日用陶瓷自釋釉的研究

楊云山

（大埔縣陶瓷產業管理辦公室，梅州514299）

摘 要：通過在日用陶瓷配方坯料中，加入一定量的水溶性堿性活化劑，用其制得的坯料，采用注漿成型方法制得的坯體，利用坯體的毛細管力，在干燥時水分向上遷移的載力作用，使坯體內的自由堿鹽富集于坯體表面。在1280℃左右燒成，因其強烈的熔劑化作用而在制品表面形成釉層。此工藝免去了釉料制備與施釉兩大工序，簡化了工藝流程，從而可大大降低生產成本。

關健詞：日用陶瓷；自釋釉；堿性活化劑；工藝控制

1 引言

按傳統方法生產的有釉日用陶瓷制品，一般是在坯體表面施上一層釉料，然后通過適宜的溫度與氣氛燒成，使釉料在坯體表面熔融，形成一層玻璃質薄層。施釉的目的在于改善制品的技術性質與使用性能，并提高制品的裝飾質量，增加美觀。

不需事先制備釉料，坯體也不施釉，只在配制坯料時添加一種或幾種物質，采取一定的工藝措施，燒成后就能在坯體表面自動形成一層玻璃質的釉層，對于這種坯體不施釉，靠自身釋放釉質覆蓋坯體表面，稱之為自釋釉或自上釉的技術。釋釉工藝的最大優點在于簡化了陶瓷產品傳統生產過程中制釉、施釉兩大工序，縮短了生產周期、減少了生產成本。目前，國內一些陶瓷研究所、廠家進行過不懈的研究，也取得一定的成果，但是由于難度大而一直難于在生產中推廣應用。

本試驗是探討采用自釋釉法生產日用陶瓷的可行性和關鍵技術，希望能為陶瓷生產廠家在這一技術領域試驗研究，提供一定的依據和參考。

2 工藝實驗

2.1試驗所需設備

25 kg小型球磨機，30 kg電子稱，4寸小花瓶石膏模型，小型攪拌機，0.1 m3試驗梭式窯。

2.2工藝流程

實驗原料、堿性活化劑→按配方球磨細磨→高強磁除鐵→陳腐→注漿成型→修坯→干燥→檢驗燒成。

2.3坯體配方

本實驗采用的坯料其組成以本地高嶺土、粘土原料為主，配以一定量的長石、燒滑石等原料，1280℃燒成后瓷化程度好。從原料的化學組成看，碳酸鋰：40.4%Li2O，碳酸鉀：45.6%K2O。高嶺土等原料化學組成見表1。

通過多次試驗，得出最佳配方組成（表2、表3）。

2.4工藝參數

將原料按配比稱重入磨。

料：球：水=1：2：0.55；

水玻璃：0.5%；

細度：300目篩余0.1 ～ 0.2%；

泥漿用磁場強度1萬高斯的除鐵器除鐵3次。

2.5成型

采用注漿工藝成型，產品為4寸小花瓶，注漿泥料含水率： 36 ～ 38%。

2.6燒成

本試驗坯體采用0.1 m3試驗梭式窯一次燒成，燒成溫度為1280℃，從室溫至1280℃的燒成時間為7.5 h，最高溫度保溫30 min。1280 ～ 850℃急冷，850℃后自然冷卻至室溫。

3 討論

3.1自釋釉原理

本試驗日用細瓷自釋釉的原理是在坯體配料中，加入一定量的堿性活化劑，制成注漿料，成型為坯體。在干燥過程中，當水分借助于坯體毛細管的作用力擴散滲透，從坯體內部遷移至表面時，坯體內這些可溶性堿性物質，借助于水分向上擴散的作用，而富集于坯體表面。在燒成過程中，堿性活化劑與坯體其它化學成分發生反應，生成低共熔化合物，最終在胎體表面形成一層玻璃質薄層，即釉層。

用這種技術制作的日用瓷器，與按常規方法生產的日用瓷器基本具有同樣的釉面效果，而生產工藝流程則可大為簡化，生產成本也可大大降低。

3.2坯料粒度與顆粒組成

坯體強度的好壞，除取決于瘠性料與塑性料的比例、粘土類原料的礦物組成、坯體的致密程度之外，坯體疏水性與坯料粒度及顆粒組成關系也對其有較大影響。如果坯料粒度過細，坯體過于致密，會降低坯體的毛細管效應，坯體干燥時內擴散阻力增大，水分難以迅速向坯體表面擴散并蒸發，自然也會影響到活化劑向坯體表面的遷移，使釋釉效果減弱。如果坯料粒度過粗，坯體過于疏松，坯體的疏水性能過大，則會降低坯體干燥抗折強度。且燒成后外觀較為粗糙，釉質缺乏細膩感。所以必須使坯體表面平整，無缺陷，具有適當的疏水性。為此，坯料細度采用標準篩300目檢測，篩余量控制在0.1 ～ 0.2%內。

3.3活化劑的選擇與用量

（1）活化劑的選擇。根據試驗原理，坯料中添加活化劑的種類與用量是自釋釉的關鍵之一。試驗選擇多種熔劑作用強、與水親和力大、水溶性好的堿性物質作為活化劑。最后采用Li2CO3和K2CO3兩種作為活化劑進行釋釉試驗。注漿料配方中加入Li2CO3、K2CO3，在水份含量為38%時，泥漿觸變性較大，但攪拌后可注漿半成品。

（2）活化劑的用量。為了得到良好的釋釉效果，同時考慮到其它因素，如輻射干燥的溫度與時間、燒成溫度等對釋釉厚度、釉面外觀質量、坯體燒結程度的影響，經多次試驗，確定活化劑Li2CO3和K2CO3最佳用量分別為1%、2%。

3.4坯體修坯

坯體成型后，坯體內可溶性堿性物質，借助于水分于坯體毛細管的作用力擴散滲透，從坯體內部遷移至表面時，坯體漸漸干燥。坯體干燥后進行修坯，此時會把坯體表面可溶性堿性物質抹去，也就是把釋釉抹掉，產品煅燒后沒有自釋釉的效果。為此產品應該在成型后稍為硬化有一定強度時進行修坯，即是應采用濕式修坯工藝。同時注漿應選用新的石膏模型。

3.5 坯體干燥

本試驗干燥制度為：烘干房（或窯爐余熱）干燥，干燥溫度80 ～ 100℃，干燥時間2 ～ 4 h，在此條件下既保證液態水和活性堿鹽通過坯體毛細管的作用力順利遷移，又能使自由堿含量沿坯體厚度有一個合理的梯度分布。燒成后，表面能產生平滑而細膩的釉層，玻璃相含量和孔隙率從表面至背面平穩地變化，制品不變形，不開裂。

4 結論

（1）在日用陶瓷坯料中加入一定量的堿性活化劑，并采取相應的工藝措施，嚴格控制各項工藝技術參數，可制得質量符合要求的自釋釉陶瓷制品。

（2）采用強堿弱酸鹽活化劑，有利于注漿料工藝性能控制，利于注漿成型。

（3）自釋釉工藝免去了制釉、施釉兩大生產工序，大大簡化工藝流程，可減少生產設備、生產場地占用，節約原料，提高工效。如推廣使用可大大降低生產成本，提高企業經濟效益。

參考文獻

[1] 李家駒. 日用陶瓷工藝學[M]. 武漢理工大學出版社， 1992.

[2] 楊子初， 唐錫懷. 自釋釉瓷機理的研究[J]. 陶瓷工程， 1996（4）：3-12.