铜红微晶玻璃陶瓷复合板的研制

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1、铜红微晶玻璃陶瓷复合板的研制摘要本文介绍了铜红微晶玻璃陶瓷复合板的生产工艺并分析了影响其发色的各种因素，还探讨了铜红的发色机理。关键词铜红微晶玻璃陶瓷复合板，牛产工艺，发色机理1前言铜红艺术釉是我国继著名的青瓷釉Z后发展起来的又一名贵品种。流传至今已先后出现了钧瓷釉、祭红釉、郎红釉等传世佳作。它们都是以铜化合物作为着色剂，并在还原条件下生成的各种带红色色调的艺术釉。铜红釉与金红釉、银黄釉一样，都属于胶体呈色。它们的呈色特点与胶体的种类、胶体颗粒大小和胶体的浓度有关。对于铜红釉來说,其胶体的大小为数纳米到数十纳米。因此，在某种意义上讲,这种铜红釉本质上属于微晶玻璃，即含有

2、数纳米到数十纳米粒度级微晶的微晶玻璃。微晶玻璃陶瓷复合板是我国具有专门知识产权的创新型专利产品，也是科技含量较高的高科技产品。在研制微晶玻璃陶瓷复合板的各类产品中,铜红微晶玻璃陶瓷复合板的研制无疑成为研制工作的亮点,这是由铜红微晶玻璃的艺术价值和产品所蕴含的高档性与名贵性所决定的。从1998年至今，博德公司已经开发出三种铜红微晶玻璃陶瓷复合板，它们的呈色各有特点。1998年,伴随着第一代硅灰石型的微晶玻璃陶瓷复合板的成功研制，就已经研制成功了第一种铜红微品玻璃陶瓷复合板。这种铜红微晶玻璃呈艳丽的红色，而且还有花朵状的纹理，被人冠以“芙蓉”的美称。不过，这种铜红微晶玻璃发

3、色不够稳定，对窑炉气氛敏感,常常带有不均匀分布的绿色玻璃，有时还存在气孔缺陷。在从根本上解决气孔问题的第二代硅锌矿型的微晶玻璃陶瓷复合板面世时，也顺带研制成功了第二种铜红微晶玻璃陶瓷复合板。这种铜红微品玻璃发色艳丽、稳定，但它不呈花朵状。抛光后这种铜红微晶玻璃基本无气孔。2006年末，博德公司又研制成功了第三代辉石型的微晶玻璃陶瓷复合板。2007年中期，第三种铜红微晶玻璃陶瓷复合板已研制成功，这种铜红微晶玻璃发色均匀，整体呈铜红色，且带有紫色调，配以黑色微晶玻璃，呈现出红黑辉映相间的特点。本文将对这三种铜红微晶玻璃的组成特点、生产工艺及参数、影响其发色的工艺因素作逐一介

4、绍，还对铜红微晶玻璃的发色机理进行了分析讨论。2铜红微品玻璃的配方组成迄今为止，笔者己经研制了三种适合于匹配陶瓷板材、并适合醍道窑烧成的铜红微晶玻璃。对于这三种铜红微晶玻璃的配方來说，它们必须赋予微晶玻璃以下性能：（1）这些微晶玻璃要二次显出稳定的、比较容易看得到且尽可能鲜红的颜色；（2）烧成后的铜红微晶玻璃经过抛光一定深度后，表面要基本无气孔；（3）铜红微晶玻璃的热膨胀系数要在6-6.5X10-6°C-l范围；（4）要有一定的硬度，至少要在莫氏硬度5以上。为了使铜红微晶玻璃具有上述必要的性能，应该考虑配方组成中含有以下各种成分的搭配：2.1着色剂据文献［1］记载，铜红

5、着色剂种类较多，有氧化铜（CuO）、氧化亚铜（0120）、氯化铜（CuC⑵、醋酸铜（Cu（Ac）2）、硫化铜（CuS）等。文献［1］还记载，氧化亚铜和醋酸铜用于玻璃的着色效果最佳。如果用氧化铜（CuO）作为着色剂，难以获得鲜艳和稳定的颜色,即使采用较高含量的CuO和较强的还原气氛也很困难。不过，由于氧化亚铜有剧毒，在空气中易氧化,且在价格上它比氧化铜的价格高出不止一倍，以上这些因素促使笔者采用氧化铜作为着色剂。试验表明，采用氧化铜（CuO）作为发色剂可以获得较为鲜艳的铜红微晶玻璃，而且也很稳定。试验还表明，基础玻璃的组份始熔温度越低,着色剂氧化铜的添加量就越少;始熔温度

6、越高，则氧化铜的添加量就越多。在笔者所研究的三种铜红微晶玻璃中，着色剂氧化铜的添加量在0.8~3.2wt%范围。另外还有一个趋势，对于已确定基础成分的玻璃来说，在一定的成分范围内，氧化铜添加越多，呈色越鲜艳；而添加量越少，则呈现暗红色。2.2还原剂铜红微晶玻璃的发色由一定大小和数量的氧化亚铜或金属铜胶体的吸收或散射产生的。所以，在采用着色剂氧化铜的情况下，需耍采用还原剂才能使Cu2+（即CuO）变为Cu+（即Cu20）或CuO（即金属铜）。特别要使3.5mm厚的复合板微晶玻璃层整体的Cu2+全部变为Cu+或CuO（表面除外，因表面要抛光除掉)，单靠采用还原气氛不可能实现

7、此目的。还原剂的种类也很多，笔者曾用锌粉、碳粉、镁粉、铝粉、硅粉、酒右酸、酒石酸钾钠等开展过还原剂的试验。试验表明，采用锌粉和酒石酸类的产品效果较好，不仅可以制备岀鲜艳的铜红微晶玻璃，而口锌粉还原Cu2+生成的氧化锌还对微晶玻璃的烧结和吸收微气泡屮的气体有利，酒石酸类的产品则可大部分挥发或全部挥发，因而对微晶玻璃其它性能没有影响。碳粉、镁粉、铝粉、硅粉则不如锌粉对发色效果及微晶玻璃其它性能均有好的影响。镁粉发色效果不好;硅粉、铝粉还原性强，不易控制，且对消除微晶玻璃的气泡不利;碳粉有时容易形成碳点,于呈色不利。值得说明的是，由于第三种铜红