氧化铁析晶过程及烧成制度的探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第39卷第4期中国陶瓷V0l-39№．42003年8月CHINACERAMICSAug．2003氧化铁析晶过程及烧成制度的探讨高雅春．王金锋(河北理工学院轻工分院，唐山，063020)摘要：通过理论分析与动态观察等试验方法研究了铁结晶釉中氧化铁的析晶过程，确定了“阶梯式”升温的烧成工艺制度，为铁系结晶釉的生产提供了一定的理论基础。关键词：氧化铁。析晶，烧成制度中图分类号：TQ174文献标识码：A结构的起伏，部分粒子从高的自由焓转变为低的自由焓1引言而成为新相，造成系统自由焓的减少。但是并不是所有瞬间出现的新相都能成为稳定的晶核，只

2、有半径超过临界铁结晶釉生产历史悠久，品种繁多，我国宋代就出现核半径才是稳定的I4t。非均态核化是在异相界面上(杂质了“茶叶末”、“铁锈花”、“天目釉”等名贵的铁结晶釉产颗粒、气泡边界等)进行的，形成晶核所需的总表面能小品．被认为是世界上最早的结晶釉制品【Il。除此之外，还于均态核化所需要的能量[51。有“兔毫釉”、“雨点釉”、“铁红金圈釉”、“金星釉”等装饰铁釉在氧化气氛下烧成时，组成中的Fe2o，会发生风格各异的不同品种。虽然它们有着各自不同的釉面装分解放出o2，该反应在1200~(2—1250~(2之间强烈进行，饰效果，但由于同属于铁系结晶釉，所以又存在着很大的随着气体的排

3、出，铁分也随之一起上升并在气泡周围富共性，这主要体现在形成机理上，即氧化铁在高温下熔解集，而导致与釉熔体分离，即产生分相。夏玉虎I61等人利于釉中，并在适当的条件下析晶，随着工艺控制的不同，用计算机模拟方法对CaO—MgO—Fe203一Al2o厂SiO2系产生不同的釉面装饰效果。笔者以工业氧化铁作为釉中统进行了研究，指出该系统在高温下发生亚稳分解分相。铁的来源，配合其它普通釉用原料，对氧化铁的析晶过程徐建华l7】对同一系统的研究也指出，Fe2o，绝大部分富集进行了动态观察，并探讨了烧成制度的影响，以期能对铁于微相中。系结晶釉的生产提供一定的理论参考。显然。高温下釉中气泡的产生与

4、分相为非均态核化2理论分析提供了有利的条件，在此温度下适当保温，将有利于晶核的形成，若釉熔体的粘度合适，还将有利于晶体的长大。关于铁釉中氧化铁的析晶机理，目前一般认为是氧如果釉料经过高温充分熔融均化，在降温过程中的析晶化铁先在高温下熔解于釉中并形成铁的过饱和溶液，然将成为均态核化，其难度要大得多。据此推断，在釉料升后再于适当的条件下析出，烧成制度对氧化铁析晶过程温过程中进行合理保温．对于氧化铁晶体的析出将会产的影响存在不同的看法。一种观点认为，其升温曲线要生积极的作用。这一点已经被试验所证明。求不太严格．但对保温和降温的要求要严格些，一定的保温是保证釉面的光滑平整所必要的，而缓

5、慢的冷却又是2试验过程三氧化二铁结晶的必要过程I21；还有人认为，低温阶段可2．1配方拟定快速升温(~260~C／h)，釉料起泡阶段(1190~(2以上)要适上海硅酸盐研究所曾对九种典型铁结晶釉的化学组当减慢升温速度(~150~C／h)，并在高温时有20~40分钟成进行了分析，得知其化学组成一般处于以下范围：SiO的保温时间，能保证釉面平整光亮，结晶体规则整齐。油含量65—75％，AI2O3含量12-20％，Fe2O3含量4-8％，滴的形成与否及其大小、数量同冷却方式的关系不大i3]。显CaO含量6-9％，MgO含量在2％以上，K20(Na20)含然，两种烧成制度存在较大的分歧

6、，要想获得理想的铁结量2—5％，此外还含有少量的P20等。根据上述分析结晶釉制品，就应该制定合理的烧成工艺制度，而确定理想果，选用工业氧化铁、石英、长石、苏州土等普通釉用原料的烧成曲线，就必须首先探讨其析晶机理与析晶过程。进行配料，经过试验，优选出釉面效果较好的三个配方，釉料中晶体的析出．要经历晶核形成与晶体长大两其配料组成与化学组成分别如表1、表2所示。个过程，而晶核形成又分为均态核化与非均态核化两种2．2烧成制度试验情况。均态核化的主要原因是由于热运动引起的组成和收稿日期：2003—04—19作者简介：高雅春，男，副教授I鑫维普资讯http://www.cqvip.com第

7、39卷第4期中国陶瓷·31·对上述配方进行了不同烧成制度试验，以12号配方根据试验结果，烧成制度B比较理想，其温度控制为例，不同烧成制度见表3，烧成结果见表4。曲线如图1所示。表1试验釉料配料组成编号石英长石氧化铁骨灰唐山白矸石灰石烧滑石苏州土102748515635ll2649715534122550626434表2试验釉料化学组成编号SiO2Al203Fe203TiO2CaOMgOK20Na，OP205I．L．∑1066．30l3．165．340．0037．142．151．081．070