陶瓷色料在炻瓷高鋇透明釉中的發(fā)色＊

聶保民 劉小云

（咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院 陜西 咸陽 712000）

陶瓷色料在炻瓷高鋇透明釉中的發(fā)色＊

聶保民 劉小云

（咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院 陜西 咸陽 712000）

研究了陶瓷色料在炻瓷高鋇透明釉中的發(fā)色情況，其燒成溫度為1 200℃。研究結(jié)果表明：只有含鈷的藍(lán)色料以及鋯系色料發(fā)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(fā)色

前言

碳酸鋇作為常用的化工原料，在日用陶瓷領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其在炻瓷色釉生產(chǎn)中，常在釉料中添加少量碳酸鋇做熔劑。色料在鋇釉中的發(fā)色目前還未見全面報(bào)道。因此，筆者對色料在炻瓷高鋇透明釉中的發(fā)色情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)中，筆者對單純高鋇釉進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)很多陶瓷色料在該釉中的發(fā)色并不理想，甚至很差；而含鈷藍(lán)色料在該釉中的發(fā)色卻很好。現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)過程敘述如下，供業(yè)內(nèi)同行參考，敬請指正。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)用儀器與設(shè)備

電子天平（精度0.001g）、行星式快速球磨機(jī)（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(biāo)準(zhǔn)篩。

1.2 實(shí)驗(yàn)用原料

實(shí)驗(yàn)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(xué)成分見表1。

實(shí)驗(yàn)所用基礎(chǔ)釉組成（質(zhì)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(shí)驗(yàn)用坯體

實(shí)驗(yàn)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(jié)溫度范圍是1 190～1 250℃，坯體的化學(xué)成分見表2。

表1 實(shí)驗(yàn)用原料的化學(xué)成分（質(zhì)量%）

表2 坯體的化學(xué)成分（質(zhì)量%）

1.4 實(shí)驗(yàn)用陶瓷色料

實(shí)驗(yàn)所使用的色料為國內(nèi)某公司生產(chǎn)的高檔釉用系列色料，該系列色料發(fā)色較好，質(zhì)量穩(wěn)定。所有色料的細(xì)度均滿足325目篩余小于0.5%，水分小于0.5%。

1.5 實(shí)驗(yàn)過程

按配方仔細(xì)稱量各種原料，然后按照表3加入相應(yīng)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(zhǔn)加入量定為6%，發(fā)色能力弱一些的色料定為8%。實(shí)驗(yàn)采用快速球磨機(jī)，控制料∶球∶水＝1∶2∶0.75，球磨時(shí)間為35min，出磨時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)電爐中燒成。設(shè)置升溫時(shí)間為160min，燒成溫度為1 200℃，保溫時(shí)間為20min。燒成結(jié)束后，關(guān)閉電爐自然冷卻。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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

表3 各色料的發(fā)色情況及其釉面質(zhì)量

2.2 結(jié)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(fā)色及釉面情況，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)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(lán)色料等），在本實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)釉中均出現(xiàn)嚴(yán)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(jì)。

根據(jù)這個(gè)規(guī)律，可初步推斷在高鋇釉環(huán)境下，高溫時(shí)氧化鉻分解放出氣體導(dǎo)致釉面嚴(yán)重起泡。為此做了以下驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：向基礎(chǔ)釉中分別加入0.5%、1%、2%、3%、4%的化學(xué)純氧化鉻綠，在1200℃釉燒后，釉面均出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。這說明，即使含有少量的氧化鉻，在本實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)釉中也會導(dǎo)致釉面起泡。

不過這些導(dǎo)致釉面起泡的色料有一個(gè)共同點(diǎn)，都屬于尖晶石結(jié)構(gòu)。是不是在高鋇釉環(huán)境中，氧化鋇可以置換出發(fā)色晶體結(jié)構(gòu)中少量的鉻并促使其高溫分解放出氣體，還有待于繼續(xù)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(lán)、釩黃、鐠黃、鋯鐵紅4種色料，在該釉中發(fā)色基本正常，釉面未起泡。這說明鋯系色料的穩(wěn)定性較好，對基礎(chǔ)釉的適應(yīng)性較強(qiáng)，所以在本實(shí)驗(yàn)高鋇釉中發(fā)色未受影響。

銀灰（Zr－Si－Co－Ni）色料也屬于鋯英石結(jié)構(gòu)，所以在本釉中發(fā)色穩(wěn)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(diào)有點(diǎn)發(fā)藍(lán)。該藍(lán)調(diào)是由色料中少量的氧化鈷發(fā)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(fā)色，所以一般建議基礎(chǔ)釉中盡量少添加碳酸鋇。從表3中也可證實(shí)，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(wěn)定發(fā)色，不會導(dǎo)致釉面起泡。同時(shí)，包裹色料對基礎(chǔ)釉組成要求苛刻，配方不當(dāng)則極易出現(xiàn)針孔、起泡等缺陷。在本實(shí)驗(yàn)中包裹色料之所以會出現(xiàn)釉面起泡，是由基礎(chǔ)釉配方不當(dāng)引發(fā)的包裹色料的分解所導(dǎo)致。

2.2.4 對含鈷藍(lán)色料的影響

從表3可以看出，含鈷藍(lán)色料（除海藍(lán)外，如鈷藍(lán)、深藍(lán)、寶藍(lán)）在高鋇釉中發(fā)色非常好，為鮮艷的藍(lán)色，色調(diào)比較純凈，沒有氧化鈷著色所特有的紫紅調(diào)。可能在高含量氧化鋇影響下，釉中鈷的配位及價(jià)態(tài)發(fā)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(yán)重，而鉻錫紫色料卻發(fā)色良好。鉻錫紅（Cr－Sn－Ca－Si）色料屬于錫榍石結(jié)構(gòu)，鉻錫紫（Cr－Sn）屬于錫石結(jié)構(gòu)。究其原因，應(yīng)該是釉中高含量的氧化鋇破壞了錫榍石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致鉻錫紅色料分解，但錫石結(jié)構(gòu)在高鋇釉中是穩(wěn)定的，所以鉻錫紫色料發(fā)色未受影響。

另外，同為錫基色料的藍(lán)灰色料在本釉中也發(fā)色正常，釉面良好。藍(lán)灰（Sn－Sb）色料也是錫石結(jié)構(gòu)，如上所述，其在高鋇釉中也是穩(wěn)定的。

2.3 燒成制度對釉面起泡的影響

為尋找本實(shí)驗(yàn)中釉面起泡問題的原因，筆者還做了如下實(shí)驗(yàn)：

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(jié)果顯示那些高鉻含量的色料仍然導(dǎo)致釉面起泡。可見燒成溫度不是導(dǎo)致起泡的主要原因。

2.3.2 保溫時(shí)間的影響

將保溫時(shí)間延長，實(shí)驗(yàn)保溫時(shí)間分別為30min、40 min、50min、60min，結(jié)果燒成后仍然起泡，可見保溫時(shí)間也不是導(dǎo)致起泡的原因。

2.3.3 升溫時(shí)間的影響

實(shí)驗(yàn)中分別考察了不同升溫時(shí)間對起泡的影響，結(jié)果延長升溫時(shí)間到180min、240min和300min，燒成后依然起泡嚴(yán)重。由上可見，燒成制度不是導(dǎo)致釉面起泡的主要原因。

3 結(jié)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(lán)色料，在高鋇透明釉中發(fā)色非常艷麗、純凈。

3）錫基色料在高鋇釉中發(fā)色穩(wěn)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(fā)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。