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陶瓷釉料新工艺
[ 录入者:admin | 时间:2010-08-28 06:36:18 | 作者: | 浏览:3110次 ]
欧洲是当今高档建筑卫生陶瓷产品生产最发达的地区,其中以意大利和西班牙为建筑卫生陶瓷工业的领头羊。欧洲的建筑卫生陶瓷工业在实现自动化与机械化的同时,在坯料与釉料制备方面颇具技术实力与开发能力。估计要领先其它国家20年~30年左右的距离。欧洲建筑卫生陶瓷业非常注重采用先进的釉料技术,拥有一大批著名的专业性很强的陶瓷釉料和陶瓷熔块、色料公司。诸如,人们所悉知的英国魏基伍德公司与道顿公司,德国的迪高沙与凯勒公司,意大利的海马与西斯特勒公司,西班牙亚卡迪和欧莱等专业化公司等现代陶瓷学包括了现代矿物学,物理学(如可塑机理,流体力学),化学(分子学、分子运动学),机械动力学,微观结构学与高温化学(热力学)等广泛的内容。它们是发展陶瓷的基础理论和技术指导。只有在基础研究领先才能保持陶瓷产品的时时新颖与丰富多样,其中尤以陶瓷釉料研究最引人注目。
  欧洲国家使用的釉料产品类别与用途分类如下:1、铅釉和无铅釉;2、生料釉与熔块釉;3、一次烧成或二次烧成用釉;4、瓷砖,餐具,卫生陶瓷与电磁用釉;5、按施釉方法划分的侵釉,喷釉,浇釉;6、高温釉和低温釉;7、高膨胀釉和低膨胀釉;8、烧成气氛氧化焰,中性焰和还原焰;9、颜色釉与无色釉;10、透明釉与乳浊釉;11、光泽釉,无光釉,半无光釉或花纹釉;等等。以上分类强调了釉料的复杂本质及与其他因素相互间关系。诸如包括釉料的化学成分,配料成分,产品用途,成瓷后的化学物理特性。有的表明了其工艺方法及釉面的外观表象,以及将来建筑卫生陶瓷用釉料的发展指向。现择其概要简介如下:
  1、铅釉与无铅釉。在英国生产与使用的铅釉配方中,铅的来源出自偏硅酸铅或硼硅酸铅熔块。在实际生产中典型的偏硅酸铅配方组成为:(塞格尔式)1.00氧化铅,0.10三氧化二铝,1.89二氧化硅,重量:氧化铅64%,氧化铝3%,二氧化硅33%。可使釉产生最低溶解度。如果增加碱性氧化物和氧化硼的含量,可导致熔块中铅溶解度的增加。在荷兰等国并无铅溶解度的限制规定,他们使用低熔融或高溶解的硅酸铅及硼酸铅熔块釉。铅釉与无铅釉的差别牵涉到产品的质量问题。不过在高于1150度时,铅均明显挥发。

而高于此温度界限时,则通常不再使用铅釉。在英国无铅釉指氧化铅含量少于1%的重量的种类。随着环境保护要求越发严格,近年来欧洲建陶工业已经逐步转向统统使用无铅釉料、无铅熔剂与无铅色料。锶釉在取代铅釉方面表现出不俗的效果。除了烧成范围宽,低烧成温度和可形成光泽釉表面外,还具有良好的耐磨性能。因此锶釉成为一种很好的无铅釉。当它与釉下色剂一起使用时,几乎看不到对色料的不利影响。但在与铬锡粉红共用时,釉内必须添加一定的氧化钙,以稳定色调质量。
  2、生料釉与熔块釉。由于欧洲陶瓷生料釉组成内不使用熔块,所以它们仅限于最高烧成温度大于1150度时使用。通常可用做生产硬质瓷器,玻化卫生瓷,炻器,电磁及各种低膨胀坯体的施釉。生料釉内含有矿物溶剂,如长石或霞石正长岩,外加黏土、石英、碳酸钙、白云石、氧化锌和硅酸锆作为常用原料。低膨胀生料釉还使用透锂长石作为熔剂。生料釉不会有任何形式的玻璃相,在烧成时必须经过足够时间将气体从原料组分内排出,釉熔融后可获得光滑而无气泡的釉面。因此,生料釉烧成时间要比熔块釉长。在烧成温度低于1150度时,则宜采用熔块釉料。另外在采用低温快烧工艺时,需要釉内熔块含量相宜增加。
  3、一次烧成釉与二次烧成釉。欧洲陶瓷企业认为,对于施釉产品来讲,一次烧成比二次烧成节能好且更经济,大幅度降低了产品成本,并有利于环境保护。一次烧成非常有利于高附加值的产品,如大件卫生洁具,或大型绝缘子。但二次烧成的主要优点是可以拣选并剔除某些有缺陷的半成品,也能生产出高质量与低成本的产品。在一次烧成工艺中,釉与坯体同时成熟,坯与釉的中间层的形成常常能够增加产品的强度。坯体的完全玻化亦很明显。在一次烧成工艺时,釉料内常含有黏结剂,既可控制水分自釉浆蒸发的速度,又控制了水分进入多孔坯的运动。釉料黏结剂起到增加干燥釉面硬度的作用。
  4、颜色釉与无色釉。建筑卫生陶瓷产品一般采用颜色釉进行装饰,从而使其在满足使用时也带有可资欣赏的美感,提高了产品的附加值。而无色釉的应用仅于很小的产品范围(如特殊用途瓷砖产品)。目前欧洲的建筑卫生陶瓷产品,其颜色釉均采用金属氧化物颜料制备。过渡金属的无机化合物如钒、铬、锰、铁、钴、镍和铜都是常用颜料。颜色釉的效果取决于基釉的化学组成,色料添加量,施釉厚度与均匀性,烧成时窑炉气氛。如氧化铁引入的形态通常是红色三价氧化铁,由坯体融入釉内可产生微妙的装饰效果。铁在氧化焰气氛时在陶瓷釉中能产生淡黄色,蜂蜜色,与棕色。在还原焰气氛时可以形成淡蓝灰色,绿色,蓝色或黑色;黑色氧化钴是釉料中最强烈的着色剂,当含量低于1%时,能形成鲜艳的蓝色。钴在玻璃釉基质中容易熔融并加入瓷釉结构中;氧化铬能使某些釉呈现绿色,而在其他成分的釉中可以形成红色,黄色,粉红色,或棕色;氧化镍在釉中有很宽的成色范围,可以形成棕色、绿色、深蓝色釉。当釉中含有碳酸钡时,它会形成粉红色、紫红色;二氧化锰在颜色釉中能形成黑色,但也能形成红色、粉红色与棕色;有时要取决于釉组成的碱性,含锰的高碱釉经过高温烧成后会产生淡蓝色;氧化铜配制的色釉,在氧化焰时呈现绿色,但在还原焰时则呈现红色;五氧化二钒可产生棕色或黄色,但在釉中即使用量增加也只是呈现中强度黄色。钒与锆可以制成钒锆黄,钒锆蓝等成色稳定的色釉;此外,硫化镉与硒色料可制成黄、橙黄与红釉。
  5、透明釉与乳浊釉。建筑卫生陶瓷普遍使用乳浊釉料,由于透明釉缺乏遮盖力,难以掩盖不洁的砖面,而环保工作又要求尽量采用低质原料制坯,因此透明釉使用范围变的更加窄了。欧洲陶瓷企业使用过的釉料乳浊剂经历了氧化锡、氧化锌、二氧化钛、磷酸盐,直到硅酸锆等过程。但氧化锡作为乳浊剂,已系成本过高,使用量越来越少。在一次大战时期,美国最先引用锆英石作为釉料乳浊剂,后来英国开始使用锆英石取代氧化锡,降低了瓷砖装饰用釉料产品成本。不过如在常规釉料内加入5%的氧化锡,可产生白里泛青的釉调;氧化锌广泛应用于锆英石釉内,可以提高白度与乳浊度。在高温卫生洁具产品釉中氧化锌具有强溶剂作用,能显著降低釉的黏度,因此目前仍有部分使用,以后也难以完全排除;将氧化钛加入釉中时,可以制成高档的白乳浊釉,已被证实是可行的配方方式。磷化合物在釉中的作用有:一,用做乳浊剂使釉不透明;二,增加釉对光的折射率,增加釉料的光泽。磷酸钙,骨灰,磷灰石均可酌情适量配入釉料内,使釉形成良好的乳浊与光亮效果。此外锂灰石,透辉石等锂化物也是很好的乳浊釉原料。
  6、光泽釉,半无光釉,无光釉与碎纹釉。各种釉料对于光线吸收不同,而区别为光泽釉、半无光釉、无光釉及碎纹釉品种。上述釉料均呈色丰富,釉色种类很多,仅就瓷砖釉料的发展趋势将逐渐转向半无光、无光釉系列。无光釉用成色元素不多,但釉色很丰富,已经形成高岭质无光釉、碱性无光釉、二氧化硅质无光釉种类。其中,又以钡无光釉、锌无光釉、镁无光釉为其主要代表。此外还有结晶型无光釉、锂辉石析晶型无光釉、难溶性无光釉等类型。碎纹釉是釉面生成网状龟裂纹,适宜于瓷砖装饰,最早起源于我国的碎瓷产品。后来西方国家将其用于瓷砖装饰,收到格外美的效果。由于坯釉的膨胀系数不同而发生龟裂现象,碎纹釉的配制方法有五种:如采用两种具有不同收缩率的釉,将有高收缩率的釉料施于普通釉上,烧成后上层釉龟裂可以透见下层釉;增加釉的可溶性使釉的收缩增加,如增加长石与硼酸的量;增加釉的收缩率,减少坯的收缩率;使产品急冷工艺也可生成碎纹釉;有的釉在经年放置后也能形成碎纹釉。如法国采用在普通釉料中增加二氧化硅,矾土或碱类的方法,制成碎纹釉品种。有的采用多次烧成方法以形成不同的碎纹与颜色效果。

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