陶瓷工艺学 3.4-3.5 釉料配方与计算，釉层形成过程

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1、3.4釉料配方与计算一、釉料配方的配制原则确定釉料的配方，首先要考虑不同的制品对釉性能的不同要求。例如：对于日用瓷，要求其具有良好的透光性、高白度、光泽度；墙地砖要求其高硬度，耐磨性能、热稳性能、耐酸性能、化学稳定性好；电瓷则要求好的绝缘性能等。①根据坯料烧结性能来调节釉的熔融性质（包括熔融温度、熔融温度范围和釉面性能等三个方面指标）。其次，要求釉料组成适应坯料性能及烧成工艺。在制定具体釉料配方时要求掌握几个原则：②使釉与坯体膨胀系数相适应。釉与坯体膨胀系数相适应，则需釉冷却凝固后，釉层受压应力，这可以提高瓷坯机械强度和抗

2、热震性能，消除釉层的开裂和剥落的缺陷。一般要求釉的膨胀系数略低于坯体的膨胀系数。⑤合理地选用原料。釉用原料在高温下的性能如熔融温度、高温粘度、密度和粘附性等都有很大的差别，除了使釉料化学成分合理以外，必须正确地选用原料，以求获得具有良好的工艺性能的釉浆和烧成后无缺陷的釉面。③坯釉化学组成相适应。为保证坯釉紧密结合，形成良好的中间层，应使坯釉料组成有一定的差别，但也不宜过大，一般以坯、釉酸度系数C.A来控制。④釉的弹性模量与坯的弹性模量要匹配。一般要求釉既有较大的弹性，又要求其与坯体的弹性模量相匹配，使E釉＜E坯。二、釉料配

3、方的确定1、掌握必要的资料①首先要掌握坯料的化学与物理性质，如坯体的化学组成、膨胀系数、烧结温度、烧结温度范围及气氛等。②必须明确釉本身的性能要求（例如白度、光泽度、透光度、化学稳定性、抗冻性、电性能）及制品的性能要求（例如力学强度、热稳定性、耐酸耐碱性、釉面硬度等）。③制釉原料化学组成、原料的纯度以及工艺性能等。除以上三点外，工艺条件对釉的影响也很大，如细度与表面张力的关系、釉浆稠度对施釉厚度的影响、燃料种类、烧成方法、窑内气氛等均需在釉料的研究中着重考虑。2、釉料配方的确定方法要确定一种釉料配方，在实际工作中可按下述方

4、法进行：（1）借助于成功的经验（2）借助于三元相图（3）利用釉的组成-温度图（4）参考测温锥的组成进行配方（5）采用釉料的系统调试方法（6）采用正交实验设计三、釉料配方的计算（一）釉料的表示方法1、实验式表示法。以各种氧化物的量（mol）的比例来表示。釉式中往往取碱性氧化物的量的总和为1。2、化学组成表示法。以釉料中各种氧化物组成的质量分数来表示配方组成的方法。3、配料量表示法。以原料的质量分数来表示配方组成的方法。4、示性矿物组成表示法。坯料配方组成以纯理论的粘土、石英、长石等矿物来表示的方法。（二）釉料配方的计算1.生

5、料釉配方的计算生料釉是以生料配方经混合磨细后施釉烧成的。在计算时一般先用长石来满足钾（钠）含量，同时平衡部分氧化铝，然后用粘土平衡掉剩余的氧化铝，再逐项平衡其它组成，最后为被平衡的组成采用化工原料加以平衡。[例1]P1802.熔块配方计算熔块制备的重要意义是将可溶性原料变为不溶性状态，然后配于釉中。1）当采用易溶于水的碳酸钠、碳酸钾、硼砂、硼酸等原料配釉时，在施釉过程中釉容易被坯体吸收，使坯体的烧结温度降低，而釉的成熟温度因釉浆成分改变而提高。坯体干燥后，这些水溶性盐类又随水分蒸发而集中在坯体表面，烧后产生缺陷。2）此外，

6、在釉中常要引入一些毒性原料(铅的化合物、钡盐、锑盐等)，它们作为生料直接引入釉中会造成生产工人操作中毒。因此，需要把上述毒性原料和其它原料预先熔制成不溶于水或微溶于水、无毒的硅酸盐熔块。3.5釉层形成过程釉在加热过程中，会发生一系列复杂的物理化学变化，如脱水，有机物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等分解和固相反应，原料自身熔化、相互熔解形成低共熔物以及坯釉之间在加热过程中的反应等。一、釉料在加热过程中的变化不同釉料在加热过程中的热分析表明，其发生的物理化学反应有以下几类：①原料的分解；②化合与固相反应；③烧结；④熔融。而这些变化往

7、往又重叠交叉出现或重复出现。（一）原料的分解在575~900℃温度范围内，碳酸盐、硫酸盐、纯碱、菱镁矿、白云石等分解形成氧化物，硝酸盐分解放出氮气和氧气等。由于大量气体的排出，这一阶段应缓慢升温，充分地排除气态产物以防止气泡产生及釉面针孔、裂纹等缺陷形成。需要注意，杂质的存在会降低化合物的分解温度。例如纯白云石的分解温度为750~760℃，而含5%Na2CO3或K2CO3的白云石分解温度则为630℃，而1%的NaCl会使白云石分解温度降低100℃左右。（二）化合与固相反应在釉料中出现液相之前除了分解反应发生外，同时还有许多

8、化合物间的固相反应发生。在温度继续升高时，易熔氧化物同Al2O3和SiO2等发生反应，形成新的共熔物。研究表明，Na2CO3与SiO2在700℃以下能发生完全固相反应，在800℃时能发生少量烧结现象。CaCO3与SiO2固相接触可反应生成偏硅酸钙（CaSiO3），如果加热时间很长，在610℃可以起反应，