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文檔簡(jiǎn)介

陶瓷釉料配方制定指南一、概述

陶瓷釉料是覆蓋在陶瓷坯體表面的玻璃質(zhì)薄層,在燒成過(guò)程中形成連續(xù)、光滑、致密的表面層,具有裝飾性、保護(hù)性等功能。制定合理的釉料配方對(duì)于陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和成本至關(guān)重要。本指南旨在提供一套系統(tǒng)性的方法,幫助生產(chǎn)者和研究者科學(xué)地制定陶瓷釉料配方。

二、釉料配方的基本原則

(一)確定釉料的基本性質(zhì)

1.**用途**:根據(jù)陶瓷產(chǎn)品的最終用途(如日用瓷、建筑瓷、藝術(shù)瓷等)確定釉料的性能要求,如光澤度、硬度、耐化學(xué)性、熱穩(wěn)定性等。

2.**坯體匹配**:釉料與坯體的化學(xué)成分、燒成溫度需協(xié)調(diào),避免因反應(yīng)不匹配導(dǎo)致開(kāi)裂、氣泡等問(wèn)題。

3.**成本控制**:在滿(mǎn)足性能的前提下,選擇經(jīng)濟(jì)性好的原料,優(yōu)化配方以降低生產(chǎn)成本。

(二)選擇合適的釉料體系

1.**長(zhǎng)石質(zhì)釉**:以長(zhǎng)石為基體,適用于高溫?zé)桑?200℃以上),具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和光澤度。

2.**硅酸鋁質(zhì)釉**:以硅酸鋁礦物(如石英、高嶺土)為主,適用于中溫?zé)桑?000℃~1200℃),適用于日用瓷。

3.**硼硅酸鹽釉**:以硼砂、硅酸鹽為基,適用于低溫?zé)桑?00℃以下),具有乳濁效果,常用于藝術(shù)瓷。

三、釉料配方的制定步驟

(一)初步配方設(shè)計(jì)

1.**確定基礎(chǔ)組分**:根據(jù)釉料體系選擇主要原料,如長(zhǎng)石、石英、硅酸鋁等,按質(zhì)量百分比初步分配比例(如長(zhǎng)石40%、石英30%、硅酸鋁30%)。

2.**加入助熔劑**:根據(jù)燒成溫度添加助熔劑(如碳酸鉀、氧化鋅),調(diào)整熔融性(如長(zhǎng)石質(zhì)釉可添加5%~10%的碳酸鉀)。

3.**調(diào)整釉料性能**:根據(jù)需求添加改性劑(如氧化鐵、氧化錳)以控制光澤度、顏色等。

(二)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與調(diào)整

1.**球磨混合**:將原料按比例混合后球磨,確保顆粒均勻分散,避免團(tuán)聚。

2.**釉漿制備**:控制釉漿的細(xì)度(一般小于0.05mm)和粘度(如固含量40%~50%),確保施釉均勻。

3.**試燒與評(píng)價(jià)**:

(1)小批量試燒,記錄燒成溫度、釉面效果(如光澤度、平整度)。

(2)測(cè)試物理性能(如硬度可通過(guò)劃痕法評(píng)估,莫氏硬度≥5為宜)。

(3)調(diào)整配方:若出現(xiàn)開(kāi)裂、氣泡等問(wèn)題,需優(yōu)化原料比例或增加助熔劑/改性劑。

(三)工業(yè)化生產(chǎn)驗(yàn)證

1.**擴(kuò)大試產(chǎn)**:在實(shí)驗(yàn)室配方基礎(chǔ)上,進(jìn)行小規(guī)模工業(yè)化試產(chǎn),檢測(cè)釉料穩(wěn)定性。

2.**工藝優(yōu)化**:根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備(如噴霧干燥、浸釉設(shè)備)調(diào)整釉漿的流動(dòng)性(如調(diào)整粘度參數(shù))。

3.**成本核算**:核算原料成本,對(duì)比市場(chǎng)價(jià)格,進(jìn)一步優(yōu)化配方以降低生產(chǎn)成本。

四、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

(一)釉料開(kāi)裂

1.**原因**:坯釉膨脹系數(shù)不匹配、干燥收縮過(guò)大、燒成溫度曲線(xiàn)不合理。

2.**解決方法**:

(1)調(diào)整釉料配方,增加高嶺土等骨架性原料。

(2)優(yōu)化燒成曲線(xiàn),采用分段升溫(如800℃~1000℃保溫1小時(shí))。

(二)釉面缺陷

1.**原因**:原料雜質(zhì)、球磨不充分、施釉厚度不均。

2.**解決方法**:

(1)選擇高純度原料,避免使用含鐵量高的石英。

(2)延長(zhǎng)球磨時(shí)間(如至24小時(shí)),確保釉漿細(xì)膩。

(3)控制施釉厚度(如日用瓷施釉厚度0.1mm~0.3mm)。

五、總結(jié)

制定陶瓷釉料配方需綜合考慮產(chǎn)品用途、坯體匹配、成本控制等因素,通過(guò)系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與調(diào)整,最終獲得性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的配方。本指南提供的方法可適用于大多數(shù)陶瓷釉料配方的設(shè)計(jì),但實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)具體需求靈活調(diào)整。

**一、概述**

陶瓷釉料是覆蓋在陶瓷坯體表面的玻璃質(zhì)薄層,在燒成過(guò)程中形成連續(xù)、光滑、致密的表面層,具有裝飾性、保護(hù)性等功能。制定合理的釉料配方對(duì)于陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和成本至關(guān)重要。本指南旨在提供一套系統(tǒng)性的方法,幫助生產(chǎn)者和研究者科學(xué)地制定陶瓷釉料配方。釉料的主要功能包括:隔絕坯體與外界環(huán)境的接觸,防止吸濕、污漬滲透;提供美觀的外觀,如光澤、色彩、特殊效果(如結(jié)晶、乳濁);提高機(jī)械強(qiáng)度和耐化學(xué)腐蝕性。一個(gè)成功的釉料配方不僅需要滿(mǎn)足基本性能要求,還需考慮生產(chǎn)效率、成本效益以及環(huán)境友好性。本指南將詳細(xì)介紹從理論分析到實(shí)踐驗(yàn)證的完整配方制定流程。

**二、釉料配方的基本原則**

(一)確定釉料的基本性質(zhì)

1.**用途**:根據(jù)陶瓷產(chǎn)品的最終用途(如日用瓷、建筑瓷、藝術(shù)瓷、衛(wèi)生潔具等)確定釉料的性能要求。

***日用瓷**:要求高硬度(莫氏硬度≥6)、良好的耐候性(抗污、耐水、耐熱沖擊)、食品接觸安全(無(wú)鉛鎘溶出)、高光澤度。例如,茶杯釉料需重點(diǎn)考核熱沖擊穩(wěn)定性。

***建筑瓷**:要求耐磨性、抗凍融性(用于外墻)、耐污性。釉面磚的釉料需能承受日常刮擦和氣候變化。

***藝術(shù)瓷**:可接受特殊效果,如結(jié)晶釉、窯變釉、啞光釉等,對(duì)顏色表現(xiàn)力要求高,燒成溫度和氣氛控制精細(xì)。

***衛(wèi)生潔具**:要求高強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕(抗?jié)崕鷦?、低吸水率、無(wú)異味。

2.**坯體匹配**:釉料與坯體的化學(xué)成分、燒成溫度需協(xié)調(diào),避免因反應(yīng)不匹配導(dǎo)致開(kāi)裂、氣泡、針孔、變形等問(wèn)題。

***化學(xué)相容性**:釉料中的氧化物(如硅、鋁、鉀、鈉、鈣、硼等)與坯體中的氧化物在高溫下可能發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)(如生成低熔點(diǎn)共晶)。需通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)判斷避免。

***熱膨脹系數(shù)匹配**:釉料的熱膨脹系數(shù)(TEC)應(yīng)與坯體的熱膨脹系數(shù)接近。釉料TEC過(guò)高,在冷卻過(guò)程中易產(chǎn)生拉應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂;過(guò)低則易產(chǎn)生壓應(yīng)力,使釉面粗糙或起泡。通常,日用瓷釉料與坯體的總TEC差值控制在±3×10^-6/℃以?xún)?nèi)較為理想。

***燒成溫度**:釉料的熔融溫度應(yīng)與坯體的燒成溫度相匹配。釉料的開(kāi)始熔融溫度(SMP)應(yīng)略低于坯體的燒成溫度,以確保坯體完全燒結(jié)時(shí)釉料已開(kāi)始形成玻璃相,包裹住坯體。例如,若坯體燒成溫度為1250℃,則釉料的SMP建議控制在1220℃~1240℃。

3.**成本控制**:在滿(mǎn)足性能的前提下,選擇經(jīng)濟(jì)性好的原料,優(yōu)化配方以降低生產(chǎn)成本。

***原料選擇**:優(yōu)先選用本地化、價(jià)格合理的工業(yè)原料。例如,高嶺土用于增塑和提供網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其成本應(yīng)與球土、長(zhǎng)石等主料的經(jīng)濟(jì)性權(quán)衡。

***配方優(yōu)化**:通過(guò)調(diào)整主料比例、添加低熔點(diǎn)助熔劑(如碳酸鉀、硝酸鈉,但需注意環(huán)保和穩(wěn)定性問(wèn)題)或改性劑的比例,在保證性能的前提下降低昂貴原料(如某些特殊顏色料、高純度長(zhǎng)石)的使用量。

***工藝效率**:考慮原料的球磨細(xì)度要求、施釉方式(浸釉、噴釉、刷釉)對(duì)釉料粘度的影響,選擇合適的配方以提高生產(chǎn)效率、減少浪費(fèi)。

(二)選擇合適的釉料體系

1.**長(zhǎng)石質(zhì)釉**:以長(zhǎng)石(主要成分為硅酸鋁,如鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石)為基體,通常加入石英(提供SiO?)和硅酸鋁礦物(如高嶺土、埃洛石,提供Al?O?),適用于高溫?zé)桑ㄍǔ?200℃以上)。其優(yōu)點(diǎn)是高溫粘度低,易于流動(dòng),能形成致密、光亮的釉面。缺點(diǎn)是高溫穩(wěn)定性相對(duì)較差,對(duì)坯體匹配要求高。

***配方示例(高溫長(zhǎng)石質(zhì)釉)**:長(zhǎng)石40%-50%,石英30%-40%,高嶺土15%-25%,助熔劑(如碳酸鉀5%-10%)。

2.**硅酸鋁質(zhì)釉**:以硅酸鋁礦物(如高嶺土、埃洛石、堇青石)為主要網(wǎng)絡(luò)形成體,石英為填料,常加入少量助熔劑(如氧化鋅、硅酸鋅、磷酸鹽),適用于中溫?zé)桑?000℃~1200℃)。這類(lèi)釉料廣泛用于日用瓷,具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

***配方示例(中溫硅酸鋁質(zhì)釉)**:高嶺土40%-50%,石英20%-30%,氧化鋅5%-10%,長(zhǎng)石10%-20%,其他助熔劑和著色劑適量。

3.**硼硅酸鹽釉**:以硼砂、硼酸或含硼礦物(如硅灰石)為基,通常加入硅酸鋁礦物,適用于低溫?zé)桑?00℃以下)。這類(lèi)釉料具有乳濁效果、良好的熱穩(wěn)定性(低熱膨脹系數(shù))和化學(xué)穩(wěn)定性,常用于藝術(shù)瓷、餐具(如嬰兒餐具)、防反射鏡面等。

***配方示例(低溫硼硅酸鹽釉)**:硼砂20%-30%,硅灰石20%-30%,高嶺土30%-40%,石英10%-20%。

4.**其他體系**:如高鋁釉(高嶺土、氧化鋁比例高)、鉛釉(使用鉛化合物作為助熔劑,因環(huán)保問(wèn)題應(yīng)用減少)、低熔點(diǎn)釉(如含氟、磷的釉料,用于特殊效果或低溫快燒)等,需根據(jù)具體需求選擇。

**三、釉料配方的制定步驟**

(一)初步配方設(shè)計(jì)

1.**確定基礎(chǔ)組分**:根據(jù)釉料體系選擇主要原料,按質(zhì)量百分比初步分配比例。

***主料**:確定網(wǎng)絡(luò)形成體(如高嶺土、石英)、玻璃形成體(如長(zhǎng)石)的大致比例??赏ㄟ^(guò)查閱文獻(xiàn)或參考現(xiàn)有成熟配方進(jìn)行初始設(shè)定。例如,設(shè)計(jì)一個(gè)日用瓷中溫硅酸鋁質(zhì)釉,可初步設(shè)定高嶺土40%,石英30%,長(zhǎng)石30%。

***填料**:根據(jù)需要可加入少量填料(如滑石、硅灰石)調(diào)節(jié)收縮或成本,但通常在主料確定后調(diào)整。

2.**加入助熔劑**:根據(jù)燒成溫度添加助熔劑,調(diào)整熔融性。

***選擇助熔劑**:高溫釉常用碳酸鉀、碳酸鈉;中溫釉常用氧化鋅、硅酸鋅、磷酸鋅;低溫釉常用硼砂、硼酸??筛鶕?jù)所需熔融溫度和釉料特性選擇。

***控制添加量**:助熔劑的添加量直接影響釉料的熔融溫度和粘度。需逐步增加或調(diào)整比例進(jìn)行試配。例如,從5%開(kāi)始嘗試氧化鋅,觀察其熔融情況,若熔融溫度偏高,可適當(dāng)增加用量或更換為更有效的助熔劑。

3.**調(diào)整釉料性能**:根據(jù)需求添加改性劑(如氧化鐵、氧化錳、氧化銅、銻、鎘、鈷、鎳等金屬氧化物著色劑;二氧化鈦、氧化鋅等乳濁劑;鋰、鋯化合物等增稠劑或特殊效果劑)。

***著色劑**:按目標(biāo)顏色要求,選擇合適的金屬氧化物,并確定其在釉料中的含量范圍。需注意不同金屬氧化物的燒成溫度和相互作用。

***乳濁劑**:如二氧化鈦,添加量決定乳濁程度。過(guò)量可能導(dǎo)致釉面針孔或失透。

***其他改性劑**:如需要提高耐磨性可適量加入氧化鋁;需要降低收縮可加入莫來(lái)石原料(如藍(lán)晶石、硅線(xiàn)石);需要提高抗污性可加入納米二氧化硅。

(二)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與調(diào)整

1.**球磨混合**:

***原料準(zhǔn)備**:將稱(chēng)量好的各種原料按比例混合均勻。對(duì)于塊狀原料(如長(zhǎng)石、石英),需預(yù)先破碎至合適粒度。

***球磨工藝**:將原料與適量水(或解膠劑,如水玻璃)加入球磨機(jī)中,加入規(guī)定比例的研磨體(鋼球或陶瓷球)。球磨時(shí)間是保證細(xì)度的關(guān)鍵參數(shù),通常根據(jù)原料硬度決定,一般不少于24小時(shí)。球料比(球質(zhì)量/料質(zhì)量)和轉(zhuǎn)速也會(huì)影響球磨效果。目標(biāo)是使釉漿中所有固體顆粒通過(guò)0.05mm篩。

2.**釉漿制備**:

***細(xì)度控制**:使用篩分法或沉降儀檢測(cè)釉漿細(xì)度,確保滿(mǎn)足施釉工藝要求。細(xì)度過(guò)粗影響釉面平整度和光澤度;細(xì)度過(guò)細(xì)則易堵塞施釉設(shè)備。

***粘度調(diào)節(jié)**:釉漿的粘度影響其流動(dòng)性和施釉均勻性??赏ㄟ^(guò)調(diào)整水的加入量或加入少量增稠劑(如磷酸鹽)進(jìn)行調(diào)節(jié)。常用粘度計(jì)(如旋轉(zhuǎn)粘度計(jì))測(cè)量粘度。對(duì)于浸釉,粘度通??刂圃?0mPa·s至150mPa·s范圍內(nèi);對(duì)于噴釉,粘度需更高,約100mPa·s至300mPa·s。

***固含量**:控制釉漿中固體物質(zhì)的含量(固含量),一般日用瓷釉漿為35%~45%。固含量越高,流動(dòng)性越差,但可減少施釉次數(shù)。

3.**試燒與評(píng)價(jià)**:

***小批量試燒**:將制備好的釉漿施于素坯(或標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試坯片)上,按預(yù)定溫度曲線(xiàn)燒成。每次可制作多個(gè)試片,以供不同角度觀察。

***釉面效果評(píng)價(jià)**:

***光澤度**:使用光澤度計(jì)(如CMA型)測(cè)量釉面光澤值(光澤度)。光澤度范圍通常為70°~90°(鏡面光澤)。

***平整度**:肉眼觀察釉面是否光滑、有無(wú)波紋、縮釉、橘皮紋等缺陷。

***顏色**:觀察釉料呈現(xiàn)的顏色是否符合要求,有無(wú)雜色或燒失色。

***特殊效果**:如結(jié)晶釉,觀察晶花的大小、數(shù)量、分布是否均勻;乳濁釉觀察乳濁程度是否合適。

***物理性能測(cè)試**:

***硬度**:使用莫氏硬度計(jì)或顯微硬度計(jì)測(cè)試釉面硬度??捎糜捕柔槃澘逃悦?,觀察是否留下劃痕。日用瓷釉面硬度通常要求莫氏硬度≥5(H≥56HV)。

***耐候性測(cè)試**:

***抗污性**:將試片浸泡在茶水、咖啡、醬油等溶液中,觀察是否易污、是否易清洗。

***耐水泡**:將試片長(zhǎng)期浸泡在水中,檢查有無(wú)開(kāi)裂、脫釉現(xiàn)象。

***熱沖擊測(cè)試**:將熱態(tài)試片(如剛出爐)快速浸入冷水中,觀察有無(wú)開(kāi)裂。

***化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試**:進(jìn)行浸泡測(cè)試(如GB/T3851標(biāo)準(zhǔn),用酸、堿溶液浸泡),檢測(cè)可溶性金屬離子(如鉛、鎘)的溶出量,確保符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)(如歐盟EN14349,鉛≤0.09mg/dL,鎘≤0.005mg/dL)。

***調(diào)整配方**:根據(jù)測(cè)試結(jié)果,系統(tǒng)地調(diào)整配方組分。

*若開(kāi)裂:調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(增加高嶺土或長(zhǎng)石),優(yōu)化燒成曲線(xiàn)(降低升溫速率、適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間),調(diào)整助熔劑種類(lèi)或用量。

*若光澤差:增加石英比例,調(diào)整助熔劑種類(lèi)(如增加硼砂改善高溫流動(dòng)性),確保球磨細(xì)度足夠。

*若顏色不符:調(diào)整著色劑種類(lèi)或用量。

*若硬度不夠:增加氧化鋁含量(如加入剛玉粉)。

*若抗污性差:考慮加入納米材料或調(diào)整釉層結(jié)構(gòu)(如雙層釉)。

***重復(fù)測(cè)試**:每次調(diào)整配方后,均需重新進(jìn)行試燒和評(píng)價(jià),直至獲得滿(mǎn)意的性能組合。

(三)工業(yè)化生產(chǎn)驗(yàn)證

1.**擴(kuò)大試產(chǎn)**:在實(shí)驗(yàn)室配方基礎(chǔ)上,進(jìn)行小規(guī)模工業(yè)化試產(chǎn)(如生產(chǎn)10-50件樣品),檢測(cè)釉料在實(shí)際生產(chǎn)條件下的穩(wěn)定性。

***工藝匹配性**:驗(yàn)證釉漿在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備(如大球磨機(jī)、施釉機(jī))中的表現(xiàn),檢查是否堵塞設(shè)備、粘度是否穩(wěn)定。

***批次一致性**:生產(chǎn)多批次釉料,檢測(cè)不同批次釉料的性能(如細(xì)度、粘度、顏色)是否一致。

2.**工藝優(yōu)化**:

***施釉方式優(yōu)化**:根據(jù)施釉效果(如浸釉的掛釉均勻度、噴釉的霧化效果)調(diào)整釉漿參數(shù)(如粘度、壓力)或設(shè)備設(shè)置。

***燒成曲線(xiàn)微調(diào)**:結(jié)合實(shí)際窯爐的升溫、保溫、降溫速率,微調(diào)實(shí)驗(yàn)室確定的燒成溫度曲線(xiàn),確保釉料在最佳溫度區(qū)間熔融和結(jié)晶。

3.**成本核算**:

***原料成本**:精確計(jì)算每種原料的單價(jià)和配方用量,得到總原料成本。

***生產(chǎn)成本**:考慮能源消耗(燒成溫度、時(shí)間)、人工、設(shè)備折舊、廢品率等因素,綜合評(píng)估生產(chǎn)成本。

***優(yōu)化調(diào)整**:在保證性能的前提下,進(jìn)一步微調(diào)配方,例如用成本更低的原料替代部分昂貴原料,或調(diào)整工藝以降低能耗,實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)化。

四、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

(一)釉料開(kāi)裂

1.**原因**:

***坯釉不匹配**:釉料與坯體的熱膨脹系數(shù)(TEC)差異過(guò)大,或化學(xué)成分不兼容,在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力或化學(xué)應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂。這是最常見(jiàn)的原因。

***干燥收縮過(guò)大**:釉料層在干燥過(guò)程中收縮不均勻或總收縮量過(guò)大,超過(guò)釉料的抗拉強(qiáng)度。

***燒成溫度曲線(xiàn)不合理**:升溫速率過(guò)快導(dǎo)致坯體內(nèi)外溫差過(guò)大;保溫時(shí)間不足或過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致釉料熔融不均或過(guò)度流動(dòng);冷卻速率過(guò)快導(dǎo)致釉層與坯體產(chǎn)生巨大溫差。

***坯體缺陷**:素坯存在干裂、氣泡等缺陷,釉料覆蓋后受熱不均。

***施釉過(guò)厚**:釉層過(guò)厚,干燥收縮和燒成收縮都增大。

2.**解決方法**:

***優(yōu)化配方**:

*調(diào)整釉料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):增加骨架性原料(如高嶺土、石英)以提高強(qiáng)度和減少收縮。

*調(diào)整助熔劑種類(lèi)和用量:選擇合適的助熔劑,避免使用過(guò)多低熔點(diǎn)共晶成分。有時(shí)可嘗試加入少量高熔點(diǎn)原料(如剛玉、藍(lán)晶石)提高釉料高溫強(qiáng)度。

*選擇低熱膨脹系數(shù)的釉料體系:如需在高溫?zé)?,可考慮選用部分硼硅酸鹽釉。

***優(yōu)化燒成工藝**:

*調(diào)整燒成曲線(xiàn):采用平緩升溫(如800℃-1000℃升溫速率控制在50℃-80℃/小時(shí)),適當(dāng)延長(zhǎng)中溫保溫時(shí)間(如1000℃-1200℃保溫1-2小時(shí)),緩慢冷卻(如1000℃以下分段冷卻,500℃-300℃區(qū)間保溫)。

*確保燒成氣氛穩(wěn)定。

***優(yōu)化干燥工藝**:

*采用合理的干燥程序:先低溫慢干,再逐步升溫,避免急干??煞蛛A段控制干燥溫度和時(shí)間。

*確保坯體在施釉前完全干燥。

***改善坯體質(zhì)量**:選用收縮率小、均勻的坯料,優(yōu)化坯料配方和成型工藝。

***控制施釉厚度**:通過(guò)施釉工藝(如調(diào)整浸釉深度、噴釉壓力和距離)控制釉層厚度在合理范圍。

(二)釉面缺陷

1.**原因**:

***針孔(Pinholes)**:釉料中存在過(guò)多未燃盡的有機(jī)物(如球磨時(shí)加入的解膠劑殘留)、原料夾帶氣體、或釉料在高溫快速熔融時(shí)氣體來(lái)不及排出。

***氣泡(Bubbles)**:坯體中存在氣泡,在燒成時(shí)被釉料液包裹無(wú)法逸出;或釉料本身含有易分解產(chǎn)生氣體的物質(zhì)(如某些著色劑、有機(jī)物)。

***縮釉(ShrinkageCracks)**:釉層干燥或燒成時(shí)收縮過(guò)大,導(dǎo)致釉層局部塌陷或開(kāi)裂。通常發(fā)生在施釉過(guò)厚、釉料粘度過(guò)高或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過(guò)弱的釉料中。

***橘皮紋(OrangePeel)**:釉層表面不平整,呈現(xiàn)類(lèi)似橘子皮的外觀。通常由釉料粘度過(guò)高、施釉厚度不均、燒成時(shí)釉料流動(dòng)不均或冷卻過(guò)快引起。

***波紋(Waviness)**:釉層表面呈現(xiàn)波浪狀起伏。通常由燒成過(guò)程中釉料液面受熱不均導(dǎo)致流動(dòng)或揮發(fā)不均引起。

***流釉(Crawling)**:釉層在燒成時(shí)向坯體邊緣流動(dòng),導(dǎo)致中心留有干坯暴露。通常由釉料與坯體表面潤(rùn)濕性差引起。

***失透(LackofTransparency)**:釉料呈現(xiàn)渾濁狀態(tài),缺乏光澤。通常由球磨細(xì)度不夠、乳濁劑(如TiO?)添加過(guò)量或種類(lèi)不當(dāng)、或含有過(guò)多未熔融的雜質(zhì)顆粒引起。

2.**解決方法**:

***針孔**:

*提高釉漿細(xì)度:確保所有固體顆粒通過(guò)0.05mm篩。

*嚴(yán)格控制球磨時(shí)間,避免解膠劑殘留過(guò)多。

*選用高純度、低氣孔率的原料。

*適當(dāng)降低釉料熔融溫度(如適當(dāng)減少助熔劑用量),延長(zhǎng)熔融時(shí)間讓氣體充分排出。

***氣泡**:

*嚴(yán)格控制素坯質(zhì)量,減少坯體氣孔。

*燒成前對(duì)素坯進(jìn)行充分的干燥。

*調(diào)整釉料配方,避免使用易分解產(chǎn)生氣體的組分。

*優(yōu)化燒成氣氛,確保坯體中的CO等氣體能充分燃燒。

***縮釉**:

*控制施釉厚度:通過(guò)工藝調(diào)整或使用助流劑(如少量氟化物,但需注意環(huán)保和穩(wěn)定性)。

*增強(qiáng)釉料強(qiáng)度:增加高嶺土、石英比例,選擇合適的助熔劑。

*優(yōu)化干燥工藝:采用分階段、低溫慢干的干燥曲線(xiàn)。

***橘皮紋**:

*降低釉料粘度:通過(guò)調(diào)整配方(如增加填料)或加入適量增稠劑。

*確保施釉均勻。

*優(yōu)化燒成曲線(xiàn),避免釉料在高溫區(qū)間流動(dòng)過(guò)快。

***波紋**:

*確保燒成爐內(nèi)溫度均勻。

*調(diào)整燒成氣氛,避免氧化氣氛過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致釉料揮發(fā)不均。

***流釉**:

*提高釉料與坯體的潤(rùn)濕性:可在釉料中添加少量促進(jìn)潤(rùn)濕的助劑(如有機(jī)溶劑,但需考慮環(huán)保和清洗問(wèn)題)或調(diào)整配方。

*確保素坯表面干燥清潔。

***失透**:

*提高球磨細(xì)度至要求標(biāo)準(zhǔn)。

*適量添加乳濁劑,避免過(guò)量。

*選用高純度、無(wú)雜質(zhì)的原料。

五、總結(jié)

制定陶瓷釉料配方是一個(gè)系統(tǒng)性的工程,涉及對(duì)材料科學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)以及工藝學(xué)的綜合應(yīng)用。成功的釉料配方不僅需要滿(mǎn)足產(chǎn)品在裝飾性、功能性方面的要求,還需考慮與坯體的匹配性、生產(chǎn)成本以及環(huán)境影響。本指南提供的方法論框架,從初步配方設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試驗(yàn)證到工業(yè)化生產(chǎn)調(diào)整,為釉料配方的制定提供了一個(gè)邏輯清晰、操作性強(qiáng)的流程。在實(shí)際工作中,還需要不斷積累經(jīng)驗(yàn),關(guān)注原料性能的波動(dòng)、工藝條件的微小變化,靈活調(diào)整和優(yōu)化配方,才能最終獲得穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的陶瓷釉料。持續(xù)的實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)是提升釉料配方水平的關(guān)鍵。

一、概述

陶瓷釉料是覆蓋在陶瓷坯體表面的玻璃質(zhì)薄層,在燒成過(guò)程中形成連續(xù)、光滑、致密的表面層,具有裝飾性、保護(hù)性等功能。制定合理的釉料配方對(duì)于陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和成本至關(guān)重要。本指南旨在提供一套系統(tǒng)性的方法,幫助生產(chǎn)者和研究者科學(xué)地制定陶瓷釉料配方。

二、釉料配方的基本原則

(一)確定釉料的基本性質(zhì)

1.**用途**:根據(jù)陶瓷產(chǎn)品的最終用途(如日用瓷、建筑瓷、藝術(shù)瓷等)確定釉料的性能要求,如光澤度、硬度、耐化學(xué)性、熱穩(wěn)定性等。

2.**坯體匹配**:釉料與坯體的化學(xué)成分、燒成溫度需協(xié)調(diào),避免因反應(yīng)不匹配導(dǎo)致開(kāi)裂、氣泡等問(wèn)題。

3.**成本控制**:在滿(mǎn)足性能的前提下,選擇經(jīng)濟(jì)性好的原料,優(yōu)化配方以降低生產(chǎn)成本。

(二)選擇合適的釉料體系

1.**長(zhǎng)石質(zhì)釉**:以長(zhǎng)石為基體,適用于高溫?zé)桑?200℃以上),具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和光澤度。

2.**硅酸鋁質(zhì)釉**:以硅酸鋁礦物(如石英、高嶺土)為主,適用于中溫?zé)桑?000℃~1200℃),適用于日用瓷。

3.**硼硅酸鹽釉**:以硼砂、硅酸鹽為基,適用于低溫?zé)桑?00℃以下),具有乳濁效果,常用于藝術(shù)瓷。

三、釉料配方的制定步驟

(一)初步配方設(shè)計(jì)

1.**確定基礎(chǔ)組分**:根據(jù)釉料體系選擇主要原料,如長(zhǎng)石、石英、硅酸鋁等,按質(zhì)量百分比初步分配比例(如長(zhǎng)石40%、石英30%、硅酸鋁30%)。

2.**加入助熔劑**:根據(jù)燒成溫度添加助熔劑(如碳酸鉀、氧化鋅),調(diào)整熔融性(如長(zhǎng)石質(zhì)釉可添加5%~10%的碳酸鉀)。

3.**調(diào)整釉料性能**:根據(jù)需求添加改性劑(如氧化鐵、氧化錳)以控制光澤度、顏色等。

(二)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與調(diào)整

1.**球磨混合**:將原料按比例混合后球磨,確保顆粒均勻分散,避免團(tuán)聚。

2.**釉漿制備**:控制釉漿的細(xì)度(一般小于0.05mm)和粘度(如固含量40%~50%),確保施釉均勻。

3.**試燒與評(píng)價(jià)**:

(1)小批量試燒,記錄燒成溫度、釉面效果(如光澤度、平整度)。

(2)測(cè)試物理性能(如硬度可通過(guò)劃痕法評(píng)估,莫氏硬度≥5為宜)。

(3)調(diào)整配方:若出現(xiàn)開(kāi)裂、氣泡等問(wèn)題,需優(yōu)化原料比例或增加助熔劑/改性劑。

(三)工業(yè)化生產(chǎn)驗(yàn)證

1.**擴(kuò)大試產(chǎn)**:在實(shí)驗(yàn)室配方基礎(chǔ)上,進(jìn)行小規(guī)模工業(yè)化試產(chǎn),檢測(cè)釉料穩(wěn)定性。

2.**工藝優(yōu)化**:根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備(如噴霧干燥、浸釉設(shè)備)調(diào)整釉漿的流動(dòng)性(如調(diào)整粘度參數(shù))。

3.**成本核算**:核算原料成本,對(duì)比市場(chǎng)價(jià)格,進(jìn)一步優(yōu)化配方以降低生產(chǎn)成本。

四、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

(一)釉料開(kāi)裂

1.**原因**:坯釉膨脹系數(shù)不匹配、干燥收縮過(guò)大、燒成溫度曲線(xiàn)不合理。

2.**解決方法**:

(1)調(diào)整釉料配方,增加高嶺土等骨架性原料。

(2)優(yōu)化燒成曲線(xiàn),采用分段升溫(如800℃~1000℃保溫1小時(shí))。

(二)釉面缺陷

1.**原因**:原料雜質(zhì)、球磨不充分、施釉厚度不均。

2.**解決方法**:

(1)選擇高純度原料,避免使用含鐵量高的石英。

(2)延長(zhǎng)球磨時(shí)間(如至24小時(shí)),確保釉漿細(xì)膩。

(3)控制施釉厚度(如日用瓷施釉厚度0.1mm~0.3mm)。

五、總結(jié)

制定陶瓷釉料配方需綜合考慮產(chǎn)品用途、坯體匹配、成本控制等因素,通過(guò)系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與調(diào)整,最終獲得性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的配方。本指南提供的方法可適用于大多數(shù)陶瓷釉料配方的設(shè)計(jì),但實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)具體需求靈活調(diào)整。

**一、概述**

陶瓷釉料是覆蓋在陶瓷坯體表面的玻璃質(zhì)薄層,在燒成過(guò)程中形成連續(xù)、光滑、致密的表面層,具有裝飾性、保護(hù)性等功能。制定合理的釉料配方對(duì)于陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和成本至關(guān)重要。本指南旨在提供一套系統(tǒng)性的方法,幫助生產(chǎn)者和研究者科學(xué)地制定陶瓷釉料配方。釉料的主要功能包括:隔絕坯體與外界環(huán)境的接觸,防止吸濕、污漬滲透;提供美觀的外觀,如光澤、色彩、特殊效果(如結(jié)晶、乳濁);提高機(jī)械強(qiáng)度和耐化學(xué)腐蝕性。一個(gè)成功的釉料配方不僅需要滿(mǎn)足基本性能要求,還需考慮生產(chǎn)效率、成本效益以及環(huán)境友好性。本指南將詳細(xì)介紹從理論分析到實(shí)踐驗(yàn)證的完整配方制定流程。

**二、釉料配方的基本原則**

(一)確定釉料的基本性質(zhì)

1.**用途**:根據(jù)陶瓷產(chǎn)品的最終用途(如日用瓷、建筑瓷、藝術(shù)瓷、衛(wèi)生潔具等)確定釉料的性能要求。

***日用瓷**:要求高硬度(莫氏硬度≥6)、良好的耐候性(抗污、耐水、耐熱沖擊)、食品接觸安全(無(wú)鉛鎘溶出)、高光澤度。例如,茶杯釉料需重點(diǎn)考核熱沖擊穩(wěn)定性。

***建筑瓷**:要求耐磨性、抗凍融性(用于外墻)、耐污性。釉面磚的釉料需能承受日常刮擦和氣候變化。

***藝術(shù)瓷**:可接受特殊效果,如結(jié)晶釉、窯變釉、啞光釉等,對(duì)顏色表現(xiàn)力要求高,燒成溫度和氣氛控制精細(xì)。

***衛(wèi)生潔具**:要求高強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕(抗?jié)崕鷦?、低吸水率、無(wú)異味。

2.**坯體匹配**:釉料與坯體的化學(xué)成分、燒成溫度需協(xié)調(diào),避免因反應(yīng)不匹配導(dǎo)致開(kāi)裂、氣泡、針孔、變形等問(wèn)題。

***化學(xué)相容性**:釉料中的氧化物(如硅、鋁、鉀、鈉、鈣、硼等)與坯體中的氧化物在高溫下可能發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)(如生成低熔點(diǎn)共晶)。需通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)判斷避免。

***熱膨脹系數(shù)匹配**:釉料的熱膨脹系數(shù)(TEC)應(yīng)與坯體的熱膨脹系數(shù)接近。釉料TEC過(guò)高,在冷卻過(guò)程中易產(chǎn)生拉應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂;過(guò)低則易產(chǎn)生壓應(yīng)力,使釉面粗糙或起泡。通常,日用瓷釉料與坯體的總TEC差值控制在±3×10^-6/℃以?xún)?nèi)較為理想。

***燒成溫度**:釉料的熔融溫度應(yīng)與坯體的燒成溫度相匹配。釉料的開(kāi)始熔融溫度(SMP)應(yīng)略低于坯體的燒成溫度,以確保坯體完全燒結(jié)時(shí)釉料已開(kāi)始形成玻璃相,包裹住坯體。例如,若坯體燒成溫度為1250℃,則釉料的SMP建議控制在1220℃~1240℃。

3.**成本控制**:在滿(mǎn)足性能的前提下,選擇經(jīng)濟(jì)性好的原料,優(yōu)化配方以降低生產(chǎn)成本。

***原料選擇**:優(yōu)先選用本地化、價(jià)格合理的工業(yè)原料。例如,高嶺土用于增塑和提供網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其成本應(yīng)與球土、長(zhǎng)石等主料的經(jīng)濟(jì)性權(quán)衡。

***配方優(yōu)化**:通過(guò)調(diào)整主料比例、添加低熔點(diǎn)助熔劑(如碳酸鉀、硝酸鈉,但需注意環(huán)保和穩(wěn)定性問(wèn)題)或改性劑的比例,在保證性能的前提下降低昂貴原料(如某些特殊顏色料、高純度長(zhǎng)石)的使用量。

***工藝效率**:考慮原料的球磨細(xì)度要求、施釉方式(浸釉、噴釉、刷釉)對(duì)釉料粘度的影響,選擇合適的配方以提高生產(chǎn)效率、減少浪費(fèi)。

(二)選擇合適的釉料體系

1.**長(zhǎng)石質(zhì)釉**:以長(zhǎng)石(主要成分為硅酸鋁,如鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石)為基體,通常加入石英(提供SiO?)和硅酸鋁礦物(如高嶺土、埃洛石,提供Al?O?),適用于高溫?zé)桑ㄍǔ?200℃以上)。其優(yōu)點(diǎn)是高溫粘度低,易于流動(dòng),能形成致密、光亮的釉面。缺點(diǎn)是高溫穩(wěn)定性相對(duì)較差,對(duì)坯體匹配要求高。

***配方示例(高溫長(zhǎng)石質(zhì)釉)**:長(zhǎng)石40%-50%,石英30%-40%,高嶺土15%-25%,助熔劑(如碳酸鉀5%-10%)。

2.**硅酸鋁質(zhì)釉**:以硅酸鋁礦物(如高嶺土、埃洛石、堇青石)為主要網(wǎng)絡(luò)形成體,石英為填料,常加入少量助熔劑(如氧化鋅、硅酸鋅、磷酸鹽),適用于中溫?zé)桑?000℃~1200℃)。這類(lèi)釉料廣泛用于日用瓷,具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

***配方示例(中溫硅酸鋁質(zhì)釉)**:高嶺土40%-50%,石英20%-30%,氧化鋅5%-10%,長(zhǎng)石10%-20%,其他助熔劑和著色劑適量。

3.**硼硅酸鹽釉**:以硼砂、硼酸或含硼礦物(如硅灰石)為基,通常加入硅酸鋁礦物,適用于低溫?zé)桑?00℃以下)。這類(lèi)釉料具有乳濁效果、良好的熱穩(wěn)定性(低熱膨脹系數(shù))和化學(xué)穩(wěn)定性,常用于藝術(shù)瓷、餐具(如嬰兒餐具)、防反射鏡面等。

***配方示例(低溫硼硅酸鹽釉)**:硼砂20%-30%,硅灰石20%-30%,高嶺土30%-40%,石英10%-20%。

4.**其他體系**:如高鋁釉(高嶺土、氧化鋁比例高)、鉛釉(使用鉛化合物作為助熔劑,因環(huán)保問(wèn)題應(yīng)用減少)、低熔點(diǎn)釉(如含氟、磷的釉料,用于特殊效果或低溫快燒)等,需根據(jù)具體需求選擇。

**三、釉料配方的制定步驟**

(一)初步配方設(shè)計(jì)

1.**確定基礎(chǔ)組分**:根據(jù)釉料體系選擇主要原料,按質(zhì)量百分比初步分配比例。

***主料**:確定網(wǎng)絡(luò)形成體(如高嶺土、石英)、玻璃形成體(如長(zhǎng)石)的大致比例??赏ㄟ^(guò)查閱文獻(xiàn)或參考現(xiàn)有成熟配方進(jìn)行初始設(shè)定。例如,設(shè)計(jì)一個(gè)日用瓷中溫硅酸鋁質(zhì)釉,可初步設(shè)定高嶺土40%,石英30%,長(zhǎng)石30%。

***填料**:根據(jù)需要可加入少量填料(如滑石、硅灰石)調(diào)節(jié)收縮或成本,但通常在主料確定后調(diào)整。

2.**加入助熔劑**:根據(jù)燒成溫度添加助熔劑,調(diào)整熔融性。

***選擇助熔劑**:高溫釉常用碳酸鉀、碳酸鈉;中溫釉常用氧化鋅、硅酸鋅、磷酸鋅;低溫釉常用硼砂、硼酸??筛鶕?jù)所需熔融溫度和釉料特性選擇。

***控制添加量**:助熔劑的添加量直接影響釉料的熔融溫度和粘度。需逐步增加或調(diào)整比例進(jìn)行試配。例如,從5%開(kāi)始嘗試氧化鋅,觀察其熔融情況,若熔融溫度偏高,可適當(dāng)增加用量或更換為更有效的助熔劑。

3.**調(diào)整釉料性能**:根據(jù)需求添加改性劑(如氧化鐵、氧化錳、氧化銅、銻、鎘、鈷、鎳等金屬氧化物著色劑;二氧化鈦、氧化鋅等乳濁劑;鋰、鋯化合物等增稠劑或特殊效果劑)。

***著色劑**:按目標(biāo)顏色要求,選擇合適的金屬氧化物,并確定其在釉料中的含量范圍。需注意不同金屬氧化物的燒成溫度和相互作用。

***乳濁劑**:如二氧化鈦,添加量決定乳濁程度。過(guò)量可能導(dǎo)致釉面針孔或失透。

***其他改性劑**:如需要提高耐磨性可適量加入氧化鋁;需要降低收縮可加入莫來(lái)石原料(如藍(lán)晶石、硅線(xiàn)石);需要提高抗污性可加入納米二氧化硅。

(二)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與調(diào)整

1.**球磨混合**:

***原料準(zhǔn)備**:將稱(chēng)量好的各種原料按比例混合均勻。對(duì)于塊狀原料(如長(zhǎng)石、石英),需預(yù)先破碎至合適粒度。

***球磨工藝**:將原料與適量水(或解膠劑,如水玻璃)加入球磨機(jī)中,加入規(guī)定比例的研磨體(鋼球或陶瓷球)。球磨時(shí)間是保證細(xì)度的關(guān)鍵參數(shù),通常根據(jù)原料硬度決定,一般不少于24小時(shí)。球料比(球質(zhì)量/料質(zhì)量)和轉(zhuǎn)速也會(huì)影響球磨效果。目標(biāo)是使釉漿中所有固體顆粒通過(guò)0.05mm篩。

2.**釉漿制備**:

***細(xì)度控制**:使用篩分法或沉降儀檢測(cè)釉漿細(xì)度,確保滿(mǎn)足施釉工藝要求。細(xì)度過(guò)粗影響釉面平整度和光澤度;細(xì)度過(guò)細(xì)則易堵塞施釉設(shè)備。

***粘度調(diào)節(jié)**:釉漿的粘度影響其流動(dòng)性和施釉均勻性。可通過(guò)調(diào)整水的加入量或加入少量增稠劑(如磷酸鹽)進(jìn)行調(diào)節(jié)。常用粘度計(jì)(如旋轉(zhuǎn)粘度計(jì))測(cè)量粘度。對(duì)于浸釉,粘度通??刂圃?0mPa·s至150mPa·s范圍內(nèi);對(duì)于噴釉,粘度需更高,約100mPa·s至300mPa·s。

***固含量**:控制釉漿中固體物質(zhì)的含量(固含量),一般日用瓷釉漿為35%~45%。固含量越高,流動(dòng)性越差,但可減少施釉次數(shù)。

3.**試燒與評(píng)價(jià)**:

***小批量試燒**:將制備好的釉漿施于素坯(或標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試坯片)上,按預(yù)定溫度曲線(xiàn)燒成。每次可制作多個(gè)試片,以供不同角度觀察。

***釉面效果評(píng)價(jià)**:

***光澤度**:使用光澤度計(jì)(如CMA型)測(cè)量釉面光澤值(光澤度)。光澤度范圍通常為70°~90°(鏡面光澤)。

***平整度**:肉眼觀察釉面是否光滑、有無(wú)波紋、縮釉、橘皮紋等缺陷。

***顏色**:觀察釉料呈現(xiàn)的顏色是否符合要求,有無(wú)雜色或燒失色。

***特殊效果**:如結(jié)晶釉,觀察晶花的大小、數(shù)量、分布是否均勻;乳濁釉觀察乳濁程度是否合適。

***物理性能測(cè)試**:

***硬度**:使用莫氏硬度計(jì)或顯微硬度計(jì)測(cè)試釉面硬度??捎糜捕柔槃澘逃悦?,觀察是否留下劃痕。日用瓷釉面硬度通常要求莫氏硬度≥5(H≥56HV)。

***耐候性測(cè)試**:

***抗污性**:將試片浸泡在茶水、咖啡、醬油等溶液中,觀察是否易污、是否易清洗。

***耐水泡**:將試片長(zhǎng)期浸泡在水中,檢查有無(wú)開(kāi)裂、脫釉現(xiàn)象。

***熱沖擊測(cè)試**:將熱態(tài)試片(如剛出爐)快速浸入冷水中,觀察有無(wú)開(kāi)裂。

***化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試**:進(jìn)行浸泡測(cè)試(如GB/T3851標(biāo)準(zhǔn),用酸、堿溶液浸泡),檢測(cè)可溶性金屬離子(如鉛、鎘)的溶出量,確保符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)(如歐盟EN14349,鉛≤0.09mg/dL,鎘≤0.005mg/dL)。

***調(diào)整配方**:根據(jù)測(cè)試結(jié)果,系統(tǒng)地調(diào)整配方組分。

*若開(kāi)裂:調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(增加高嶺土或長(zhǎng)石),優(yōu)化燒成曲線(xiàn)(降低升溫速率、適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間),調(diào)整助熔劑種類(lèi)或用量。

*若光澤差:增加石英比例,調(diào)整助熔劑種類(lèi)(如增加硼砂改善高溫流動(dòng)性),確保球磨細(xì)度足夠。

*若顏色不符:調(diào)整著色劑種類(lèi)或用量。

*若硬度不夠:增加氧化鋁含量(如加入剛玉粉)。

*若抗污性差:考慮加入納米材料或調(diào)整釉層結(jié)構(gòu)(如雙層釉)。

***重復(fù)測(cè)試**:每次調(diào)整配方后,均需重新進(jìn)行試燒和評(píng)價(jià),直至獲得滿(mǎn)意的性能組合。

(三)工業(yè)化生產(chǎn)驗(yàn)證

1.**擴(kuò)大試產(chǎn)**:在實(shí)驗(yàn)室配方基礎(chǔ)上,進(jìn)行小規(guī)模工業(yè)化試產(chǎn)(如生產(chǎn)10-50件樣品),檢測(cè)釉料在實(shí)際生產(chǎn)條件下的穩(wěn)定性。

***工藝匹配性**:驗(yàn)證釉漿在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備(如大球磨機(jī)、施釉機(jī))中的表現(xiàn),檢查是否堵塞設(shè)備、粘度是否穩(wěn)定。

***批次一致性**:生產(chǎn)多批次釉料,檢測(cè)不同批次釉料的性能(如細(xì)度、粘度、顏色)是否一致。

2.**工藝優(yōu)化**:

***施釉方式優(yōu)化**:根據(jù)施釉效果(如浸釉的掛釉均勻度、噴釉的霧化效果)調(diào)整釉漿參數(shù)(如粘度、壓力)或設(shè)備設(shè)置。

***燒成曲線(xiàn)微調(diào)**:結(jié)合實(shí)際窯爐的升溫、保溫、降溫速率,微調(diào)實(shí)驗(yàn)室確定的燒成溫度曲線(xiàn),確保釉料在最佳溫度區(qū)間熔融和結(jié)晶。

3.**成本核算**:

***原料成本**:精確計(jì)算每種原料的單價(jià)和配方用量,得到總原料成本。

***生產(chǎn)成本**:考慮能源消耗(燒成溫度、時(shí)間)、人工、設(shè)備折舊、廢品率等因素,綜合評(píng)估生產(chǎn)成本。

***優(yōu)化調(diào)整**:在保證性能的前提下,進(jìn)一步微調(diào)配方,例如用成本更低的原料替代部分昂貴原料,或調(diào)整工藝以降低能耗,實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)化。

四、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

(一)釉料開(kāi)裂

1.**原因**:

***坯釉不匹配**:釉料與坯體的熱膨脹系數(shù)(TEC)差異過(guò)大,或化學(xué)成分不兼容,在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力或化學(xué)應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂。這是最常見(jiàn)的原因。

***干燥收縮過(guò)大**:釉料層在干燥過(guò)程中收縮不均勻或總收縮量過(guò)大,超過(guò)釉料的抗拉強(qiáng)度。

***燒成溫度曲線(xiàn)不合理**:升溫速率過(guò)快導(dǎo)致坯體內(nèi)外溫差過(guò)大;保溫時(shí)間不足或過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致釉料熔融不均或過(guò)度流動(dòng);冷卻速率過(guò)快導(dǎo)致釉層與坯體產(chǎn)生巨大溫差。

***坯體缺陷**:素坯存在干裂、氣泡等缺陷,釉料覆蓋后受熱不均。

***施釉過(guò)厚**:釉層過(guò)厚,干燥收縮和燒成收縮都增大。

2.**解決方法**:

***優(yōu)化配方**:

*調(diào)整釉料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):增加骨架性原料(如高嶺土、石英)以提高強(qiáng)度和減少收縮。

*調(diào)整助熔劑種類(lèi)和用量:選擇合適的助熔劑,避免使用過(guò)多低熔點(diǎn)共晶成分。有時(shí)可嘗試加入少量高熔點(diǎn)原料(如剛玉、藍(lán)晶石)提高釉料高溫強(qiáng)度。

*選擇低熱膨脹系數(shù)的釉料體系:如需在高溫?zé)?,可考慮選用部分硼硅酸鹽釉。

***優(yōu)化燒成工藝**:

*調(diào)整燒成曲線(xiàn):采用平緩升溫(如800℃-1000℃升溫速率控制在50℃-80℃/小時(shí)),適當(dāng)延長(zhǎng)中溫保溫時(shí)間(如1000℃-1200℃保溫1-2小時(shí)),緩慢冷卻(如1000℃以下分段冷卻,50

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