陶瓷工艺学5釉料及施釉

1、1第六章第六章 釉料制备及施釉釉料制备及施釉 6.1 釉料概述釉料概述 6.2 釉的性质釉的性质 6.3 釉配方确定的依据釉配方确定的依据 6.4 釉料配方的计算釉料配方的计算 6.5 釉层形成过程的反应釉层形成过程的反应 6.6坯釉适应性坯釉适应性 6.7施釉施釉2 釉及其作用釉及其作用 制釉原料及釉的分类制釉原料及釉的分类 釉的组成及表示方式釉的组成及表示方式 几种常见釉举例几种常见釉举例 釉的特点釉的特点6.1 釉料概述釉料概述3釉的作用釉的作用 (1) 装饰：提高艺术、欣赏价值。装饰：提高艺术、欣赏价值。 (2) 改善制品的各种性能：改善制品的各种性能：化学稳定性、防污性、（平滑、表面

2、积减小）化学稳定性、防污性、（平滑、表面积减小）力学性能、电学性能、抗菌性能等等。力学性能、电学性能、抗菌性能等等。6.1.1 釉及其作用釉及其作用釉的概念釉的概念：是附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与：是附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与晶体的连续粘着层。晶体的连续粘着层。4天然原料：石英、钾钠长石、粘土、滑石、石灰石、白云天然原料：石英、钾钠长石、粘土、滑石、石灰石、白云 石、石、 硅灰石、锂辉石、锆英石、萤石等硅灰石、锂辉石、锆英石、萤石等 。制釉原料制釉原料：天然原料和化工原料天然原料和化工原料化工原料：化工原料：ZnO、 SnO2、 ZrO2、Pb3O4、BaCO3、Al2O3、

3、 SrO、硼砂、硼酸、铅白、密陀僧（、硼砂、硼酸、铅白、密陀僧（PbO）等。）等。6.1.2 制釉原料及釉的分类制釉原料及釉的分类釉的分类釉的分类5分类的依据分类的依据种类名称种类名称坯体的种类坯体的种类瓷器釉、炻器釉、陶器釉瓷器釉、炻器釉、陶器釉制制造造工工艺艺釉料制作方法釉料制作方法烧成温度烧成温度烧釉速率烧釉速率烧成方法烧成方法生料釉、熔块釉、挥发釉生料釉、熔块釉、挥发釉(食盐釉食盐釉)、自释釉、渗彩釉、自释釉、渗彩釉低温釉低温釉(1300C)、易熔釉、难熔釉、易熔釉、难熔釉慢速烧成釉、快速烧成釉慢速烧成釉、快速烧成釉一次烧成釉、二次烧成釉一次烧成釉、二次烧成釉 组组 成成主要熔剂主要熔

4、剂主要着色剂主要着色剂长石釉、石灰釉（石灰长石釉、石灰釉（石灰碱釉、石灰碱釉、石灰碱土釉）、锂釉、碱土釉）、锂釉、镁釉、锌釉、铅釉镁釉、锌釉、铅釉(纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土釉釉)、无铅釉、无铅釉(碱釉、碱土釉、碱硼釉、碱土硼釉碱釉、碱土釉、碱硼釉、碱土硼釉)铜红釉、镉硒红釉、铁红釉、铁青釉、玛瑙红釉铜红釉、镉硒红釉、铁红釉、铁青釉、玛瑙红釉 性性质质外观特性外观特性物理特性物理特性透明釉、乳浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光透明釉、乳浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光泽釉、闪光釉、偏光釉、荧光釉（发光釉）、单色釉、泽釉、闪光釉、偏光釉、荧光釉（发光釉

5、）、单色釉、多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、裂纹釉、纹理釉、多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、裂纹釉、纹理釉、水晶釉、抛光釉水晶釉、抛光釉低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉显微结构显微结构玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉用途用途装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等66.1.3 釉的组成及表示方式釉的组成及表示方式组成：化学组成和矿物组成和颗粒组成组成：化学组成和矿物组成和颗粒组成组成表示方式：组成表示方式：(1) 矿物重量百分组成矿物重量百分组成 工厂配方工厂配方 原料原料 石英

6、石英 长石长石 粘土粘土 石灰石石灰石 滑石滑石 湖南建湘（长石釉）湖南建湘（长石釉） 30 55 5 10 唐山某厂（石灰釉）唐山某厂（石灰釉） 22 52 12 14 (2) 氧化物重量百分组成氧化物重量百分组成(3) 分子式、釉式、实验式、摩尔组成表示式分子式、釉式、实验式、摩尔组成表示式a R2Ob RO c R2O3 d RO2其中：其中：a+b=176.1.4 几种常见釉举例几种常见釉举例 长石釉和石灰釉长石釉和石灰釉 原料原料 石英石英 长石长石 粘土粘土 石灰石石灰石 滑石滑石 湖南建湘（长石釉）湖南建湘（长石釉） 30 55 5 10 唐山某厂（石灰釉）唐山某厂

7、（石灰釉） 22 52 12 14 0.4408 K2O0.1070 Na2O0.0642 CaO0.3880 MgO0.7188 Al2O30.0114 Fe2O37.1480 SiO2 （湖南建湘）（湖南建湘）0.2128 K2O0.1013 Na2O0.5133 CaO0.1724 MgO0.3161 Al2O30.0057 Fe2O330149 SiO2 （唐山某厂（唐山某厂）8(1) 釉式中釉式中K2O和和Na2O的的mol 数之和不小于数之和不小于0.5。(2) 硬度大，光泽度较高，略带乳白色，烧成范围宽。硬度大，光泽度较高，略带乳白色，烧成范围宽。(3) 与氧化硅含量较高的坯结合

8、较好（南方瓷）。与氧化硅含量较高的坯结合较好（南方瓷）。(1) 釉式中釉式中CaO的的mol 数不小于数不小于0.5。 (2) 弹性好，透明度好，还原气氛易烟熏，烧成范围窄弹性好，透明度好，还原气氛易烟熏，烧成范围窄。(3) 与氧化铝含量较高的坯结合较好（北方瓷）。与氧化铝含量较高的坯结合较好（北方瓷）。长石釉特点长石釉特点（A）石灰釉特点石灰釉特点（B） 镁质釉及其特点镁质釉及其特点(1) 由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物MgO在釉式中的含在釉式中的含 量不小于量不小于0.5 mol。(2) 热膨胀系数小，不易烟熏，有利于白度和透光度的提高

9、，热膨胀系数小，不易烟熏，有利于白度和透光度的提高， 烧成范围宽。烧成范围宽。(3) 对坯体的适应性强对坯体的适应性强 多熔剂混合型釉多熔剂混合型釉(1) 高温釉高温釉 （添加含（添加含ZnO、BaO、SrO、Li2O等熔剂的原料）等熔剂的原料）(2) 低温釉（添加含低温釉（添加含PbO、B2O3等强熔剂的原料）等强熔剂的原料）106.1.5 釉的特点釉的特点 大多数釉是玻璃体大多数釉是玻璃体具有普通玻璃的物理化学性质具有普通玻璃的物理化学性质 釉与玻璃的不同点釉与玻璃的不同点(1) 釉层中含有气泡和晶体。釉层中含有气泡和晶体。(2) 釉化学组成中氧化

10、铝的较玻璃高。釉化学组成中氧化铝的较玻璃高。(3) 釉的熔融温度范围较宽。釉的熔融温度范围较宽。 产生差异的原因产生差异的原因(1) 配方不同。配方不同。(2) 烧成制度不同。烧成制度不同。(3) 釉与坯体之间的扩散和反应。釉与坯体之间的扩散和反应。11 釉的熔融特性釉的熔融特性 釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性 力学强度和硬度力学强度和硬度 化学稳定性化学稳定性 热膨胀热膨胀 性和弹性性和弹性 光学性质光学性质6.2 釉的性质釉的性质126.2.1 釉的熔融特性釉的熔融特性 釉的熔融温度范围釉的熔融温度范围 釉的烧成温度一般在其

11、上限附近釉的烧成温度一般在其上限附近开始熔融开始熔融温度温度 完全熔融完全熔融温度温度软化变形软化变形温度温度 流动温度流动温度 半球温度半球温度 1/3原高温度（国标）原高温度（国标）未烧未烧始熔温度始熔温度半球温度半球温度流动温度流动温度13影响熔融温度范围的因素影响熔融温度范围的因素(1) 物料细度物料细度(2) 各组分混合均匀程度各组分混合均匀程度(3) 物料的化学组成物料的化学组成提高熔融温度范围的成份：提高熔融温度范围的成份：Ai2O3、RO2（SiO2、ZrO2） 降低熔融温度范围的成份：降低熔融温度范围的成份：RO（软熔剂）、（软熔剂）、R2O（硬熔剂）（硬熔剂）软熔剂软熔剂R

12、O：CaO、MgO、ZnO、BaO硬熔剂硬熔剂R2O：Li2O、Na2O、K2O、PbO、B2O314釉的烧成温度的釉的烧成温度的估算估算(1) 酸度系数法酸度系数法 （C.A） C.A （酸性氧化物（酸性氧化物mol数）数）/（碱性氧化物（碱性氧化物mol数）数）式中：式中：RO2 酸性氧化物酸性氧化物mol数；数； R2O、RO、R2O3碱性氧化物碱性氧化物mol数；数； 各氧化物分类情况见各氧化物分类情况见P154 注意：注意：Al2O3的的mol数在含铅釉中按数在含铅釉中按RO2计算；计算； B2O3的的mol数在精陶釉中按数在精陶釉中按R2O3计算；计算；C.A 1.4 2.5 烧温

13、度成烧温度成1250 1250 1450C32223.ORROORROAC-(3-1)15釉的烧成温度的釉的烧成温度的估算估算（2）熔融温度系数法）熔融温度系数法 （K）ibibbiaiaawbwbwbwawawaK21212121)23( 式中：式中：iibbbaaaiiwwwwwwbbbaaa22121121、 易熔氧化物熔融温度系数；易熔氧化物熔融温度系数； 难熔氧化物熔融温度系数；难熔氧化物熔融温度系数；易熔氧化物质量分数；易熔氧化物质量分数； 难熔氧化物质量分数。难熔氧化物质量分数。166.2.2 釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性 高

14、温粘度高温粘度 太大（太大（1000Pas）则产生橘釉、针孔、釉面不光亮等缺陷；）则产生橘釉、针孔、釉面不光亮等缺陷； 太小（太小（Na1+K1+二价价金属离子金属离子高温下降低粘度高温下降低粘度 , 能力顺序：能力顺序： Pb2+Ba2+ Cd2+Zn2+Sr2+Ca2+Mg2+17高温粘度的近似计算高温粘度的近似计算莱曼莱曼低温釉烧成温度时低温釉烧成温度时高温粘度近似计算公式：高温粘度近似计算公式：ik式中：式中： 高温粘度，高温粘度，Pas ； 粘度指数；粘度指数； 2SiOw釉中釉中SiO2的质量分数；的质量分数；釉中釉中Al2O3的质量分数；的质量分数；32OAlw上式没有考虑温度变

15、化的影响上式没有考虑温度变化的影响32. 092ik其中：其中：1100322OAlSiOiwwk(3-3)(3-4)18 过大阻碍气体排出和熔体均化不利于润湿，易产生过大阻碍气体排出和熔体均化不利于润湿，易产生“缩釉缩釉” 过小易造成过小易造成“流釉流釉”，形成针孔缺陷。，形成针孔缺陷。 的值约为的值约为0.3N/m影响表面张力的因素：影响表面张力的因素：(1) 化学组成：化学组成：iiaaaaaawww2211(3-5)式中：式中： 高温下釉的表面张力，高温下釉的表面张力，N/m； 各氧化物表面张力计算因数，各氧化物表面张力计算因数，N/m；iaaa21,iaaawww21,对应各氧化物的

16、质量分数。对应各氧化物的质量分数。表面张力表面张力 （ ）（B）19规律规律：K2O、B2O3、PbO、Na2O等能明显降低表面张力；等能明显降低表面张力； Al2O3、V2O5、MgO等能明显提高表面张力；等能明显提高表面张力； 一、二价金属离子半径越大，对一、二价金属离子半径越大，对 的降低能力越强。的降低能力越强。 (2) 烧成温度：烧成温度： 釉的釉的 随温度升高而降低。随温度升高而降低。Tb 10式中：式中： T温度下的表面张力，温度下的表面张力，N/m； 0T0温度下的表面张力，温度下的表面张力，N/m； b经验系数一般取（经验系数一般取（1 2） 10-4，1/K； TTT0，K

17、。（3-6）(3) 烧成气氛：烧成气氛： 还原气氛下表面张力约比氧化气氛下大还原气氛下表面张力约比氧化气氛下大20，有利于色釉，有利于色釉和熔块釉的烧成，容易消除釉中气泡、针孔。和熔块釉的烧成，容易消除釉中气泡、针孔。20（C）润湿性）润湿性润湿性常用润湿角润湿性常用润湿角( )来表示，来表示， 越小润湿越好越小润湿越好测定方法测定方法：釉粉制成直径：釉粉制成直径10mm,高高10mm的圆柱试样，置于坯的圆柱试样，置于坯上，烧后测定其润湿角上，烧后测定其润湿角( )。影响润湿性的因素：影响润湿性的因素：坯釉的化学组成坯釉的化学组成坯釉的坯釉的 坯釉的润湿角坯釉的润湿角( )。 Lg Sg SL

18、(3-7)lgcosslsg 90时釉完全润湿坯体表面，才能得到质量良好的釉面。时釉完全润湿坯体表面，才能得到质量良好的釉面。一种釉料在不同的坯体上润湿性能不同。一种釉料在不同的坯体上润湿性能不同。注意：注意：216.2.3 力学强度和硬度力学强度和硬度（A）力学强度）力学强度 抗压强度一般为抗压强度一般为400700MPa 抗张强度一般为抗张强度一般为110130MPa影响抗张强度的因素：影响抗张强度的因素：(1) 化学组成化学组成 玻璃结构网络的完整性玻璃结构网络的完整性釉强度计算釉强度计算加和性法则，各氧化物计算因子见下表加和性法则，各氧化物计算因子见下表CaOBaOZnOPbOAl2O

19、3B2O3SiO2MgONa2O K2OP2O5 抗张0.200.050.150.030.050.070.090.010.020.010.08 抗压0.200.650.600.481.000.520.050.0822(2) 微不均匀性和缺陷微不均匀性和缺陷(3) 残余应力和温度残余应力和温度（B）硬度）硬度 硬质瓷硬质瓷划痕硬度划痕硬度釉面硬度一般为釉面硬度一般为 莫氏硬度莫氏硬度78；维氏硬度；维氏硬度52007500MPa 影响硬度的因素：影响硬度的因素： (1)化学组成：适应加和性法则计算因子如下：化学组成：适应加和性法则计算因子如下：SIO2B2O3Na2OK2OP

20、bOCaOZnOBaOAl2O310.06.1-3.7-10.2-10.9-4.3-0.6-0.7-3.5(2) 矿物组成：釉层中析出微晶体的种类和数量。矿物组成：釉层中析出微晶体的种类和数量。 锆英石、尖晶石、莫来石、金红石、钙长石、硅灰石等。锆英石、尖晶石、莫来石、金红石、钙长石、硅灰石等。B2O315%，1012 %，时在硼硅酸盐釉玻璃中硬度最大，时在硼硅酸盐釉玻璃中硬度最大23(3) 釉的膨胀系数和弹性模量釉的膨胀系数和弹性模量釉的膨胀系数应该略小于坯的膨胀系数使釉受到压应力；釉的膨胀系数应该略小于坯的膨胀系数使釉受到压应力；弹性模量小弹性好均有利于硬度的提高。弹性模量小弹性好均有利于

21、硬度的提高。6.2.4 化学稳定性化学稳定性（A）釉受水、碱和酸的侵蚀机理）釉受水、碱和酸的侵蚀机理(1) 水侵蚀机理水侵蚀机理 SiOR + HOH SiOH + R+OH- SiOSi + OH- SiOH + SiO- SiO- + HOH SiOH + OH+生成物：生成物：Si(OH)4 nH2O或者或者SiO2 xH2O类似硅凝胶类似硅凝胶24(2) 碱侵蚀机理碱侵蚀机理 SiOSi +Na+OH- SiOH + SiO-Na+(3) 酸侵蚀机理酸侵蚀机理 一般酸（一般酸（HF例外）不与釉发生反应，但稀酸中的水侵蚀。例外）不与釉发生反应，但稀酸中的水侵蚀。 SiOSi +H+F-

22、SiOH + SiF釉玻璃与釉玻璃与HF的反应剧烈（有利用价值）的反应剧烈（有利用价值）有机酸中的有机阳离子在溶液中对釉玻璃有侵蚀作用有机酸中的有机阳离子在溶液中对釉玻璃有侵蚀作用(HAC)（B）釉化学稳定性与其化学组成的关系）釉化学稳定性与其化学组成的关系(1) R2O降低化学稳定性降低化学稳定性,用碱土用碱土RO代替代替R2O能够提高能够提高 釉的化学稳定性。釉的化学稳定性。(2) SiO2、ZrO2能够提高化学稳定性。能够提高化学稳定性。 (3) Al2O3、ZnO能够提高化学稳定性。能够提高化学稳定性。256.2.5 热膨胀热膨胀 性和弹性性和弹性（A）热膨胀性）热膨胀性 热震动振幅增

23、大，化学键力约束。热震动振幅增大，化学键力约束。常用热膨胀性系数（常用热膨胀性系数（ ）来表示：）来表示：TLLLTTTTT111212)(（38）各类陶瓷制品的热膨胀性系数各类陶瓷制品的热膨胀性系数P163表表39釉的热膨胀系数与组成中各氧化物的关系符合加和性法则，釉的热膨胀系数与组成中各氧化物的关系符合加和性法则，计算时各氧化物的量用摩尔分数结果与实测值较吻合。计算时各氧化物的量用摩尔分数结果与实测值较吻合。规律规律: (1) SiO2和和Al2O3（硼釉除外）降低热膨胀系数；（硼釉除外）降低热膨胀系数； (2) R2O和和RO提高热膨胀系数，且提高热膨胀系数，且R2O的能力强；的能力强；

24、 26（B）弹性）弹性常用弹性模量来表示弹性，它们之间互为倒数关系。常用弹性模量来表示弹性，它们之间互为倒数关系。影响弹性的因素影响弹性的因素(1)釉的化学组成：釉的化学组成：金属离子半径大、电荷少的氧化物降低弹性模量金属离子半径大、电荷少的氧化物降低弹性模量 例如：例如：K2O、 Na2O 、BaO 、SrO离子半径小、极化能力强的金属离子提高弹性模量离子半径小、极化能力强的金属离子提高弹性模量 例如：例如： Li2O、BeO、 MgO 、 Ai2O3 、 TiO2、 ZrO2硼反常现象硼反常现象： B2O315 后加入的部分降低弹性模量后加入的部分降低弹性模量釉的弹性模量与组成中各氧化物的

25、关系符合加和性法则。釉的弹性模量与组成中各氧化物的关系符合加和性法则。提高能力顺序：提高能力顺序： CaOMgO B2O3FeO Ai2O3 BaOZnOPbO27(2) 釉的析晶釉的析晶 冷却时析出晶体的釉，晶粒小于冷却时析出晶体的釉，晶粒小于0.25 nm且分布均匀，且分布均匀，则提高弹性模量。反之，降低弹性模量。则提高弹性模量。反之，降低弹性模量。(3) 温度的影响温度的影响 弹性模量随温度的升高而升高（弹性降低）。弹性模量随温度的升高而升高（弹性降低）。(4) 釉层厚度釉层厚度 釉层愈厚弹性模量愈大（弹性越小）。釉层愈厚弹性模量愈大（弹性越小）。瓷釉的弹性模量瓷釉的弹性模量 （5.71

26、6.48）104MPa28 釉配方的网络化学基础釉配方的网络化学基础 釉中各氧化物的作用釉中各氧化物的作用 釉料配方的配制原则釉料配方的配制原则 釉料配方的确定釉料配方的确定 试验方案的设计试验方案的设计6.3 釉配方确定的依据釉配方确定的依据296.3.1. 釉配方的网络化学基础釉配方的网络化学基础（1）网络形成剂的特征）网络形成剂的特征（A）氧化物阳离子场强大（电荷数）氧化物阳离子场强大（电荷数/半径平方）半径平方） 规律：规律：Z/r21420 能形成玻璃能形成玻璃网络形成剂网络形成剂 SiO2 B2O3网络外体网络外体 R2O RO网络中间体网络中间体 Al2O3 釉釉(玻璃玻璃)结构

27、结构无规则网络无规则网络30氧化物 阳离子半径r （nm） 阳离子电荷z 阳离子场强z/r2 形成玻璃的能力 SiO2B2O3P2O5 GeO2 Li2ONa2OK2OCaOMgOSrOBaOZnO PbO 0.0420.0230.035 0.053 0.0680.0970.1330.0990.0660.1120.1340.074 0.120 435 4 11122222 2 226756704080 1420 22011060210460160110360 140 形成硅酸盐玻璃形成硼酸盐玻璃形成磷酸盐玻璃 形成锗酸盐玻璃 不能形成玻璃 阳离子场强与其形成玻璃的能力阳离子场强与其形成玻璃的能

28、力 31（B）氧化物键强大）氧化物键强大 （单键强度分解能（单键强度分解能 / 阳离子配位数）阳离子配位数） 规律：单键强度规律：单键强度 335KJ/mol 是网络形成剂（孙汉光）是网络形成剂（孙汉光） 表表313 网络形成氧化物单键能网络形成氧化物单键能氧化物氧化物阳离子价数阳离子价数 氧化物分解能（KJ/mol）配位数 单键能（KJ/mol）单键能/ 熔点（KJ/molK） B2O3 SiO2 GeO2Al2O3B2O3P2O5V2O5As2O5Sb2O5ZrO23443355554 1490 1770 1803 16821326 1490 1850 1878 1460 1818 202

29、9 3 4 4 4（6） 4 4 4 4 4 4984444524233303724643684693773642933562853390.6860.2220.3260.1950.510.4350.5480.3970.49832单键能单键能/ 熔点熔点0.21 （Rawson）易形成）易形成 玻璃玻璃（C）氧化物化学键为极性共价键（混合键）氧化物化学键为极性共价键（混合键） 键角易变，键长不易变。键角易变，键长不易变。 规律：离子键成份占规律：离子键成份占3955能形成稳定的玻璃。能形成稳定的玻璃。 表表314 氧化物的键性与玻璃形成能力氧化物的键性与玻璃形成能力氧化物配位数结果类型键的离子性

30、形成玻璃能力SO2B2O3SiO2GeO2Al2O2MgONa2O43或4444或64或66或8分子结构层状结构三维空间结构三维空间结构刚玉型结构NaCl型结构CaF2型结构20425055607080不能形成玻璃形成玻璃形成稳定玻璃形成稳定玻璃难成玻璃不能形成玻璃不能形成玻璃33（D）熔体结构）熔体结构 阴离子聚合程度大；阴离子团对称性低；熔点粘度大的阴离子聚合程度大；阴离子团对称性低；熔点粘度大的 熔体易形成玻璃。熔体易形成玻璃。 （2）网络外体）网络外体 （助熔剂）（助熔剂） 特征：特征：单键强度单键强度 Na2O K2O Li2O 在无铅釉中使用可使釉的热膨胀系数降低，光泽度在无铅釉中

31、使用可使釉的热膨胀系数降低，光泽度高，强度和耐酸性有一定的提高。高，强度和耐酸性有一定的提高。Na2O 降低弹性和抗张强度，提高热膨胀系数，光泽度差。降低弹性和抗张强度，提高热膨胀系数，光泽度差。 K2O 常由钾长石引入，比钠长石熔融温度范围宽，粘度大，常由钾长石引入，比钠长石熔融温度范围宽，粘度大， 其他性能都优于钠长石，但用量也不能太大。其他性能都优于钠长石，但用量也不能太大。（6）ZnO 少量（少量（2左右）降低成熟温度，加宽成熟范围，改善釉左右）降低成熟温度，加宽成熟范围，改善釉 的的力学性能，提高釉的光泽度和白度（乳浊作用）。在结晶釉和大力学性能，提高釉的光泽度和白度（乳浊作用）。在

32、结晶釉和大红釉也有重要的作用。红釉也有重要的作用。37（7）PbO 最强的熔剂。硅酸铅玻璃折射率高，光泽度高。适量的最强的熔剂。硅酸铅玻璃折射率高，光泽度高。适量的 引入与碱金属氧化物相比可以降低高温粘度，加宽熔融范围；引入与碱金属氧化物相比可以降低高温粘度，加宽熔融范围； 提高强度、光泽度和弹性；降低热膨胀系数。在低温釉中大提高强度、光泽度和弹性；降低热膨胀系数。在低温釉中大 量使用釉的强度和热稳定性降低。量使用釉的强度和热稳定性降低。（8）B2O3 强熔剂，降低釉的熔融温度，温度升高粘度降低大，有利强熔剂，降低釉的熔融温度，温度升高粘度降低大，有利 于釉面的铺展，提高釉玻璃的折射率（光泽度

33、），适量加入于釉面的铺展，提高釉玻璃的折射率（光泽度），适量加入 可以降低热膨胀系数，提高化学稳定性。过量导致釉的各种可以降低热膨胀系数，提高化学稳定性。过量导致釉的各种 性能变差。性能变差。1000C以上易挥发。以上易挥发。 （9）BaO 助熔剂，少量引入可以提高釉的光泽度和力学强度，代替助熔剂，少量引入可以提高釉的光泽度和力学强度，代替CaO和和ZnO能提高釉的弹性。能提高釉的弹性。 38（10）SrO 助熔剂，具有助熔剂，具有BaO所有的优点。在改善坯釉适应性、提所有的优点。在改善坯釉适应性、提 高釉面硬度、加宽石灰釉的烧成范围等方面都有很好作用。高釉面硬度、加宽石灰釉的烧成范围等方面都

34、有很好作用。（11）骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等）骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等 骨灰骨灰 可提高光泽度，促进釉料分相，提高白度。可提高光泽度，促进釉料分相，提高白度。 瓷粉瓷粉 取代长石调节釉料，可提高釉的熔融温度，取代长石调节釉料，可提高釉的熔融温度， 降低釉的高温粘度。减少釉面针孔，提高白度。降低釉的高温粘度。减少釉面针孔，提高白度。 乳浊剂乳浊剂 SnO2、TiO2、ZrO2、ZrSiO4、锑化物、磷酸盐、锑化物、磷酸盐 着色剂着色剂 Mn、 Cr 、Co 、Fe、Ni 、Cu 、V 、Pr 等的等的 氧化物、化合物或合成颜料。氧化物、化合物或合成颜料。396. 3.3 釉料配方的配制原则釉

35、料配方的配制原则（1）满足制品对釉面的性能要求）满足制品对釉面的性能要求日用瓷、强地砖、卫生洁具、电瓷等。日用瓷、强地砖、卫生洁具、电瓷等。（2）釉的成熟温度在坯的烧成范围之内）釉的成熟温度在坯的烧成范围之内一次烧成釉，一次烧成釉，始熔温度应高，成熟范围应宽。避免干釉和始熔温度应高，成熟范围应宽。避免干釉和起泡。起泡。二次烧成釉二次烧成釉，生釉的粘附性要强。，生釉的粘附性要强。（3）坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应）坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应要求：要求： 釉釉 坯坯 （略（略小于小于 微正釉微正釉 受压应力）受压应力） E釉釉 E坯坯 （釉有较大的弹性对机械应力、热应力（釉有较大的弹性对

36、机械应力、热应力 的适应能力强）的适应能力强）40（4）坯釉的化学组成相适应）坯釉的化学组成相适应坯釉的化学组成一般应有一定的差别，常用坯釉的化学组成一般应有一定的差别，常用C.A控制。控制。瓷坯瓷坯C.A1 2 瓷釉瓷釉C.A1.8 2.5陶坯陶坯C.A1.2 1.3 陶釉陶釉C.A1.5 2.5（5）合理选择原料）合理选择原料 既要保正生产工艺性能和釉面质量，又要经济合理。既要保正生产工艺性能和釉面质量，又要经济合理。MgO 由滑石、白云石、菱镁矿由滑石、白云石、菱镁矿 、MgO引入效果差别很大。引入效果差别很大。PbO 通常由铅丹引入，不用碱式碳酸铅。通常由铅丹引入，不用碱式碳酸铅。Al

37、2O3通常由长石引入，不用粘土。通常由长石引入，不用粘土。416.3.4. 釉料配方的确定釉料配方的确定（1）掌握必要的资料）掌握必要的资料（A）坯料的化学和物理性质：组成、）坯料的化学和物理性质：组成、 、加热过程的物理化学、加热过程的物理化学 变化、烧成温度范围和气氛等。变化、烧成温度范围和气氛等。 （B）釉的性能要求：光学、力学、电学、热学和化学稳定性等）釉的性能要求：光学、力学、电学、热学和化学稳定性等（C）制釉原料的化学组成、纯度、细度及工艺性能。）制釉原料的化学组成、纯度、细度及工艺性能。（D）燃料种类、烧成方法和烧成气氛等。）燃料种类、烧成方法和烧成气氛等。（2）釉料配方的确定方

38、法）釉料配方的确定方法（A）借助成功的经验）借助成功的经验 根据制品的种类特点，查阅资料参考成功的配方，结合可根据制品的种类特点，查阅资料参考成功的配方，结合可选用原料的组成和性能，生产厂的生产工艺条件，通过计算、选用原料的组成和性能，生产厂的生产工艺条件，通过计算、调整、试验、性能测试等环节，最后得出各方面性能满意同时调整、试验、性能测试等环节，最后得出各方面性能满意同时又经济合理的最优配方。又经济合理的最优配方。42（B）借助三元系统相图）借助三元系统相图相图特点相图特点：只考虑三组分，缓慢升温的平衡过程。：只考虑三组分，缓慢升温的平衡过程。釉的特点釉的特点：多组分系统，快速升温的非平衡过

39、程。：多组分系统，快速升温的非平衡过程。（C）利用釉的组成温度图）利用釉的组成温度图abc1 41 51 6Al2O3SiO21:202.52.01.51.00.5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131:10Al2O3 / SiO243该图对应釉式该图对应釉式 0.3R2O 0.7ROnAl2O3 mSiO2其中其中：R2OK2O+Na2O ROCaO+MgO例如：图中例如：图中a、b、c 三点，成熟温度均为三点，成熟温度均为1300C，釉式如下：，釉式如下：点点a： 0.3R2O0.7RO2.04Al2O3 10.20SiO2点点b：0.3R2O 0.7RO1.85Al2O3

40、 11.10SiO2点点c：0.3R2O 0.7RO1.71Al2O3 12.0SiO244（D）参考测温锥的组成进行配方）参考测温锥的组成进行配方 每一个标号的测温锥都有确定的组成。每一个标号的测温锥都有确定的组成。SK7起熔剂不变，起熔剂不变，铝硅比不变，氧化铝每锥号增加铝硅比不变，氧化铝每锥号增加0.1(4),0.2(4)0.3(3)。某标定。某标定温度组成的锥料作为釉料时，该釉的烧成温度应当比标定温度组成的锥料作为釉料时，该釉的烧成温度应当比标定温度高温度高45个锥号。个锥号。例如：欲设计例如：欲设计1350C 成熟的釉，试确定参考釉式。成熟的釉，试确定参考釉式。 1350C 锥号锥号

41、SK12 12（4 5）7 8 参考参考SK7、SK8的组成的组成 SK7： 0.3K2O 0.7CaO0.7Al2O3 7.0SiO2SK8： 0.3K2O 0.7CaO0.8Al2O3 8.0SiO2456.4 釉料配方的计算釉料配方的计算6.4.1 釉式的计算釉式的计算 由釉料的化学组成（由釉料的化学组成（wt%）计算釉式（步骤）计算釉式（步骤）（1）计算各氧化物的相对）计算各氧化物的相对mol数数 ；（2）以碱性氧化物的）以碱性氧化物的mol数之和分别除各氧化物的数之和分别除各氧化物的mol数；数；（3）将（）将（2）的计算结果按釉式要求排列即可。）的计算结果按釉式要求排

42、列即可。 例例某釉料的化学组成如下：某釉料的化学组成如下： 组成组成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O ZnO灼减灼减 合计合计 Wt 69.19 14.63 0.12 0.79 3.43 6.32 1.68 1.5 1.96 100解：解：SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO K2ONa2OZnO(1)1.15120.14360.00080.01410.08530.06720.02710.0184(2)5.4230.6770.0040.0660.4020.3170.1280.08746 0.317K2O 0.128Na2O 0.677Al2O3 0.06

43、6CaO 5.423SiO2 0.402MgO 0.004 Fe2O3 0.087ZnO釉式：釉式： 由配方（原料配料量）计算釉式由配方（原料配料量）计算釉式 （步骤）（步骤）（1）将配方根据各原料的化学组成和质量分数换算成为化学）将配方根据各原料的化学组成和质量分数换算成为化学 组成；组成；（2）按）按1.1方法计算。方法计算。476.4.2 釉料配方的计算釉料配方的计算 生料釉配方的计算（步骤）生料釉配方的计算（步骤） 知釉式矿物原料（按理论组成计算）逐项平衡法知釉式矿物原料（按理论组成计算）逐项平衡法 （1）用长石）用长石 平衡平衡 K2O、Na2O 的含量

44、，同时平衡部分的含量，同时平衡部分Al2O3 和和 SiO2 ；（2）用粘土（高岭土）平衡剩余的）用粘土（高岭土）平衡剩余的Al2O3 ，同时再平衡部分，同时再平衡部分 SiO2 ；（3）用滑石平衡）用滑石平衡MgO ，同时再平衡部分，同时再平衡部分 SiO2 ；（4）用石英平衡剩余的）用石英平衡剩余的 SiO2 ；（5）用化工原料平衡剩余的氧化物。）用化工原料平衡剩余的氧化物。例如例如 ：已知某长石质瓷的釉料，其釉式为：已知某长石质瓷的釉料，其釉式为： 0.486K2O 0.449MgO 0.667Al2O36.6921SiO2 0.065ZnO 试用钾长石、高岭土、石英、氧化锌、滑石这五种

45、试用钾长石、高岭土、石英、氧化锌、滑石这五种 原料进行配料。原料进行配料。 48解：解：（1）根据釉式计算各原料的根据釉式计算各原料的mol数数（见表）（见表）SiO2 Al2O3 MgO K2O ZnO 釉釉料料组组成成分分子子数数 使使用用原原料料 6.692 0.667 0.449 0.486 0.065 钾钾长长石石（K2OAl2O36SiO2）0.486 余余量量 2.916 3.776 0.486 0.181 0.449 0.486 0 0.065 高高岭岭土土 （Al2O3 2SiO2 2H2O） 0.181 余余量量 0.362 3.414 0.181 0 0.449 0.06

46、5 滑滑石石（3MgO4SiO2H2O）0.149 余余量量 0.596 2.818 0.449 0 0.065 石石英英（SiO2）2.818 余余量量 2.818 0 0.065 氧氧化化锌锌（ZnO）0.065 余余量量 0.065 0 （2）根据各原料的根据各原料的mol数计算配料量（见表）数计算配料量（见表）49 原原料料 分分子子数数 分分子子量量 配配料料量量 百百分分数数（%） 钾钾长长石石 0.486 556.8 270.6 49.5 高高岭岭土土 0.181 258.2 46.7 8.4 滑滑石石 0.149 379.3 56.5 10.3 石石英英 2.818 60.1

47、169.4 30.9 氧氧化化锌锌 0.065 81.4 5.3 0.9 50 熔块配方的计算熔块配方的计算（A）制备熔块的原因：）制备熔块的原因：配制低温釉必须引入含有铅、硼的氧化物配制低温釉必须引入含有铅、硼的氧化物或化合物，而这些物质大多是有毒或溶于水的，直接使用可或化合物，而这些物质大多是有毒或溶于水的，直接使用可能导致工人中毒或坯釉化学组成发生变化。能导致工人中毒或坯釉化学组成发生变化。此外经过一次熔制后，此外经过一次熔制后，使难熔原料变得易熔，使釉料均匀釉面质量提高。使难熔原料变得易熔，使釉料均匀釉面质量提高。（B）配制熔块的原则）配制熔块的原则（1）( RO2+R2

48、O3) / (R2O+RO)=1:13:1 保证适当的融化温度；保证适当的融化温度；（2）Al2O3 0.2mol 否则高温粘度大，熔化困难不易均匀，且否则高温粘度大，熔化困难不易均匀，且熔化温度较高，会导致碱性物的挥发损失大。熔化温度较高，会导致碱性物的挥发损失大。（3）（）（R2O/RO）2，因硼盐的溶解度较大，提高氧化硅含量可，因硼盐的溶解度较大，提高氧化硅含量可降低其溶解度。降低其溶解度。（5）所有的溶于水的化合物都加入熔块）所有的溶于水的化合物都加入熔块。51（C）熔块产率的计算）熔块产率的计算 熔块制备过程中由于组成中的挥发成份的挥发，生产过熔块制备过程中由于组成中的挥发成份的挥发

49、，生产过程的各种损耗，产物与配料量的比值（产率）程的各种损耗，产物与配料量的比值（产率）100。（D）熔块配料量的计算）熔块配料量的计算 计算方法与生料釉的计算方法完全相同。计算方法与生料釉的计算方法完全相同。526.5.1釉料在加热过程中的变化釉料在加热过程中的变化(1)原料的分解；原料的分解；(2)化合与固相反应；化合与固相反应；(3)氧化物挥发；氧化物挥发；(4)烧结；烧结；(5)熔融；熔融； 原料的分解原料的分解釉用原料如粘土脱水，有机物挥发，碳酸盐、硫酸盐、釉用原料如粘土脱水，有机物挥发，碳酸盐、硫酸盐、 磷酸盐、硝酸盐、硼砂、硼酸、石灰石、方解石等分解磷酸盐、硝酸盐、

50、硼砂、硼酸、石灰石、方解石等分解 化合与固相反应化合与固相反应 在温度升高时，易熔氧化物同在温度升高时，易熔氧化物同Al2O3 和和SiO2等发生反等发生反应，形成了新的共熔物。应，形成了新的共熔物。6.5 釉层形成过程的反应釉层形成过程的反应 5 釉中组分的挥发釉中组分的挥发 挥发的大小取决于各组分蒸气压、加热时间、窑炉气氛等挥发的大小取决于各组分蒸气压、加热时间、窑炉气氛等因素。氧化铅、硼砂，硼酸、钠和钾盐、氧化锑、芒硝等均因素。氧化铅、硼砂，硼酸、钠和钾盐、氧化锑、芒硝等均会有不同程度的挥发，这些物质中硼酸和钾盐类较易挥发。会有不同程度的挥发，这些物质中硼酸

51、和钾盐类较易挥发。硼硼450；铅；铅850；铬；铬1000。 烧结烧结 烧结是指将粉末状态的物质经过加热转化为具有一定烧结是指将粉末状态的物质经过加热转化为具有一定强度的凝集块状物质的过程。强度的凝集块状物质的过程。 本质：降低颗粒表面能的过程本质：降低颗粒表面能的过程。5 熔融熔融A、自熔自熔，指釉料中长石，碳酸盐、硝酸盐、氧化铅及熔块等，指釉料中长石，碳酸盐、硝酸盐、氧化铅及熔块等易熔物的融化；易熔物的融化；B、共熔共熔，指釉料中几种物质形成各种低共熔物。，指釉料中几种物质形成各种低共熔物。影响熔融和均化的一些因素影响熔融和均化的一些因素1)釉料内部的高温排气

52、。釉料内部的高温排气。釉料内气泡的排出会在釉熔体中起搅釉料内气泡的排出会在釉熔体中起搅拌作用，从而釉层熔融和均化较好。拌作用，从而釉层熔融和均化较好。2 )釉料吸附水的排出。釉料吸附水的排出。和第一种因素相比，影响要微弱得多。和第一种因素相比，影响要微弱得多。3)原料的状态。原料的状态。原料颗粒越细，混合的越均匀，熔化温度越原料颗粒越细，混合的越均匀，熔化温度越低，缩短熔化时间，增强均匀程度。低，缩短熔化时间，增强均匀程度。4)釉烧时间和温度。釉烧时间和温度。釉烧时间长，温度高，熔化和均化的充分。釉烧时间长，温度高，熔化和均化的充分。556.5.2釉层冷却时的变化（和玻璃相似）釉层冷却时的变化

53、（和玻璃相似）（1）从低粘度的流动状态冷却到软化温度（）从低粘度的流动状态冷却到软化温度（Tf）（2）粘度增加，经过粘性状态；）粘度增加，经过粘性状态；（3）超过转变温度）超过转变温度(Tg)后凝固形成玻璃体；后凝固形成玻璃体；脆性脆性 粘性状态粘性状态 熔液状态熔液状态 3 2 1 转变温度转变温度软化温度软化温度TgTflg 釉熔液在冷却过程三个阶段釉熔液在冷却过程三个阶段T56陶瓷釉料软化温度和内应力分析陶瓷釉料软化温度和内应力分析种类种类软化温度软化温度烧后应力情况烧后应力情况炻器炻器340-480软软质质瓷瓷530-570硬硬质质瓷瓷670内应力很小内应力很小内应力大内应力大内应力小

54、内应力小6.5.3釉层内的气泡釉层内的气泡（1）气泡对釉面性能的影响）气泡对釉面性能的影响（2）气泡的产生原因）气泡的产生原因（3）气泡的克服方法）气泡的克服方法（4）气泡的合理利用）气泡的合理利用5气泡对釉面性能的影响气泡对釉面性能的影响（1） 对外观性能的影响对外观性能的影响1）凹凸不平）凹凸不平2）透光度下降）透光度下降3）光泽度下降）光泽度下降气泡大小（m）外观80变化不明显80-100釉面呈阴暗状态100-200釉面呈蛋壳状200-400釉面呈桔皮状400-800釉面有棕眼 气泡大小与釉面外观状态关系表气泡大小与釉面外观状态关系表58（C）机械强度下降）机械强度下降以

55、抗折强度为例：以抗折强度为例：气泡相当于微裂纹，受力后沿气泡断裂。气泡相当于微裂纹，受力后沿气泡断裂。（2） 对内在性能的影响对内在性能的影响（A）耐磨性下降）耐磨性下降（B）耐酸碱能力下降）耐酸碱能力下降耐酸碱能力下降耐酸碱能力下降气泡气泡釉层气孔率增加釉层气孔率增加釉面不平增加了酸釉面不平增加了酸碱与釉的接触面积碱与釉的接触面积耐磨性下降耐磨性下降59（B） 由坯釉化学反应产生的气孔由坯釉化学反应产生的气孔 坯釉中含有坯釉中含有CO32-，SO42-，NO3-，Pb3O4、OH-、各种各种H2O等在高温下分解、挥发；等在高温下分解、挥发；碳素碳素和和有机物有机物的的燃烧等；都要排出气体。燃

56、烧等；都要排出气体。坯体釉层 气泡产生的原因气泡产生的原因（1）由于坯釉本身的原因产生的气泡）由于坯釉本身的原因产生的气泡（A）坯釉烧前内部颗粒之间的堆积空隙，形成气泡；）坯釉烧前内部颗粒之间的堆积空隙，形成气泡；60（2）由于工艺因素形成的气泡）由于工艺因素形成的气泡（A）干燥后的釉层透气性较差，坯体孔隙中的气体干燥后的釉层透气性较差，坯体孔隙中的气体不易排出，而在高温时坯中气体通过釉面而产生气泡。不易排出，而在高温时坯中气体通过釉面而产生气泡。（B）在施釉时将一部分气体封闭在釉层中，也会产在施釉时将一部分气体封闭在釉层中，也会产生气泡，或者在釉中加入一些添加剂而引入气泡。生气

57、泡，或者在釉中加入一些添加剂而引入气泡。（C）釉层厚度增加，气泡增多釉层厚度增加，气泡增多. （D）快速烧成时，坯釉中气体来不及排出，被已烧快速烧成时，坯釉中气体来不及排出，被已烧融并硬化的釉层封闭在其中形成气泡。融并硬化的釉层封闭在其中形成气泡。6 气泡的克服方法气泡的克服方法（2）烧成过程控制）烧成过程控制（1） 配方控制配方控制（A）提高釉的始熔温度；）提高釉的始熔温度；（A）低温阶段：加强通风，中火保温。）低温阶段：加强通风，中火保温。（B）高温阶段：均匀升温，高火保温。）高温阶段：均匀升温，高火保温。（B）合理选择原料：）合理选择原料：（C）增加釉中熔剂含量，降低釉的

58、高温粘度；）增加釉中熔剂含量，降低釉的高温粘度；a、选择不产生气体的原料或熔块釉；、选择不产生气体的原料或熔块釉；b、选择有利于气体排除的原料；（排气温度低、选择有利于气体排除的原料；（排气温度低 的原料）的原料）62（3） 釉浆制备过程工艺控制釉浆制备过程工艺控制（A）釉料不要磨得太细；）釉料不要磨得太细；（B）在釉浆中加入消泡剂）在釉浆中加入消泡剂例如：在釉浆中加入例如：在釉浆中加入PVA时，虽然提高了釉浆的施时，虽然提高了釉浆的施釉性能（粘接作用），但是在搅拌中回出现泡沫。釉性能（粘接作用），但是在搅拌中回出现泡沫。加入加入0.01-0.05%(PVA为基准为基准)的辛醇或磷酸三丁酯。的

59、辛醇或磷酸三丁酯。 气泡的合理应用气泡的合理应用（A）细小且均匀分布于釉中作为乳浊剂；）细小且均匀分布于釉中作为乳浊剂；（B）形成油滴釉（气泡内壁析出赤铁矿、磁铁矿）。）形成油滴釉（气泡内壁析出赤铁矿、磁铁矿）。636.6 坯釉适应性坯釉适应性 1.膨胀系数对坯釉适应性的影响膨胀系数对坯釉适应性的影响2.中间层对坯釉适应性的影响中间层对坯釉适应性的影响3.釉层的弹性、抗张强度对坯釉釉层的弹性、抗张强度对坯釉 适应性的影响适应性的影响4.釉层厚度对坯釉适应性的影响釉层厚度对坯釉适应性的影响5.化学组成对坯釉适应性的影响化学组成对坯釉适应性的影响6.6.1.膨胀系数对坯釉适应性的影响

60、膨胀系数对坯釉适应性的影响坯釉坯釉 之间的关系之间的关系 釉釉 坯坯 负釉负釉 釉釉 坯坯 釉釉 坯坯 ）坯体坯体冷却冷却釉层受力分析釉层受力分析釉层开裂釉层开裂坯体坯体负釉负釉65(2) 釉的膨胀系数小于坯的膨胀系数釉的膨胀系数小于坯的膨胀系数（ 釉釉 坯坯 ）坯体坯体冷却冷却釉层剥落釉层剥落坯体坯体釉层受力分析釉层受力分析正釉正釉66(3) 坯釉的热膨胀系数接近或相等坯釉的热膨胀系数接近或相等（ 釉釉 坯坯）釉面应力的判断釉面应力的判断1） 从裂纹形式判断釉面受力情况从裂纹形式判断釉面受力情况张应力张应力：网眼状裂纹，从釉的断面看，：网眼状裂纹，从釉的断面看， 裂纹和坯体表面直。裂纹和坯体