陶瓷坯釉料制备技术

陶瓷坯釉料制备技术釉料部分陈少波（13879891415）15陶工3班（一贯制）本学期课程简介一、本学期学习内容1、了解釉的基本概念与分类；2、掌握釉用原料的基本性质及作用；3、掌握科学的釉配方设计与调试；4、掌握釉缺陷的产生原因及处理措施；5、熟悉常用釉料的配制技术及工艺过程；6、掌握釉料制备的设备操作；釉及釉用原料的认识任务1、釉的概述任务2、掌握陶瓷釉用原料的种类及作用任务3、熟悉掌握釉用添加剂的种类及作用1、掌握釉用原料种类及组成；2、掌握釉用原料的作用；3、掌握釉用原料的要求。常用陶瓷釉料任务1、掌握釉的特点及性质任务2、掌握釉层形成过程的反应任务3、掌握坯釉适应性的影响因素任务4、长石釉的配制技术任务5、石灰釉的配制技术任务6、无光釉的配制技术任务7、乳浊釉的配制技术任务8、铅硼熔块釉的配制技术1、釉的性质与釉面缺陷的关系；2、坯釉适应性的要求；3、长石釉的配制组成；4、石灰釉的配制组成；5、无光釉的配制组成；6、乳浊釉的配制组成；7、铅棚熔块釉的配制组成。釉料配方设计及计算任务1、掌握陶瓷釉料配方的表示方法任务2、掌握陶瓷釉料配方设计任务3、掌握釉料配方的计算1、掌握釉料表示的方法；2、掌握釉方的设计原则、方法与步骤；3、掌握釉式的计算及釉料化学组成计算；4、掌握生料釉及熔块釉的配方计算方法。陶瓷釉料制备技术任务1:掌握生料釉制备技术任务2:掌握熔块釉制备技术任务3:釉面缺陷认识1、掌握生料釉的制备及工艺参数的控制；2、掌握熔块釉的制作及工艺参数的控制；3、釉面缺陷特征与分析。本学期课程简介二、课程重点难点1、陶瓷釉用原料的种类及作用；2、釉的特点及性质；3、釉配方的设计与调整；4、釉缺陷的原因分析方法及处理措施；5、陶瓷基础釉的配制工艺；本学期课程简介三、课程学习方法1、基础理论通过课堂教学完成；2、实践应用通过实训项目及任务完成；3、通过做中学、学中做的方式完成专业学习；4、实验实训分组进行，分组讨论；5、实验实训学生为主，教师为辅。本学期课程简介四、课程学习要求1、理论学习注意重点难点，掌握主要专业内容；2、实践过程积极参与，掌握基本方法；3、小组实验集思广益，注重团队协作；4、实验记录认真详细，养成良好习惯；5、实验操作细心仔细，保持科学严谨。本学期课程简介五、课程考核方式1、成绩评定分三部分：考勤（30%）、平时实验（20%）、期末考核（50%）；2、考勤分按学生管理制度要求进行评定；3、平时实验按完成的实验数及实验过程进行评定；4、期末考核按完成的考核任务质量进行评定；5、补考方式按期末考核要求进行，没有卷面考核。釉的概念釉是熔融在陶瓷制品表面上的一层很薄的均匀玻璃质层釉的作用：1、使坯体对液体和气体有不透过性，提高化学稳定性。2、覆盖于坯体表面，给瓷器以美感。3、防止沾污坯体，光滑釉面易洗涤。4、使产品具有特定物化性能。5、改善陶瓷制品性能。陶瓷釉的发展历史起源钧红、窑变色釉、油滴、兔毫、玳瑁、釉下青花清朝新石器时代釉（较细的陶土和水制成泥浆）商代中期青釉（釉陶）商代后期青釉（半透明瓷器）汉代使用铅原料，铜铁原料三国两晋时期黑釉（含铁高的原料）、裂纹釉唐朝时期匣钵、唐三彩宋代明朝青花瓷、釉里红天青、梅子青、粉青、郎窑红、祭红、茶叶末釉的分类对釉的分类还没有统一的分类方法，主要是由于产地广、品种多、釉色丰富、釉概念杂，给分类带来了一定的难度。1.按烧成温度可分为：高温釉：指烧成温度高于1260℃的釉种，主要用于炻器、瓷器等的釉料。中温釉：指烧成温度在1000℃~1260℃的釉种，主要用于炻器、陶器等的釉料。低温釉：指烧成温度在1000℃一下的釉，主要用于石胎上的釉料及釉胎的低温釉和陶器釉。高温釉中温釉低温釉2.按烧成的焰性可分为：还原焰釉：指釉色的呈现在还原气氛下烧成时才能形成的釉，如影青（Fe2+）、铜红（Cu+和Cu）等。一般来说，还原焰烧成的釉料都是高温釉。氧化焰釉：指釉色的呈现在氧化气氛下烧成时才能形成的釉，如铁红（Fe3+）、硅锌结晶釉以及绝大多数色料配的颜色釉等。一般来说，中温、低温釉多属氧化焰下烧成。3.按釉料制备加工方法分类生料釉：配釉时将各种原料直接配成釉浆，而不改变釉料的基本组成的釉料，称生料釉。熔块釉：配釉浆之前，将釉料配方中易溶于水、有毒或难熔的那一部分原料，按照要求先经高温制成熔块，再将熔块与釉料配方中的另一部分原料配成釉浆的釉称之为熔块釉。4.按制品外观特征分类（1）根据釉面色彩的数量可分为单色釉和复色釉。（2）根据釉面光泽程度可分为：光泽釉、半光泽釉、无光釉。根据釉层透明程度、纹理情况可分为：透明釉、半透明釉、乳浊釉、裂纹釉、结晶釉。透明与半透明釉5.按主要助熔矿物可分为长石釉：主要的助熔矿物是长石的釉料，一般是高温釉。石灰釉：主要的助熔矿物是石灰石的釉料，一般是高温釉。长石石灰釉：主要的助熔矿物是长石和石灰石的釉料。白云石釉：主要的助熔矿物是白云石的釉料。滑石釉：主要助熔矿物是滑石的釉料。还有石灰碱釉、黑釉土釉等。陶瓷釉用原料釉由于其处于成熟温度时为液态，冷却后是一种玻璃质物质，故其对于原料的要求比坯体要严格。同时主要表现：1要求原料纯度高。釉用原料一般使用纯度很高的矿物原料和化工原料。如矿物原料中的SiO2一般要求使用纯度高的脉石英，而不使用砂岩。2要求原料不溶于水，或在水中的溶解度很小。无毒性。由于釉要制成釉浆，如果釉用原料在水中的溶解度很大，会因此溶于水而被坯体吸收，导致釉浆成分发生变化，而使得釉烧成结果偏离最初设计。如果釉浆中必须使用溶解度很大的原料和有毒原料，如Na2CO3和BaCO3，可以考虑预制成熔块再使用，或者改换成无毒溶解度很小的原料。如BaCO3替换成BaSO4。。3有色杂质含量少。由于釉浆烧成后为玻璃质物质，因此，如果釉浆中有带色元素，会导致釉的白度发生改变。故釉浆原料中要尽量减少带色杂质的引入。4供应稳定。釉的原料供应控制必须严格，以保证釉的稳定性。5混合特性及使用时对环境的影响。6在水中的悬浮性和这种情况下的贮存特性制造釉的类型，这些因素的重要性会发生变化。然而没有一个因素可以忽视，原料的纯度和成本对选料有主要影响。用于釉和熔块的原料很少能用明确的化学式来表示，这是由于它们通常包含有某些杂质。这方面必须非常注重原料的质量，以防止带入不必要的杂质。所有原料都含有一些可允许量的氧化铁，但许多重要的釉和熔块的某些原料可能也包括铬酸铁、锆英石或金红石，其数量很多而不能忽视。因此，首先要注意的正是不同制釉原料的主要元素氧化铁组成。当探讨不同的引入方法时，例如，氧化铝用于二氧化硅基熔块，各种常用的原料价格都必须予以考虑。除非能获得一个有利的条件，例如色泽的纯度或需要不含外加的碱，那么使用煅烧的氧化铝和氧化硅，与使用粘土、长石或长石类矿物相比的话，往往会发现作为原料来源不经济，选择这些铝硅酸盐矿物可以免掉单独加入某些碱金属的必要，避免单独的烧制熔块操作，还能节约成本。颗粒大小的均匀性在制备、控制混合和熔块熔融初期具有重要意义，而以后的粉碎操作过程可以标准化。在大多数熔块配方中，二氧化硅是一种主要的熔融原料，它的颗粒大小会严重影响熔融和完全熔解所需的能量。粒度越细，熔融消耗的能量减少，但颗粒太细会产生许多小气泡，这些小气泡需要更多的能量才能排除。此外，很重要的一点是，细的二氧化硅对健康有害。任何粗颗粒在熔块中要花费较长时间熔融，并形成高粘度的区域，在那里气体反应形成的气泡仍然陷在下面或牢牢地粘附在二氧化硅晶体上。折中的方法是，用于制备熔块的原料实际颗粒尺寸小于0.5mm（30目）。贮存原料时需要了解其特性。选用多个分隔式料仓要确定定期对活性原料翻仓。吸湿性原料应放在保暖和干燥的地方。散装原料不要进行不必要的搬运。（露天堆放？工棚堆放？室内堆放？密封堆放？）原料可以加入球磨进一步降低颗粒尺寸或仅在釉料中充分地混合，但它们不应影响釉浆的流变性，超过一定的时间会产生不良效果。（？）（道氏制釉的某些釉的做法—将标准化的原料进行充分搅拌。）使用原料须注意公害。注：原料在使用前，一定要尽量了解其性质及相关反应，磨刀不误砍柴工！！！掌握釉釉中各氧化物的作用及引入原料釉用原料分为两种：天然矿物原料（如石英、长石、石灰石、白云石、锆英石等）、化工原料（如ZnO、SnO2、硼酸等）和一些工业回收料（玻璃粉，瓷粉），制釉所用的原料能给釉的组成提供一种或一种以上的氧化物，这些氧化物决定着釉的性质，下面分别说明主要指釉氧化物的作用和特点。子任务2.2.1熟悉SiO2及引入原料SiO2，分子量式量60.08。它常以石英、鳞石英、方石英三种晶型出现。天然的二氧化硅分为晶态和无定形两大类，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。釉料中的SiO2主要由石英引入，粘土和长石也可引入一部分，SiO2是釉的主要组成部分，一般含量在50%以上。通过SiO2/（R2O+RO）可初步判断釉的熔融特性，摩尔比在2.5~4.5之间的教易熔，4.5以上的难熔。SiO2可提高釉的熔融温度和粘度，使釉的力学强度（硬度、耐磨性能）提高，同时还可提高有的白度、透明性、化稳性，并降低釉的膨胀系数。低温釉中二氧化硅与熔剂的比例大概为2：1（摩尔）。用于高温烧成的釉，其比值可达到10：1.不同矿物来源的二氧化硅在熔块和釉中会呈现不同的性质，主要由其伴生杂质所具有的熔剂和着色剂性能。石英有多种晶型转变，体现在体积上有所变化。其中高温转变体积变化大，有15~16%的体积转变。低温晶型转变快而体积变化小，有0.82%的体积转变。其中对陶瓷类制品有害为低温转变晶型。陶瓷釉中若有石英未熔颗粒，在降温过程中由于体积变化速度非常快，很容易发生釉面开裂。石英硬度大，粉碎困难，在使用过程中，通常须煅烧急冷。利用热胀冷缩原理，致使石英表面布满微裂纹，从而使石英原料易于粉碎。一般情况下，将石英加热到1000℃，置于空气中，再利用设备粉碎。一般加工成过100目筛除铁细粉，再用细粉进行配料。配釉用石英要求：SiO2＞97%；Fe2O3+TiO2含量＜0.3%；为块状或颗粒状或粉状料；外观为白色或乳白色，透明或略带粉红色透明。熟悉Al2O3及引入原料Al2O3在釉中主要由粘土、长石、氧化铝、氢氧化铝等引入。是重要的釉用原料。能明显改善釉的性能，提高釉的化学稳定性、硬度和弹性，并能降低釉的膨胀系数。熔块釉中适当的Al2O3可防止釉面龟裂。Al2O3还可提高熔融温度，增加熔体的高温粘度，使釉在成熟温度下具有必要的稳定性。结晶釉中为了降低釉的高温粘度，Al2O3用量必须得到控制，一般在0.05~0.1之间；同时，对建筑制品釉中使用还可提高抗风化和抗化学腐蚀能力。在实际应用中，Al2O3的加入量因碱性成分的种类和数量变化而变化，但由于Al2O3提高釉的融融温度和高温粘度大，一般用量不是很高。同时，可以通过调整SiO2/Al2O3摩尔比值来控制釉的光泽，在明亮的光泽釉中，SiO2/Al2O3比一般在6~10：1之间；而无光釉中SiO2/Al2O3一般为3~5：1之间。粘性釉会形成花纹很细的无光表面，同时会限制粗晶粒的发育生长。增加釉中氧化铝含量会提高成熟温度。同时，增加氧化铝会消除不必要的结晶和失透作用。熟悉K2O及引入原料K2O在釉中主要靠钾长石引入，也可由碳酸钾、硝酸钾、长石代用品（霞石正长岩、浮石、瓷石等含钾量较高的矿物）引入。K2O在釉用原料中是良好的助熔剂，可以显著减低釉的融融温度，降低釉的热膨胀系数，增加釉的强度，提高釉的热稳定性，增加釉的弹性。同时由于K2O在高温时具有较高的高温粘度，可以增加釉的融融温度范围，有利于烧成的控制和避免产品变形。良好的钾长石在高温熔融后会产生较多气泡。在选择长石时，先将长石放在高温下煅烧熔融，选用那些气泡少，呈乳白且光亮的长石。这样的长石用于釉不易产生棕眼和气泡。熟悉Na2O及引入原料Na很少在釉中单独使用，是釉的主要碱金属。在