陶瓷色料在高鉛熔塊釉中的應用試驗

翟新崗

(淄博福祿公司 山東 淄博 255086)

陶瓷色料在高鉛熔塊釉中的應用試驗

翟新崗

(淄博福祿公司 山東 淄博 255086)

在釉燒溫度為1 000～1 050℃低溫范圍內,含鉛釉乃至高鉛釉仍占重要地位并被廣泛應用。因此,筆者使用含鉛量為40%左右的熔塊釉為基礎釉,全面考察了各種常用陶瓷色料的發色情況。1 050℃燒成后的結果表明：除了無鈷黑色料、鉻錫紅色料發色不好外,其余色料均正常發色或發色更佳。

高鉛釉 色料 發色

在生產陶瓷壁畫、藝術瓷、陶器、裝飾用瓷片等低溫釉燒領域,經常會使用燒成溫度范圍為1 000～1 050℃的釉料。在燒成溫度低于1 050℃的釉料中,為了獲得良好的釉面效果,鉛釉仍是目前的首選。雖然無鉛釉是今后的發展趨勢,但含鉛釉以其優異的釉面亮度和平整度,較寬的燒成范圍等特點,仍在一些小型工廠或手工作坊大量使用。

陶瓷色料在鉛釉中的發色如何,筆者試以高鉛熔塊釉為基礎釉,系統考察各種陶瓷色料的發色情況,相關結論供業內人士參考,文中錯誤或不妥之處,敬請批評指正。

1 試驗

1.1 試驗儀器及設備

電子天平(精度0.001 g)、行星式快速球磨機(帶4個瑪瑙罐)、量筒、燒杯、標準篩、磁力攪拌器、毛筆、烘箱、高溫電爐、色差儀、激光粒度分析儀。

1.2 試驗用釉料

試驗所用基礎釉為德國某公司生產的熔塊釉,該釉為成品釉,粒度較粗,250目篩余為0.3%,D90為40 μm。該釉的化學組成范圍是：PbO 40%～53%,B2O320%～30%,SiO210%～20%,ZnO 6%～13%,A l2O31%～5%,CaO 1%～5%,Fe2O3＜0.5%,ZrO2＜0.5%。該釉的燒成溫度范圍是1 000～1 150℃,產品燒成后光澤度非常好。

1.3 試驗用坯體

試驗所用坯體為炻瓷坯體,形狀為8 cm×12 cm平板狀,該坯體已在1 000℃素燒,白度及強度較好。該坯體的成瓷溫度為1 250～1 290℃。

1.4 試驗用陶瓷色料

試驗所用陶瓷色料為山東淄博某公司生產的釉用色料。該公司為國內知名的色料生產企業,產品優異,質量穩定。所有色料的粒度D90小于17μm,細度為325目篩余小于0.5%。

1.5 實驗過程

將色料和釉料按比例稱量好倒入瑪瑙罐中,然后加入60%左右的CMC溶液,快速球磨10 min。CMC溶液的配制方法是：將5 g型號為C1000的CMC充分攪拌溶解于1 000m l水中,將球磨好的色漿倒出,然后用毛筆刷釉于素燒坯上,刷兩遍以保證顏色均勻。由于坯體吸水率較高,加之釉料粗,所以施釉后釉料的干燥速度很快。為方便施釉,必須向釉中添加CMC,并采用刷釉的方法,同時施釉前將坯體用擰干的濕布擦拭兩遍。

將刷釉后的坯體烘干,置于電爐中燒成。升溫時間設置為120 m in,燒成溫度設置為1 040℃,保溫時間為20min,燒成結束后關閉電爐自然冷卻。

釉燒后的試片采用色度儀測量L、a、b值,測量結果取三次測量的平均值。

2 結果與分析

2.1 試驗結果

釉燒后,除無鈷黑、鉻錫紅色料褪色或變色外,其余色料均發色良好。所有試片釉面光亮、平滑度好、無釉面缺陷。各色料試片的測量值見表1。

表1 各色料的測量值及外觀顏色

2.2 結果分析

試驗所用熔塊釉為高鉛鋅硼釉,從試驗結果可以看出,該釉對大部分色料的發色有利,當然也對少數色料的發色有不利影響。下面分顏色說明該釉對色料發色的影響。

2.2.1 對含鉻綠色料的影響

從外觀看,孔雀綠發色不錯,而藍綠則明顯比其發色深、偏紅,目測顏色偏黑,兩者有明顯差別。墨綠色料發色正常,但加入量不可超過5%,同時釉層不能太厚,否則顏色會明顯偏黑。一般來說,鉻綠色料不適合在含鋅釉中使用,因為鋅易與鉻反應,從而導致鉻綠色料變色,這在多次炻瓷色釉實驗中已得到證實;但在該低溫高鉛高鋅釉中,鉻綠色料卻發色正常,是什么原因抑制了鋅和鉻的反應,還有待于進一步研究。

2.2.2 對含鈷藍色料的影響

從試驗結果可以看出,此釉非常適合海藍和深藍色料的發色,顏色干凈純正、色調鮮艷。對于釉中氧化鋅含量高的,非常有利于深藍(Co-A l)向海碧藍(Co-A l-Zn)色調發展,從而形成鮮艷的顏色。而鈷藍和寶藍色料雖能正常發色,但顏色深度略有降低。可能的原因是：此高鉛釉的透明度較強,導致氧化鈷的著色力和遮蓋力下降。

2.2.3 對鋯基色料的影響

目測可以看出,此釉非常適合鐠黃和鋯鐵紅色料的呈色,顏色鮮艷明快,遮蓋力強。一般刷釉易出現釉面顏色深淺不一,但這兩種色料的呈色卻非常均勻。釩黃色料通常不適合高鉛高鋅釉,所以在此釉中發色略淺、紅調不足,但色調基本正常。同樣,釩藍色料一般也不適合在高鉛釉中使用,所以在此釉中發色色度降低,缺乏藍色調,但色調正常。將釩藍色料6%加入到高鉛的鉛釉中(鉛丹∶石英為70∶30),結果釉燒后不能發出釩藍色調,而成了果綠色調。

2.2.4 對黑色和灰色色料的影響

結果表明,無鈷黑色料在此釉中呈色非黑色,而是偏黃的黑棕色調。通常認為,無鈷黑色料不適合高鉛釉,也不適合高鋅釉。所以另做了驗證試驗：在高鉛的鉛釉中(如2.2.3)加入6%的色料,釉燒后無鈷黑色料發色不錯。所以,可以初步判斷,是釉中含較高的氧化鋅影響了無鈷黑色料的發色。鈷黑色料適合在鉛釉中呈色,但受釉中高氧化鋅的影響,所以色調為黑中稍偏紅調,這點從表1的檢測值上也得到證明。

釉料組成對銀灰色料的呈色有顯著影響。在透明釉中,銀灰色料的發色通常不好,而在此釉中的發色基本正常,為略帶黃調的灰色。藍灰色料對各種釉的適應性都比較好,所以在此釉中發色正常。

2.2.5 對棕色色料的影響

結果表明,此釉對棕色的發色有一定影響。栗棕色料的發色深度減弱,紅度降低;黃棕色料色調偏橘黃;黑棕色料色調明顯偏紅棕,發色比栗棕色料好。一般來說,棕色色料適合在含鋅釉中使用。不過,由于此釉的高鉛環境侵蝕了色料的發色結構,尤其是引起色料中氧化鐵的部分熔解,所以導致最終色調略有變化。另外,黑棕色料在此釉中呈色為偏紅棕色調與釉中氧化鋅含量高有關。相關實驗證明,在含鋅釉中,黑棕色料確實容易向紅棕色調轉化。

眾所周知,棕色色料的組成系統為Fe-Cr-(A l)-Zn,屬于 ZnO·(A l,Cr,Fe)2O3尖晶石型固溶體,該結構能在很寬的范圍內形成不同的棕色。同時,棕色在釉中使用時也易受外部條件(如釉料組成、燒成溫度等)影響,導致棕色色料的呈色不是很穩定,因此在生產中需加強工藝控制。

2.2.6 對鉻錫紅和包裹色料的影響

在此釉中,桃紅色料褪色為較淺的粉色;瑪瑙紅色料則變色為淡肉紅色;而紫色色料卻發色正常。通常認為,鉻錫紅色料不適合在含鋅釉尤其是高鋅釉中發色,也不適合高硼釉,而適合在鉛釉中發色。在此高鉛高硼高鋅釉中,鉻錫紅發色不正常,鉻錫紫卻發色正常。那么,是何種元素導致鉻錫紅色料發色異常?為此做了如下試驗：將鉛丹和石英粉按70∶30混合,分別外加10%鉻錫紅色料和鉻錫紫色料,球磨成色漿施于坯體上,1 050℃釉燒,結果燒后鉻錫紅呈黃棕色,鉻錫紫呈玫瑰紫色。另外,使用另一含鉛量為26%的鉛硼無鋅熔塊釉實驗,結果鉻錫紅色料發色良好。綜合試驗結果,筆者認為,在試驗中是高鉛(＞40%)導致了鉻錫紅色料的變色異常,而不是氧化鋅;同時可以確認,含鉛量在30%以下的釉料,確實有利于鉻錫紅色料的呈色。

由試片顏色分析可知,該釉非常適合包裹色料的發色,所有試片均顏色鮮艷,表面光滑無缺陷,說明包裹色料非常適合在無堿鉛硼釉中呈色。

2.3 燒成溫度對發色的影響

通過對1 100℃和1 050℃燒成的試片比較,發現釉面質量和外觀顏色并無明顯區別。筆者認為在該釉中,燒成溫度對色料的發色影響不大。

2.4 釉層厚度對發色的影響

本試驗采用刷釉法,釉層相對較薄,顏色也不太均勻。為研究釉層厚度對色料呈色的影響,另外使用施釉器(釉層厚度為0.8mm)做了刮釉試驗。結果表明：釉層較厚時,色料發色明顯較深,顏色也更均勻。

綜上所述,高鉛釉適合于大部分色料的發色。在高鉛高鋅釉中,無鈷黑和鉻錫紅色料發色不好;燒成溫度對色料發色影響不大,釉層較厚有利于獲得較深的顏色。