拋光釉釉面硬度的研究*

周曉燕 羅 旋 劉 杰 邱 健 洪 燕

(江西陶瓷工藝美術職業技術學院材料工程系 江西 景德鎮 333001)

1 實驗原料及方法

1.1 實驗所用原料

實驗原料是陶瓷釉中常見的礦物原料，本實驗所用原料見表1。

表1 原料情況

1.2 實驗方法

生產工藝流程如如圖1所示。

圖1 工藝流程

2 實驗內容

本實驗主要采用的是單因素法，分別探討了各種無機添加劑對透明釉、乳濁釉、無光釉的釉面硬度的影響。實驗內容如下：

2.1 對照實驗

用基礎釉配方，依照圖1的工藝流程分別制得施過透明釉、乳濁釉、無光釉的坯體，后用上海泰明有限公司生產的維氏硬度儀對它們的釉面硬度進行測定。

2.2 透明釉中引入鋰云母

在透明基礎釉配方中分別用2%、4%、6%、8%、10%的鋰云母取代鉀長石，依照圖1的工藝流程制得施過釉的坯體，用上海泰明有限公司所生產的維氏硬度儀對它們的硬度分別進行測定。

2.3 調整鋯乳濁釉基礎配方中的鋯英石的含量

原乳濁釉基礎配方中的鋯英石的含量為7%。通過調整配方,分別取鋯英石的量為3%、5%、7%、9%、11%，其他原料用量不變，依照圖1的工藝流程制得施過釉的坯體，用上海泰明有限公司所生產的維氏硬度儀對它們的硬度分別進行測定。

2.4 調整鋅質無光釉基礎配方中的燒氧化鋅的含量

原無光釉基礎配方中的燒氧化鋅的含量為16.6%。通過調整配方，分別取燒氧化鋅的含量為12.6%、14.6%、16.6%、18.6%、20.6%，其他原料的用量不變，依照圖1的工藝流程制得施過釉的坯體，用上海泰明有限公司所生產的維氏硬度儀對它們的硬度分別進行測定。

3 實驗結果與討論

3.1 實驗結果對照

運用基礎釉配方按圖1的工藝流程制備得到透明釉、鋯乳濁釉、鋅質無光釉，分別對它們進行維氏硬度的測試，所得結果為：透明釉的硬度為413.56 kg/mm2，鋯乳濁釉的硬度為533.85 kg/mm2，鋅質無光釉的硬度為561.81 kg/mm2。

3.2 鋰云母取代鉀長石對透明釉性能的影響

用鋰云母取代透明釉基礎配方中的鉀長石，測得其釉面硬度值見表2。

表2 鋰云母的引入對透明釉性能的影響

注：增強率=(實驗所測硬度-對照實驗的硬度)/對照實驗的硬度。

由表2可知，透明釉的釉面硬度隨著鋰云母取代鉀長石量的增加而增強，原因有兩方面：①鋰云母中的鋰在元素周期表與鉀、鈉是同一族的，而且其原子半徑更小，氫鍵間的作用力更強；②Li2O助熔作用強,可使SiO2,Al2O3在較低溫度下熔融,促使Si4+,Al3+完全進入網格中使結構的積聚作用增強,提高耐磨性。這使得我們在配方中用鋰云母取代鉀長石，能夠達到提高硬度、增強耐磨性的效果。

3.3 鋯英石含量的增減對高乳濁釉性能的影響

對鋯乳濁釉基礎配方中的鋯英石含量進行調整，測得其釉面硬度值見表3。

由表3可知，鋯乳濁釉的釉面硬度隨著鋯英石含量的增加而增強，這是因為鋯乳濁釉中所析出的晶體主要是鋯英石，鋯英石過量使得釉層中析出鋯英石晶體增多，晶體量的增多使得釉面硬度得到增強，從而達到增強耐磨性的目的。

表3 鋯英石的含量對鋯乳濁釉性能的影響

注：增強率=(實驗所測硬度-對照實驗的硬度)/對照實驗的硬度。第一個和第二個增強率之所以為負，那是因為基礎釉配方中的鋯英石加入量為7%。

3.4 燒氧化鋅的含量對鋅質無光釉性能的影響

對鋅質無光釉基礎配方中的燒氧化鋅的量進行調整，測得其釉面硬度的值見表4。

表4 燒氧化鋅的含量對鋅質無光釉性能的影響

注：增強率=(實驗所測硬度-對照實驗的硬度)/對照實驗的硬度，第一個和第二個增強率之所以為負，那是因為基礎釉配方中的燒氧化鋅加入量為16.6%。

由表4可知，鋅質無光釉的釉面硬度隨著燒氧化鋅含量的增加而增強，一方面是因為氧化鋅對釉的力學強度、彈性、熔融性和耐熱性都起到良好的促進作用，能夠增強釉面的硬度，從而達到增強釉面耐磨性的目的；另一方面是由于鋅質無光釉析出的晶體為氧化鋅，氧化鋅的過量導致釉層中析出的氧化鋅晶體的量增加，增強了釉面的硬度，從而達到增強釉面耐磨性的目的。

3.5 燒氧化鋅的引入對透明釉性能的影響

對透明釉基礎配方進行調整，引入燒氧化鋅，測得其釉面硬度值見表5。

由表5可知，透明釉的釉面硬度隨著燒氧化鋅含量的增加而增強，這是因為氧化鋅對釉的力學強度、彈性、熔融性和耐熱性都起到良好的促進作用，能夠增強釉面的硬度，從而達到增強釉面耐磨性的目的。但根據燒出的4組樣品進行對比發現，當燒氧化鋅的量達到8 g時釉面的透明度開始下降，原因是氧化鋅的量加入過多導致釉層中析出了氧化鋅晶體。

注：增強率=(實驗所測硬度-對照實驗的硬度)/對照實驗的硬度。

4 結論

1)透明釉的釉面硬度隨鋰云母含量的增加而增強，但當鋰云母取代鉀長石的量達到約8%時，透明度下降嚴重，故鋰云母最佳取代量為6%左右。

2)鋯乳濁釉中釉面的硬度隨著鋯英石含量的增加而增強。

3)鋅質無光釉中釉面的硬度隨著氧化鋅含量的增加而增強。

4)透明釉的釉面硬度隨著外添加的燒氧化鋅含量的增加而增強，但當添加燒氧化鋅的含量達到8%時，釉面的透明度開始下降，故添加燒氧化鋅的最佳量為6%左右。