陶瓷色料在炻瓷高鋇透明釉中的發色＊

聶保民 劉小云

（咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000）

陶瓷色料在炻瓷高鋇透明釉中的發色＊

聶保民 劉小云

（咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000）

研究了陶瓷色料在炻瓷高鋇透明釉中的發色情況，其燒成溫度為1 200℃。研究結果表明：只有含鈷的藍色料以及鋯系色料發色及釉面良好；其他色料則釉面起泡，或者褪色。

色料 炻瓷 高鋇釉 發色

前言

碳酸鋇作為常用的化工原料，在日用陶瓷領域得到廣泛應用，尤其在炻瓷色釉生產中，常在釉料中添加少量碳酸鋇做熔劑。色料在鋇釉中的發色目前還未見全面報道。因此，筆者對色料在炻瓷高鋇透明釉中的發色情況進行了實驗。

在實驗中，筆者對單純高鋇釉進行了研究，發現很多陶瓷色料在該釉中的發色并不理想，甚至很差；而含鈷藍色料在該釉中的發色卻很好。現將實驗過程敘述如下，供業內同行參考，敬請指正。

1 實驗

1.1 實驗用儀器與設備

電子天平（精度0.001g）、行星式快速球磨機（帶瑪瑙罐及瑪瑙球）、量筒、烘箱、高溫箱式硅碳棒電爐（智能控制）、標準篩。

1.2 實驗用原料

實驗所用釉用原料為鉀長石、石英、碳酸鋇、蘇州土、河北土、日用瓷高檔熔塊等礦物和化工原料。各原料的化學成分見表1。

實驗所用基礎釉組成（質量%）范圍為：鉀長石43～46，石英23～25，碳酸鋇18～22，蘇州土1～2，河北土4～6，熔塊2～4。

1.3 實驗用坯體

實驗所用坯體為炻瓷坯體，形狀為圓片，采用注漿成形。該坯體的燒結溫度范圍是1 190～1 250℃，坯體的化學成分見表2。

表1 實驗用原料的化學成分（質量%）

表2 坯體的化學成分（質量%）

1.4 實驗用陶瓷色料

實驗所使用的色料為國內某公司生產的高檔釉用系列色料，該系列色料發色較好，質量穩定。所有色料的細度均滿足325目篩余小于0.5%，水分小于0.5%。

1.5 實驗過程

按配方仔細稱量各種原料，然后按照表3加入相應比例的色料，并加適量水球磨。大部分色料加入6%即可獲得較好的顏色，故色料的基準加入量定為6%，發色能力弱一些的色料定為8%。實驗采用快速球磨機，控制料∶球∶水＝1∶2∶0.75，球磨時間為35min，出磨時再加入25%的水，搖勻后過200目篩，備用。釉漿陳腐1 d后上釉，上釉方法為浸釉，浸釉時間為12s，以保證顏色均勻并有足夠的遮蓋力。上釉后的坯體在烘箱充分干燥后，放入實驗電爐中燒成。設置升溫時間為160min，燒成溫度為1 200℃，保溫時間為20min。燒成結束后，關閉電爐自然冷卻。

2 結果與分析

2.1 實驗結果

釉燒后各色料的發色情況及釉面質量見表3。從表3可以看出，所有綠色、黑色、棕色以及海藍色，在該釉中均出現嚴重的起泡現象；包裹色料在該釉中發色較差，且釉面起泡；鋯系色料和鈷藍色料在該釉中發色較好；鉻錫紅色料在該釉中出現明顯褪色，但鉻錫紫色料卻發色正常；灰色料發色基本正常。需要說明的是，單純的基礎釉，不加任何色料時，燒后釉面光亮平滑，無起泡缺陷。

表3 各色料的發色情況及其釉面質量

2.2 結果分析

2.2.1 對高含鉻量色料的影響

綜合表3中各色料的發色及釉面情況，可以發現一個規律：色料中氧化鉻含量高的色料（如所有綠色、所有棕色、鈷黑和無鈷黑色、海藍色料等），在本實驗基礎釉中均出現嚴重的起泡缺陷。鉻錫紅和鉻錫紫色料雖然含有氧化鉻，但其含量非常低，可以忽略不計。

根據這個規律，可初步推斷在高鋇釉環境下，高溫時氧化鉻分解放出氣體導致釉面嚴重起泡。為此做了以下驗證實驗：向基礎釉中分別加入0.5%、1%、2%、3%、4%的化學純氧化鉻綠，在1200℃釉燒后，釉面均出現起泡現象。這說明，即使含有少量的氧化鉻，在本實驗基礎釉中也會導致釉面起泡。

不過這些導致釉面起泡的色料有一個共同點，都屬于尖晶石結構。是不是在高鋇釉環境中，氧化鋇可以置換出發色晶體結構中少量的鉻并促使其高溫分解放出氣體，還有待于繼續研究。

2.2.2 對鋯系色料的影響

從表3可以看出，鋯系色料，即釩藍、釩黃、鐠黃、鋯鐵紅4種色料，在該釉中發色基本正常，釉面未起泡。這說明鋯系色料的穩定性較好，對基礎釉的適應性較強，所以在本實驗高鋇釉中發色未受影響。

銀灰（Zr－Si－Co－Ni）色料也屬于鋯英石結構，所以在本釉中發色穩定，釉面良好。由于該釉為透明釉，而銀灰色料最適宜用在鋯乳濁釉中，所以色調有點發藍。該藍調是由色料中少量的氧化鈷發出的。

2.2.3 對包裹色料的影響

釉中含有碳酸鋇，通常會影響包裹色料的發色，所以一般建議基礎釉中盡量少添加碳酸鋇。從表3中也可證實，包裹色料不適合在高鋇釉中使用。

通常來說，包裹色料在1240℃以下可以穩定發色，不會導致釉面起泡。同時，包裹色料對基礎釉組成要求苛刻，配方不當則極易出現針孔、起泡等缺陷。在本實驗中包裹色料之所以會出現釉面起泡，是由基礎釉配方不當引發的包裹色料的分解所導致。

2.2.4 對含鈷藍色料的影響

從表3可以看出，含鈷藍色料（除海藍外，如鈷藍、深藍、寶藍）在高鋇釉中發色非常好，為鮮艷的藍色，色調比較純凈，沒有氧化鈷著色所特有的紫紅調。可能在高含量氧化鋇影響下，釉中鈷的配位及價態發生了變化。

2.2.5 對錫基色料的影響

從表3可以看出，鉻錫紅色料褪色嚴重，而鉻錫紫色料卻發色良好。鉻錫紅（Cr－Sn－Ca－Si）色料屬于錫榍石結構，鉻錫紫（Cr－Sn）屬于錫石結構。究其原因，應該是釉中高含量的氧化鋇破壞了錫榍石結構的穩定性，從而導致鉻錫紅色料分解，但錫石結構在高鋇釉中是穩定的，所以鉻錫紫色料發色未受影響。

另外，同為錫基色料的藍灰色料在本釉中也發色正常，釉面良好。藍灰（Sn－Sb）色料也是錫石結構，如上所述，其在高鋇釉中也是穩定的。

2.3 燒成制度對釉面起泡的影響

為尋找本實驗中釉面起泡問題的原因，筆者還做了如下實驗：

2.3.1 燒成溫度的影響

把最高燒成溫度分別降低和升高20℃，即燒成溫度分別為1 180℃和1 200℃，結果顯示那些高鉻含量的色料仍然導致釉面起泡。可見燒成溫度不是導致起泡的主要原因。

2.3.2 保溫時間的影響

將保溫時間延長，實驗保溫時間分別為30min、40 min、50min、60min，結果燒成后仍然起泡，可見保溫時間也不是導致起泡的原因。

2.3.3 升溫時間的影響

實驗中分別考察了不同升溫時間對起泡的影響，結果延長升溫時間到180min、240min和300min，燒成后依然起泡嚴重。由上可見，燒成制度不是導致釉面起泡的主要原因。

3 結論

1）在中溫高鋇透明釉中，含鉻量高的色料釉面起泡，不適合在該釉中使用。

2）含鈷的藍色料，在高鋇透明釉中發色非常艷麗、純凈。

3）錫基色料在高鋇釉中發色穩定性良好。

4）鉻錫紅色料在高鋇釉中褪色明顯，而鉻錫紫色料發色正常。

5）包裹色料不適合在中溫高鋇透明釉中使用。

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TQ174.4＋5

A

1002－2872（2012）02－0020－03

聶保民（1967－），本科，高級工程師；主要從事陶瓷工藝研究及《陶瓷》編輯工作。