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

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。
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。
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。
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%)
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%。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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):
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。
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。
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。
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。
1 俞康泰.現(xiàn)代陶瓷色釉料與裝飾技術(shù)手冊.武漢:武漢理工大學(xué)出版社,1999
2 馬小鵬,楊中英,何代英.綠榴石基色料中發(fā)色元素對色調(diào)的影響.全國性建材核心期刊——陶瓷,2009(3):28~34
3 武同青,羅瑞正.中溫炻器天目油滴釉的研制及影響因素的探討.全國性建材核心期刊——陶瓷,2006(3):37~39
4 董偉霞,包啟富,王君.優(yōu)化工藝對快燒結(jié)晶砂金釉的性能影響.全國性建材核心期刊——陶瓷,2010(1):17~20
5 張紅燕,張利芳,王進(jìn)華,等.硅鉻綠色料煅燒溫度及保溫時(shí)間的研究.全國性建材核心期刊——陶瓷,2009(11):46~47
6 徐研,高雅春,李美霞.新型陶瓷大紅色料的研制.全國性建材核心期刊——陶瓷,2006(4):24~27
7 高水靜,張文麗.鈦釉的性質(zhì)及乳濁機(jī)理.全國性建材核心期刊——陶瓷,2009(1):43~44
8 苑金生,聶保民.陶瓷紅色釉料的種類與應(yīng)用.全國性建材核心期刊——陶瓷,2010(1):14~16
9 詹益州.縮點(diǎn)釉在工藝美術(shù)陶瓷上的應(yīng)用研究.全國性建材核心期刊——陶瓷,2009(2):44~47
10 董偉霞,鄧賓,包啟富,等.仿滑石瓷釉的研制用于低溫釉中彩裝飾.全國性建材核心期刊——陶瓷,2009(2):41~43
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。