无锆乳浊釉的研制

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无锆乳浊釉的研制摘要：本文以粘土、钾长石、石英、硅灰石、氧化锌、滑石、硼钙石等为原料，形成K2O-Ca()-MgO-Zn()-B2()3-A12()3-Si()2系统釉料，运用四角配料的方法进行配制，获得釉面平整、白度和光泽度高的无锆乳浊釉。采用XRD、SEM等测试手段,研宄了该釉的微观结构和乳浊机理。关键词:乳浊釉;无锆；四角配料1刖s目前陶瓷行业中，普遍使用锆英石作为乳浊剂来获得高白度、高光泽度的墙地砖釉面。但是我国锆资源相对匮乏，目前大量依赖进门，价格不断上涨，增加了企业的生产成本。而且一般锆英石和一些放射性元素伴生，在后期加工中难以分离，长期在宥放射性环境下生活,会对健康造成危害，因此研宄成本低廉的无锆乳浊釉有很大的意义［1-4］。本研宄用传统制釉原料长石、石英等作为原料，形成K2O-CaO-MgO-ZnO-B2O3-A12O3-SiO2系统釉料，采用单因素法对生产工艺和体系配方进行探索性试验，用四角配料法［5］优化基础釉配力得到G度和光泽度较好的乳浊釉。2实验 2.1实验仪器及设备SX2-4-10箱式节能电阻炉;JY3002型电子天平;压片机;HYB-II型快速球磨机;101-0T•燥箱;KSW型温度控制器;HY-BDY数显白度仪。2.2实验原料及组成实验所用原料为钾长石、氧化锌、硅灰石、滑石、粘土、碳酸钡等，其化学组成如表1所示。2.3坯料木实验所采用的坯料为广东某厂的坯料,采用压制成形工艺。2.4釉料配方组成通过大量配方的实验对比，在实验配方中调节长石、硅灰石、氧化锌、硼钙石原料的用量(图1)。采用四角配料法得到A、B、C、D四个顶点配方，四角配方以及其化学组成见表2和表3,然后再按照图1中的比例依次配出其余38组釉料配方。2.5釉料的制备流程及主要参数(1)料:球:水=1:2:0.7;(2)球磨时间:用HYB-1I型快速球磨机球磨10"l5min;(3)釉浆细度:250目筛余0.03%〜0.06%;(4)施釉方式:采用淋釉的方法，釉层厚度在0.3~0.5mm;(5)烧成温度：1180〜1220°C，保温10〜15min。2.6釉谢组成及性能表征采用日本产D/max-IIIA型转靶X射线衍射仪对釉层物相进行分析;采 用日本产JSM-5610LV型扫描电镜观察样品的显微结构，分析其中的物相成分;用HY-BDY型白度仪测试实验制得的不同釉烧样品的白度。3结果与讨论3.1配料实验结果通过观察,A点釉面白度较好，但釉面质量不佳;B点白度高，但光泽度较低;C点表面质量好，有光泽度,但白度较低;D点釉面无光。观察试验所获得的试样,基木可以分成四种情况:无光釉、乳浊釉、半乳浊釉和透明釉。趋于图中心的样品，釉面白度和光泽度较好，表4列出了几组有代表性的配方的釉面质量情况。3.2矿物组成与釉面质量的关系通过表4和其余样品釉面的观察，随着钾长石量的增加，釉面的表面平整度提高，白度先升高后下降,这是因为K20对降低釉的表面张力和提高乳浊度有重要的影响，但K20提高了釉在低温下的熔融温度，要限制其在一次烧成墙面砖中的过度使用。氧化锌的加入能增加釉面的质感，能提高釉的光泽度和白度,但氧化锌过量则会造成光泽降低甚至无光。通过用硅灰石取代石灰石引入CaO,减少了石英用量，降低了烧成温度，并且能提高釉面平整度、增加光泽度,但加入量过多会析出钙长石，造成光泽度下降。通过加入硼钙石在生料釉中引入B203,B203能降低釉熔体的表血能，减小釉面的表面张力,提高釉面的平整度,光泽度随之增加，并且B203在釉中还有促进分相的作用，能够增加乳浊度;但B203引入量过高，会使表面张力过小，使釉面气泡破裂时所形成的针孔难以弥合。综合上述分析，选釉面质量好、 白度最高的21#配方进行XRD、SEM分析。3.3XRD相组成分析从图2可以看出，21#配方釉面的主晶相是透辉石，还有一定的非晶相存在,说明21#配方是分相和析晶共存的乳浊釉。3.4釉面显微结构研宄图3为21#配方釉的显微结构照片。从图3屮可以看出，釉屮存在大量晶相，XRD分析可以得知，晶相主要是透辉石晶体;此外，在晶相周围还有均匀分布的分相小液滴,液相的尺寸在0.2^0.6um,与可见光波长相近。3.5乳浊机理当入射光照射到含有悬浮粒子的非均质釉层时，由于粒子与玻璃(釉)两者折射率不同，入射光的反射减弱，光向四面散射，造成釉的乳浊。忌浮粒子的数量越多，它与玻璃相的折射率差值越大，乳浊度越高。乳浊性除取决于熔化相(玻璃釉)的折射率以外，还受分散相粒子的大小和形态的影响。在析晶和分相共存的乳浊釉中，釉中冇晶相的小颗粒,还存在因分相形成的小液滴。虽然与玻璃相的折射率相差不大，但由于数量很多，均匀分布且尺寸(0.2、.6Pm)与可见光波长接近，对可见光有较好的散射作用，并且析出的透辉石进一步提高了光的散射,增加了乳浊效果。4结论 (1)利用四角配料法，制备了K2O-CaO-MgO-ZnO-B2O3_A1203_Si02系生料乳浊釉，采用适当的烧成制度，能够获得白度和光泽较高的无锆乳浊釉。(2)木实验研制的无锆乳浊釉，烧成温度为118(Tl220°C，釉面白度76°^80°，为分相和析晶共存的乳浊釉，析出的晶体以透辉石为主。参考文献[1]K.Pekkan,B.Karasu.Zircon-freefritssuitableforsinglefastfiringopaquewalltileglazesandtheirindustrialproductions[J].JournaloftheEuropeanCeramicSociety,2009,29:1571-1578.[2]杨金萍，王静.新型无锆乳浊剂的研制[J].屮国陶瓷工业.2007.14(4):1-3.[3]朱振峰，陈平，曹升福.高温乳浊白釉的研制[J].陶瓷，2002(2):33-36.[4]李易进.生料乳浊釉在日用陶瓷生产中的应用[J].佛山陶瓷，2003(3):27-29.[5]聂曼云，刘桐荣，高力明.简便高效的四角配料法[J].中国陶瓷，1994(3):38-39.