琉璃瓦釉配方技術的研究

孔祥明，邵明梁，宋來振，張譯文，何易龍，張迎君（濟南大學材料科學與工程學院，山東 濟南 250022）

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琉璃瓦釉配方技術的研究

孔祥明，邵明梁，宋來振，張譯文，何易龍，張迎君
（濟南大學材料科學與工程學院，山東 濟南 250022）

摘 要：主要通過調整琉璃瓦釉料配方來降低其成本。主要方法是在琉璃瓦能夠達到各項性能指標的條件下用鉛硼熔塊來代替部分鉛丹，從而減少鉛丹含量，最終實現降低琉璃瓦生產成本的目的。

關鍵詞：降低；琉璃瓦釉；生產成本；鉛丹；鉛硼熔塊

0 引 言

琉璃瓦是我國發明的一種建筑裝飾材料，因其具有強度高、平整度好，吸水率低、抗折、抗凍、永不褪色、永不風化等顯著優點深受人們喜愛。隨著我國建筑業的發展，琉璃瓦的需求量也越來越大［1］。因為鉛丹有很好的助熔效果，普通琉璃瓦釉料配方中含有大量鉛丹，約占配料總量的50%。一方面由于鉛丹的成本較高，難以適應當今的大規模批量生產；另一方面鉛丹含有一定的毒性，一旦被吸入體內會嚴重影響工人身體健康。所以降低釉料中鉛丹的含量對琉璃瓦的實際生產非常有幫助。本研究以鉛硼熔塊來代替部分鉛丹，以實現降低琉璃瓦生產成本的目的。

1 實 驗

1.1 實驗原理及化學組成

實驗基礎琉璃瓦釉所選用的原料為:長石、石英、石灰石、高嶺土、鉛丹、鐵紅、氧化鋅，其中鉛丹、鐵紅、氧化鋅為工業純。所用原料化學組成見表1。

實驗研究的變量因素為熔塊，本項研究所用的熔塊為鉛硼熔塊，熔塊化學組成見表2。

1.2 實驗工藝及過程

1.2.1 釉料制備及燒成工藝參數

（1）快速磨研磨時間：30min；

（2）球磨細度：250目篩余＜0.1%；

（3）料∶球∶水=1∶2∶0.5；

（4）干燥溫度：120 ℃，入燒成電爐水分＜0.1%；

（5）燒成制度：采用電爐中性氣氛燒成，燒成溫度制度控制曲線見圖1。

1.2.1 實驗配方設計

通過前期實驗，可以得到一個基本的琉璃瓦釉配方如下（質量%）：長石15，石英6，石灰石10，高嶺土6，鉛丹50，鐵紅5，氧化鋅8，其配比化學組成見表3所示。

本實驗的設計思路為通過調整鉛丹和鉛硼熔塊所占的比例來研究鉛硼熔塊對琉璃瓦釉的影響，并試圖在最大程度降低鉛丹含量的情況下還能使得琉璃瓦能夠滿足各項性能指標。最終成功的實驗配方見表4。

表1 原料化學組成表 （wt.%）Tab.1 Raw material chemical composition （wt.%）

表2 熔塊化學組成 （wt.%）Tab.2 Frit chemical composition （wt.%）

表3 琉璃瓦釉基本配方化學成分表 （wt.%）Tab.3 Chemical composition of basic glaze formula for glazed tile （wt.%）

圖1 燒成制度曲線Fig.1 Firing curve

2 結果與討論

2.1 實驗結果

首先按照實驗配方配得7組琉璃瓦釉料后，再按上述工藝制度制試樣，最后將完成的試樣按照JC/T 765-2015，測定吸水率、彎曲破壞荷重、抗凍性能、耐急冷急熱性。試驗結果見表5。

由表5可以看出第5組的性能指標最好，得到琉璃瓦釉式如下：

2.2 結果分析與討論

鉛丹（Pb3O4），加熱到500-530 ℃分解為氧化鉛和氧氣。其中PbO可以有效提高釉料和微晶玻璃的機械強度，包括抗壓強度、抗張強度、彈性、硬度［2］。而且鉛丹的引入可以有效降低釉料的高溫粘度，可有效調節釉料高溫液相的表面張力使燒成的琉璃瓦釉面平整度較高。并且鉛氧化物在釉中可以提高釉面光澤度。不僅如此鉛氧化物能夠降低釉料中多元體系的最低共熔點，大大降低釉料熔化溫度，從而降低琉璃瓦燒成溫度，減少生產成本。

由表5不難看出，實驗1、2由于鉛丹含量的急劇減少，而且加入的鉛硼熔塊較少無法補充足量的Pb、B元素，使得釉的機械強度降低。其抗凍性能和耐急冷急熱性能都無法達到要求。另外6、7組實驗中由于鉛丹含量過少而導致釉面抗凍性能和耐急冷急熱性能都無法達到要求，彎曲破壞荷重也有所降低。3、4、5組樣品的各項性能指標越來越好，說明鉛硼熔塊有助于改善釉的機械強度。由此可見，鉛硼熔塊∶鉛丹=3∶2時可以使得琉璃瓦達到較好的性能。

表4 試驗配方表 （%）Tab.4 Test recipes （%）

表5 各組實驗結果Tab.5 Groups of experimental results

3 結 論

（1）本實驗以鉛硼熔塊代替部分鉛丹以實現琉璃瓦生產成本的降低。

（2）通過實驗得到鉛硼熔塊∶鉛丹=3∶2時，可以使得琉璃瓦的各項性能指標達到較好的水平。

（3）本實驗進一步證明了Pb、B元素的適量引入可以增強釉的各項機械強度。

參考文獻：

［1］ 劉冰， 邵明梁， 何詠泰. 次燒成琉璃瓦的研究［J］. 陶瓷， 2005，（3）: 16-17.

［2］ 戴長祿， 楊勇， 楊明. 錫與鉛在建筑陶瓷坯體、釉料及微晶玻璃中的作用與影響［J］. 佛山陶瓷， 2011， 175（4）: 27-30.

通信聯系人：邵明梁，男 ，碩士，副教授。

Received date:2016-02-01. Revised date: 2016-02-06.

Correspondent author:SHAO Mingliang， male， Master， Associate professor.

E-mail:sml190@163.com

中圖分類號：TQ174.76

文獻標志碼：A

文章編號：1006-2874（2016）03-0015-03

DOI:10.13958/j.cnki.ztcg.2016.03.004

收稿日期：2016-02-01。

修訂日期：2016-02-06。

The Glaze Formulation Technology for Glazed Tiles

KONG Xiangming， SHAO Mingliang ， SONG Laizhen， ZHANG Yiwen， HE Yilong， ZHANG Yingjun
（School of Material Science and Engineering， University of Jinan， Jinan 250022， Shandong， China）

Abstract:In this study， the glazed tile cost is reduced mainly through the adjustment of its glaze formula. The method is to substitute lead borate frit for part of minium on the condition that the glazed tile can meet the performance standards in order to reduce the minium content for lower production cost of glazed tile.

Key words:reduction； glaze for glazed tile； cost of production； minium； Pb-B frit