小規(guī)格高白高起伏面狀瓷磚釉面剝離問題解析及探討

李鐵，葉亞璋，余亮

（愛和陶陶瓷（廣東）有限公司，佛山528000 ）

1 前言

小規(guī)格（95mm×45mm）高起伏(凹凸落差約2.5mm)面狀外墻磚，因為立體感豐富、裝飾效果好，在外墻市場上被大量使用，但是在施高白啞光釉后，出現(xiàn)過出窯后不能發(fā)現(xiàn)異常，但存放7-10 天后出現(xiàn)后期釉面剝離的情況，有較大的質(zhì)量隱患，坯體和釉料的膨脹系數(shù)差值、釉面彈性及耐壓強度，不同的面狀效果控制到什么程度，并沒有具體的數(shù)值要求，但通過控制對應(yīng)面狀的坯釉膨脹系數(shù)、彈性模量、耐壓強度，對釉面剝離情況進行了分析和總結(jié)，解決了公司內(nèi)部產(chǎn)品釉面剝離的情況，減少質(zhì)量隱患。

2 、試驗過程

2.1 現(xiàn)狀及原因分析

（1）產(chǎn)品施釉工藝、產(chǎn)品燒成工藝如表1、表2 所示。

（2）4 個面狀，見圖1。

圖1 4 個面狀

表1 產(chǎn)品施釉工藝

表2 產(chǎn)品燒成工藝

（3）模具收縮率：10.5%。

（4）粉料收縮率：10.2%。

（5）原因分析

小規(guī)格高起伏面狀外墻磚，因為高低起伏相差大，凸出模紋和凹陷模紋之間的密度和收縮率有差別，因此對釉料和坯體的結(jié)合要求與一般的平面磚顯著不同，平面的釉面磚抗壓強度很高，能夠承受相當大的壓縮應(yīng)力，不易出現(xiàn)釉面剝離，但是在干壓高起伏模具下，凸出模紋處的釉面能承受的壓縮應(yīng)力會變小，冷卻段時坯體突出點和釉料結(jié)合處應(yīng)力未得到有效釋放，后期變形后釉面承受不了壓縮應(yīng)力，產(chǎn)生剝離。主要的控制因素有三點：坯釉熱膨脹系數(shù)的差值、釉料的彈性模量大小及釉料的耐壓強度大小。理論上坯釉熱膨脹系數(shù)的差異越小，坯釉結(jié)合性越好；釉料的彈性模量越小，彈性越好，坯釉結(jié)合性能越好；釉料的耐壓強度越高，釉料越不容易發(fā)生剝離，這三者中一般以熱膨脹系數(shù)為最主要因素，但要兼顧后兩個因素。

2.2 實驗方案

（1）對比測定坯體和釉料的熱膨脹系數(shù)（單位：10-6/K）如表3 所示。

（2）坯體和釉料膨脹系數(shù)（單位：E-6/K）差值如表4所示。

表3 坯體和釉料的熱膨脹系數(shù)（單位：10-6/K）

表4 坯體和釉料膨脹系數(shù)差值（單位：10-6/K）

參考表3 對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，坯料和釉料在600℃時的熱膨脹系數(shù)值差異最大，其中22-TO 坯體和A 釉料的差異最大，為1.46，偏大，認為熱膨脹系數(shù)適當調(diào)小有利于解決釉剝離。

（3）分析釉料配方并計算釉料的彈性模量及耐壓強度

①因為是高鋯白啞光釉，釉料配方中鋯含量偏高，鉀鈉含量偏低，應(yīng)該是導致釉熱膨脹系數(shù)小的原因之一。

②參考表6，出現(xiàn)釉剝離的釉料A 彈性模量為：

（11.20 ×150+44.96 ×60+0.18 ×100+1.40 ×190+16.41 ×100+0.96 ×43+2.88 ×53+4.02 ×100）/（100-8.7-8.85）=8366 kg/mm2，（一 般 陶 瓷 釉 料 值 為5000-8000 kg/mm2）偏高，可能也是導致出現(xiàn)釉面剝離的因素

③參考表6，出現(xiàn)釉剝離的釉料A抗壓強度計算值為：（11.2 ×0.2+44.96 ×1.23+1.4 ×1.10+16.41 ×1+0.96 ×0.52+2.88 ×0.05+4.02 ×0.6）/ （100-8.85-8.7）=95.26 kg/mm2，（一般陶瓷釉料值為100 kg/mm2）偏低，可能也是導致出現(xiàn)釉面剝離的因素。

表6 氧化物耐壓強度及彈性模數(shù)因子

（4）釉料配方研制過程：

由于坯體是常用配方，也能適應(yīng)絕大部分產(chǎn)品，暫不做調(diào)整，因此調(diào)整釉料配方為最佳選擇，主要方向為調(diào)大膨脹系數(shù)及調(diào)小彈性模量。化工料成分見表7 所示。

A 釉料是公司正常使用的配方，各種性能合格，用于平面和面狀低起伏產(chǎn)品未出現(xiàn)過釉面剝離的問題，白度較白，鋯含量高，光澤較弱，手感細膩光滑，選用公司物料和引入高白霞石作為重要配方組成成分，由于高白霞石兼具有增加白度，降低鋯含量的能力，同時具備調(diào)大膨脹系數(shù)，降低彈性模量的能力，因此被大量引入，通過不斷調(diào)整光澤面狀、白度和面狀，最終確定了D-6 釉料，配方如表8 所示。

新舊配方對比如表9 所示。

表5 釉料配方

表7 化工料成分(%)

表8 釉料配方（%）

表9 新舊配方對比（%）

表9 新舊配方對比(續(xù)） （%）

（5）測量新配方的熱膨脹系數(shù)并計算釉料的彈性模量及耐壓強度新舊配方及坯料的熱膨脹系數(shù)（單位：10-6/K）對比如表10 所示。

表10 新舊配方及坯料的熱膨脹系數(shù)對比（單位：10-6/K）

坯體與出現(xiàn)釉面剝離釉料和試驗釉料與的膨脹系數(shù)（單位：E-6/K）差值對比，如表11 所示。

改進后的釉漿彈性模量計算值如下：（9.64×150+46.60 ×60+0.17 ×100+2.35 ×190+17.69 ×100+2.02 ×43+3.41 ×53+3.31 ×100）/（100-8.2-6.5）=8288kg/mm2，比原配方8385 kg/mm2下降了78 kg/mm2。

抗壓強度計算值為：（9.64×0.2+46.60×1.23+2.35×1.10+17.69 ×1+2.02 ×0.52+3.41 ×0.05+3.31 ×0.6）/（100-8.2-6.5）=96.99 kg/mm2，比原配方95.25 KG/ mm2上升了1.74 kg/mm2。

最終，在只調(diào)整釉料的情況下，適當?shù)膼夯に噮?shù)，提高粘度和施釉量，生產(chǎn)的試驗品經(jīng)過抗熱震性檢測和抗凍性檢測合格，并在自然環(huán)境中存放一個月內(nèi)檢測出現(xiàn)釉剝離的數(shù)據(jù)如表12 所示。

表11 差值對比

表12 釉剝離數(shù)據(jù)

試驗結(jié)果表明：D-6 釉料在面狀效果，光澤、白度都接近的情況下，物料化學性能都合格，通過配方調(diào)整，坯釉膨脹系數(shù)差值的改善，釉料彈性模量的調(diào)整、釉料抗壓強度的調(diào)整，改善了與坯體結(jié)合的應(yīng)力，釉剝離變成0%，改善了釉面剝離情況。

3 結(jié)語

高白低溫霞石，可以增加白度，減少釉料中鋯的含量，提高了配方中的鉀鈉含量，比較顯著的降低了與坯體的膨脹系數(shù)差值，同時調(diào)小了彈性模量和提高了抗壓強度，更好的適配了坯料，降低了釉料剝離的可能性。

新的釉料結(jié)果達到預期，后期此產(chǎn)品的生產(chǎn)中，使用新配方，在坯體、模具和窯爐制度未做調(diào)整的情況下，釉剝離情況得到解決，未出現(xiàn)釉剝離問題。