日用瓷中溫?zé)傻呐饔耘浞窖兄?/h1>
2009-12-31 00:00:00丘昭標(biāo)
佛山陶瓷 2009年7期
摘要為了降低日用瓷的燒成溫度，本文重點研究了實現(xiàn)日用瓷中溫?zé)傻呐饔耘浞?。通過在坯料中加入礦化劑、在釉料中加入多組元熔劑，使瓷器燒成溫度降低到1230～1250℃，目前該工藝已投入生產(chǎn)應(yīng)用；產(chǎn)品理化性能達(dá)到普通日用細(xì)瓷的標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞日用瓷，中溫?zé)?，坯釉配?/p>
1前 言
當(dāng)前大埔生產(chǎn)的日用陶瓷的燒成溫度普遍在1300～1350℃，據(jù)測算，燒成成本占生產(chǎn)總成本的40%～45%，所占比例之大是制約經(jīng)濟效益提高的最大障礙。中溫?zé)稍诮ㄖl(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中已取得了可喜的成效，但日用瓷器的生產(chǎn)卻仍處于高耗能狀態(tài)。近年來，有些企業(yè)在降低燒成溫度方面不斷進(jìn)行研究，但真正投入生產(chǎn)的企業(yè)為數(shù)不多且收效甚微。本試驗通過精選原料并合理調(diào)整配方，研制出適應(yīng)1230～1250℃燒成的坯料及生料釉，獲得瓷質(zhì)細(xì)膩、釉面光澤透明，釉下色彩鮮艷的日用瓷產(chǎn)品。應(yīng)用中溫1230～1250℃燒成工藝，能實現(xiàn)節(jié)能降耗減排的目的，既延長窯具材料的使用壽命，又提高了經(jīng)濟效益和社會效益。
2試驗過程
2.1 坯釉用原料的選擇及化學(xué)組成
按中溫快燒的工藝要求選擇所需原料，選擇試驗用料時應(yīng)考慮以下因素：
（1） 原料中要有較多的助熔成分，熱性質(zhì)要求穩(wěn)定，有機物及燒失量應(yīng)盡量?。?/p>
（2） 原料要有廣泛的代表性，資源豐富，來源容易；
（3） 充分利用附近原料，引入新材料對傳統(tǒng)配方進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。本試驗所選原料的名稱及化學(xué)組成見表1。
2.2 坯釉配方的研究試驗
2.2.1 坯用原料的選擇及配方研制
中溫?zé)傻呐黧w其物理化學(xué)性能要求與傳統(tǒng)高溫坯料大體相同，要有較高的可塑性、足夠的干坯強度，以減少生坯在干燥、修坯、上彩、施釉等搬運過程中出現(xiàn)的半成品破損，并且要有較小的干燥收縮和燒成收縮，以防止變形，要有較寬的成瓷范圍（因中溫坯料組成中熔劑成份較高、燒結(jié)范圍較窄）以利于燒成控制，同時還需考慮來源、成本及質(zhì)量等問題，選用本地高嶺土淘洗泥、紫金瓷土、豐順單竹土、松水長石及其它助熔劑等。中溫快燒工藝在相對較短的時間內(nèi)（約7.5h）燒結(jié)，為滿足制品的性能要求，要求坯體能在預(yù)設(shè)的燒成溫度下產(chǎn)生具有一定粘度的液相，液相形成的量是由坯料中熔劑種類和含量所決定的。因此，選擇熔融溫度低、粘度相對大，隨溫度變化緩慢且能促進(jìn)坯體瓷化的綜合性熔劑是合理配方的關(guān)鍵。在坯料中加入適量的礦化劑，使坯體能在較低的溫度下產(chǎn)生液相，提前燒結(jié)，擴大成瓷范圍。經(jīng)過反復(fù)試驗調(diào)整，優(yōu)選出P707#坯料的配方見如表2，其化學(xué)組成見表3。
2.2.2 坯料的制備工藝流程
機碓淘洗→配料球磨→入池混合攪拌→過篩除鐵→壓濾→練泥→成品坯料
2.2.3 坯料的主要工藝參數(shù)
按配方稱料、球磨，料:球:水(wt%)=1:2:0.6
球磨運行水份：37.5%
減水劑：2‰～3‰
250目篩余：0.1% ～0.3%
可塑性指標(biāo)：Ⅱ=1.4cm×3.6kg=5.04(泥料相應(yīng)含水率為27%)
干燥收縮率L干=6.2%；燒成收縮率L燒=10.87%;總收縮率L總=16.4%
總收縮率與高溫瓷坯料相當(dāng)，所以無需改變模具尺寸，直接按原生產(chǎn)用模具組織生產(chǎn)。
2.3 釉用原料的選擇及配方研制
釉料是覆蓋在瓷器表面的一層非均態(tài)玻璃物質(zhì)，它應(yīng)具有適合坯體燒成的熔融溫度范圍，熔化后流動性好，光澤透明、白度好，具有與坯體相匹配的膨脹系數(shù)。根據(jù)相平衡理論，在一個特定系統(tǒng)中每增加一堿性組元，該系統(tǒng)出現(xiàn)液相的溫度則隨之降低，在同一組元里同時引入多種堿性成分，使其低共融點向低溫方向移動，降低其熔融時粘度，此時膨脹系數(shù)也較小。本試驗所用的是生料釉，生產(chǎn)工藝簡單、成本較低，為了滿足工藝及制品的要求，確定選用鉀鈉混合長石、燒滑石、優(yōu)質(zhì)高嶺土、鋰瓷石、工業(yè)氧化鋅、碳酸鋇等復(fù)合熔劑配方而成，經(jīng)過反復(fù)試驗，優(yōu)選出的中溫快燒生料釉Y707#配方見表4，釉料的化學(xué)組成見表5。
2.3.1 生產(chǎn)工藝流程
配料→球磨→檢測→過篩除鐵→成品釉
2.3.2釉漿的主要工藝參數(shù)
料:球:水(wt%)=1:1.8～2:0.65
球磨運行水份：37.5%
250目篩余0.04～0.05%
3成形、彩繪、施釉
該試驗的泥料成形工藝性能好、可塑性高，適合正常生產(chǎn)的操作技術(shù)要求。
彩繪用顏色料仍可采用高溫?zé)捎昧?，不需改變配方，直接?yīng)用于中溫還原燒成，燒后色澤與高溫?zé)蟊容^，呈色鮮艷而且均勻穩(wěn)定。
施釉時釉漿濃度的調(diào)節(jié)應(yīng)依施釉方法不同而異，用于浸釉時應(yīng)控制在38～42°Be；噴釉時應(yīng)控制在48～55°Be；淋釉時應(yīng)控制在35～40°Be。生產(chǎn)過程中應(yīng)防止釉層過厚，保證坯釉結(jié)合良好。
4燒成工藝
燒成工藝的控制應(yīng)按液化氣梭式窯的常規(guī)操作進(jìn)行：
從室溫～950℃:氧化氣氛操作
950℃～1200℃:強還原或中強還原氣氛操作
1200℃～1250℃或止火溫度:弱還原或中性焰操作
升溫速度與高溫?zé)傻纳a(chǎn)控制基本相同，燒成時間約7.5h，比高溫1350℃燒成縮短約4h，其燒成曲線如圖所示（燒成控制用三角錐的測定數(shù)值與熱電偶測溫表的測定數(shù)值有10℃誤差）。
4.1 產(chǎn)品性能
經(jīng)測定，產(chǎn)品的主要指標(biāo)如下：
熱穩(wěn)定性：180℃～20℃水冷三次不裂
吸水率：＜0.15%
白 度：68%
外觀質(zhì)量：制品在中溫1230℃～1250℃下還原燒成，胎體致密瓷化程度好，外觀潔白半透明，釉面光澤透明，熱穩(wěn)定性好，釉下彩色呈色鮮艷、均勻穩(wěn)定。制品器型規(guī)整且頗具玉感，具有大埔傳統(tǒng)青花瓷器的特點。
5總 結(jié)
（1） 本試驗采用礦化劑及多元熔劑并控制各熔劑的組分比例，研制出1250℃左右燒成的瓷器坯料，并成功研制出與坯體合理匹配，不含鉛鎘的優(yōu)質(zhì)中溫?zé)缮嫌浴Ｔ先〔姆奖?，工藝簡單可行；制品理化性能達(dá)到普通日用細(xì)瓷的標(biāo)準(zhǔn)。
（2） 總收縮率在16%左右，與高溫?zé)煽偸湛s率相當(dāng)，不需更改模具尺寸即可直接生產(chǎn)。
（3） 釉下、釉中彩青花色劑，按原高溫使用進(jìn)行配料，不需改變顏料的配方，呈色鮮艷、均勻、穩(wěn)定。
（4） 燒成周期縮短，提高了生產(chǎn)效率，并且延長了窯具材料的使用壽命。經(jīng)百興陶瓷工藝廠、三和陶瓷實業(yè)公司的生產(chǎn)應(yīng)用，節(jié)能達(dá)33.3%，綜合節(jié)能效果顯著，推廣前景廣闊。
參考文獻(xiàn)
[1] 華南工學(xué)院等編著.陶瓷工藝學(xué)[M].
[2] 張忠銘編.日用陶瓷原料的分析與坯釉配方[M].
[3] 章秦娟，羅要菊.復(fù)合礦化劑降低陶瓷燒成溫度的試驗研
究[J].中國陶瓷，1998，1.
摘要為了降低日用瓷的燒成溫度，本文重點研究了實現(xiàn)日用瓷中溫?zé)傻呐饔耘浞?。通過在坯料中加入礦化劑、在釉料中加入多組元熔劑，使瓷器燒成溫度降低到1230～1250℃，目前該工藝已投入生產(chǎn)應(yīng)用；產(chǎn)品理化性能達(dá)到普通日用細(xì)瓷的標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞日用瓷，中溫?zé)?，坯釉配?/p>
1前 言
當(dāng)前大埔生產(chǎn)的日用陶瓷的燒成溫度普遍在1300～1350℃，據(jù)測算，燒成成本占生產(chǎn)總成本的40%～45%，所占比例之大是制約經(jīng)濟效益提高的最大障礙。中溫?zé)稍诮ㄖl(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中已取得了可喜的成效，但日用瓷器的生產(chǎn)卻仍處于高耗能狀態(tài)。近年來，有些企業(yè)在降低燒成溫度方面不斷進(jìn)行研究，但真正投入生產(chǎn)的企業(yè)為數(shù)不多且收效甚微。本試驗通過精選原料并合理調(diào)整配方，研制出適應(yīng)1230～1250℃燒成的坯料及生料釉，獲得瓷質(zhì)細(xì)膩、釉面光澤透明，釉下色彩鮮艷的日用瓷產(chǎn)品。應(yīng)用中溫1230～1250℃燒成工藝，能實現(xiàn)節(jié)能降耗減排的目的，既延長窯具材料的使用壽命，又提高了經(jīng)濟效益和社會效益。
2試驗過程
2.1 坯釉用原料的選擇及化學(xué)組成
按中溫快燒的工藝要求選擇所需原料，選擇試驗用料時應(yīng)考慮以下因素：
（1） 原料中要有較多的助熔成分，熱性質(zhì)要求穩(wěn)定，有機物及燒失量應(yīng)盡量?。?/p>
（2） 原料要有廣泛的代表性，資源豐富，來源容易；
（3） 充分利用附近原料，引入新材料對傳統(tǒng)配方進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。本試驗所選原料的名稱及化學(xué)組成見表1。
2.2 坯釉配方的研究試驗
2.2.1 坯用原料的選擇及配方研制
中溫?zé)傻呐黧w其物理化學(xué)性能要求與傳統(tǒng)高溫坯料大體相同，要有較高的可塑性、足夠的干坯強度，以減少生坯在干燥、修坯、上彩、施釉等搬運過程中出現(xiàn)的半成品破損，并且要有較小的干燥收縮和燒成收縮，以防止變形，要有較寬的成瓷范圍（因中溫坯料組成中熔劑成份較高、燒結(jié)范圍較窄）以利于燒成控制，同時還需考慮來源、成本及質(zhì)量等問題，選用本地高嶺土淘洗泥、紫金瓷土、豐順單竹土、松水長石及其它助熔劑等。中溫快燒工藝在相對較短的時間內(nèi)（約7.5h）燒結(jié)，為滿足制品的性能要求，要求坯體能在預(yù)設(shè)的燒成溫度下產(chǎn)生具有一定粘度的液相，液相形成的量是由坯料中熔劑種類和含量所決定的。因此，選擇熔融溫度低、粘度相對大，隨溫度變化緩慢且能促進(jìn)坯體瓷化的綜合性熔劑是合理配方的關(guān)鍵。在坯料中加入適量的礦化劑，使坯體能在較低的溫度下產(chǎn)生液相，提前燒結(jié)，擴大成瓷范圍。經(jīng)過反復(fù)試驗調(diào)整，優(yōu)選出P707#坯料的配方見如表2，其化學(xué)組成見表3。
2.2.2 坯料的制備工藝流程
機碓淘洗→配料球磨→入池混合攪拌→過篩除鐵→壓濾→練泥→成品坯料
2.2.3 坯料的主要工藝參數(shù)
按配方稱料、球磨，料:球:水(wt%)=1:2:0.6
球磨運行水份：37.5%
減水劑：2‰～3‰
250目篩余：0.1% ～0.3%
可塑性指標(biāo)：Ⅱ=1.4cm×3.6kg=5.04(泥料相應(yīng)含水率為27%)
干燥收縮率L干=6.2%；燒成收縮率L燒=10.87%;總收縮率L總=16.4%
總收縮率與高溫瓷坯料相當(dāng)，所以無需改變模具尺寸，直接按原生產(chǎn)用模具組織生產(chǎn)。
2.3 釉用原料的選擇及配方研制
釉料是覆蓋在瓷器表面的一層非均態(tài)玻璃物質(zhì)，它應(yīng)具有適合坯體燒成的熔融溫度范圍，熔化后流動性好，光澤透明、白度好，具有與坯體相匹配的膨脹系數(shù)。根據(jù)相平衡理論，在一個特定系統(tǒng)中每增加一堿性組元，該系統(tǒng)出現(xiàn)液相的溫度則隨之降低，在同一組元里同時引入多種堿性成分，使其低共融點向低溫方向移動，降低其熔融時粘度，此時膨脹系數(shù)也較小。本試驗所用的是生料釉，生產(chǎn)工藝簡單、成本較低，為了滿足工藝及制品的要求，確定選用鉀鈉混合長石、燒滑石、優(yōu)質(zhì)高嶺土、鋰瓷石、工業(yè)氧化鋅、碳酸鋇等復(fù)合熔劑配方而成，經(jīng)過反復(fù)試驗，優(yōu)選出的中溫快燒生料釉Y707#配方見表4，釉料的化學(xué)組成見表5。
2.3.1 生產(chǎn)工藝流程
配料→球磨→檢測→過篩除鐵→成品釉
2.3.2釉漿的主要工藝參數(shù)
料:球:水(wt%)=1:1.8～2:0.65
球磨運行水份：37.5%
250目篩余0.04～0.05%
3成形、彩繪、施釉
該試驗的泥料成形工藝性能好、可塑性高，適合正常生產(chǎn)的操作技術(shù)要求。
彩繪用顏色料仍可采用高溫?zé)捎昧?，不需改變配方，直接?yīng)用于中溫還原燒成，燒后色澤與高溫?zé)蟊容^，呈色鮮艷而且均勻穩(wěn)定。
施釉時釉漿濃度的調(diào)節(jié)應(yīng)依施釉方法不同而異，用于浸釉時應(yīng)控制在38～42°Be；噴釉時應(yīng)控制在48～55°Be；淋釉時應(yīng)控制在35～40°Be。生產(chǎn)過程中應(yīng)防止釉層過厚，保證坯釉結(jié)合良好。
4燒成工藝
燒成工藝的控制應(yīng)按液化氣梭式窯的常規(guī)操作進(jìn)行：
從室溫～950℃:氧化氣氛操作
950℃～1200℃:強還原或中強還原氣氛操作
1200℃～1250℃或止火溫度:弱還原或中性焰操作
升溫速度與高溫?zé)傻纳a(chǎn)控制基本相同，燒成時間約7.5h，比高溫1350℃燒成縮短約4h，其燒成曲線如圖所示（燒成控制用三角錐的測定數(shù)值與熱電偶測溫表的測定數(shù)值有10℃誤差）。
4.1 產(chǎn)品性能
經(jīng)測定，產(chǎn)品的主要指標(biāo)如下：
熱穩(wěn)定性：180℃～20℃水冷三次不裂
吸水率：＜0.15%
白 度：68%
外觀質(zhì)量：制品在中溫1230℃～1250℃下還原燒成，胎體致密瓷化程度好，外觀潔白半透明，釉面光澤透明，熱穩(wěn)定性好，釉下彩色呈色鮮艷、均勻穩(wěn)定。制品器型規(guī)整且頗具玉感，具有大埔傳統(tǒng)青花瓷器的特點。
5總 結(jié)
（1） 本試驗采用礦化劑及多元熔劑并控制各熔劑的組分比例，研制出1250℃左右燒成的瓷器坯料，并成功研制出與坯體合理匹配，不含鉛鎘的優(yōu)質(zhì)中溫?zé)缮嫌浴Ｔ先〔姆奖?，工藝簡單可行；制品理化性能達(dá)到普通日用細(xì)瓷的標(biāo)準(zhǔn)。
（2） 總收縮率在16%左右，與高溫?zé)煽偸湛s率相當(dāng)，不需更改模具尺寸即可直接生產(chǎn)。
（3） 釉下、釉中彩青花色劑，按原高溫使用進(jìn)行配料，不需改變顏料的配方，呈色鮮艷、均勻、穩(wěn)定。
（4） 燒成周期縮短，提高了生產(chǎn)效率，并且延長了窯具材料的使用壽命。經(jīng)百興陶瓷工藝廠、三和陶瓷實業(yè)公司的生產(chǎn)應(yīng)用，節(jié)能達(dá)33.3%，綜合節(jié)能效果顯著，推廣前景廣闊。
參考文獻(xiàn)
[1] 華南工學(xué)院等編著.陶瓷工藝學(xué)[M].
[2] 張忠銘編.日用陶瓷原料的分析與坯釉配方[M].
[3] 章秦娟，羅要菊.復(fù)合礦化劑降低陶瓷燒成溫度的試驗研
究[J].中國陶瓷，1998，1.
