雜質(zhì)的分解溫度、坯料的燒成溫度、燒成工藝制度等有關(guān)，針孔的形成原因比較復(fù)雜。由表8可以看出，1730窯次燒成溫度低，高保時間短，后期滲氧較早，在CO濃度為0.4%時開始滲氧，而且滲氧量較高，達(dá)到了4.0%，釉無針孔。0528次、0729次燒成溫度較1730次窯高20℃，滲氧較晚，滲氧量較少，在CO濃度為0時開始，后期滲氧濃度為0.8%。0924、1025次窯燒成溫度較高，滲氧時間較0528、0729窯次早，滲氧量也較高一些，釉色最亮，針孔細(xì)多?？梢?，釉色亮度和針孔與燒成溫度和氣氛有一定關(guān)系[4]。

4.5? 生產(chǎn)工藝試驗(yàn)結(jié)果

4.5.1 浸釉試驗(yàn)情況

首先使用1.7噸球磨機(jī)磨制1桶1.5噸試驗(yàn)釉，球磨控制具體情況為：球磨水份為38.0%，球磨時間為43h，球磨細(xì)度≤10 um含量為78.8%。

球磨后的合格釉漿先進(jìn)行了外觀試驗(yàn)，分別搭燒套管產(chǎn)品窯和棒形產(chǎn)品窯，產(chǎn)品亮度、外觀較好。

調(diào)整釉漿比重計(jì)比重為1.65 g/cm3，水份為43.0%，浸釉到不同產(chǎn)品，產(chǎn)品浸釉后吹釉丁，不打磨，不噴釉。搭燒套管窯，最高燒成溫度為1215℃，產(chǎn)品均無花釉，釉流痕與釉色一致。具體試驗(yàn)情況見表9。

試驗(yàn)結(jié)果表明：G3釉產(chǎn)品均無花釉，釉流痕與釉色一致，內(nèi)孔無花釉、無流掛，釉面無針孔?？梢詰?yīng)用于大型瓷套產(chǎn)品的浸釉，只需浸一遍，不需要打磨釉丁和再噴釉。上釉到產(chǎn)品燒成后流痕與釉色一致，無花釉現(xiàn)象，內(nèi)孔無流掛，釉面無針孔。

4.5.2? 淋釉情況

釉漿水份：41.8%;釉漿比重計(jì)比重：1.71g/cm3;產(chǎn)品代號：23301;數(shù)量：2只;搭燒窯次：2815次;燒成最高溫度：1225℃;淋釉過程中發(fā)現(xiàn)釉漿的流動性能較好。產(chǎn)品外觀情況，釉色較好，無花釉，傘面基本無針孔，釉丁與釉色一致。

5 試驗(yàn)結(jié)果分析

（1）通過降低使用有效熔劑，G3釉軟化溫度較高，產(chǎn)品燒成過程中，表面釉?；?，坯體內(nèi)雜質(zhì)能有效分解，降低了上釉產(chǎn)品表面針孔。

（2）通過降低滑石用量后，釉外觀較好，無析晶現(xiàn)象。

（3）從上釉強(qiáng)度可以看出，G3釉上釉到B2料和B3料后上釉強(qiáng)度分別提高了26.9%、30.8%，G3釉料與現(xiàn)生產(chǎn)用坯料匹配性好，上釉強(qiáng)度達(dá)到了預(yù)期強(qiáng)度目標(biāo)。

（4）由G3釉料試驗(yàn)結(jié)果可以看出，G3釉料顏色偏紅一些，釉色均勻，針孔少，釉漿比重為1.71 g/cm3時可以淋釉，釉漿比重為1.65 g/cm3時可以浸釉，該釉料配方可以滿足淋釉和浸釉兩種工藝釉漿性能。

6結(jié)論

G3釉料配方的試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，釉色外觀質(zhì)量得到了提高。2017年開始在生產(chǎn)中應(yīng)用，解決了產(chǎn)品浸釉花釉問題。

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Development of Brown Glaze Formula

YANG? Juan，? ZHANG? Li-min，? MENG? Chong-ya

（Xian XD High voltage Porcelain Insulators? Co.， Ltd.， Xian 710077，China）

Abstract： By using the good suspension performance of clay raw materials in the brown glaze formula， reduce the content of using flux， improve the softening temperature of brown glaze， developed a new brown glaze formula and the formula of suspension performance is superior， can meet the high voltage porcelain large casing? manufacturing process pouring glaze and dipping glaze， has solved the problem of the long-and-long-term existence in the production of uneven brown glaze， inner hole flow， Improve the product surface pinhole and crystallization of the situation， improve the level of product appearance quality.

Keywords：? brown glaze formula;developed;suspension performance;uneven brown glaze ; pinhole; crystallization