釉料概述、性质、依据和计算

1、釉料概述、性质、依据和计算122 6.1 釉料概述 6.2 釉的性质 6.3 釉配方确定的依据 6.4 釉料配方的计算 6.5 釉层形成过程的反应 6.6 釉的析晶 6.7 坯釉适应性33 釉的作用 (1) 装饰：提高艺术、欣赏价值。 (2) 改善制品的各种性能：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。6.1.1 釉及其作用 釉的概念：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。44 天然原料：石英、钾钠长石、粘土、滑石、石灰石、白云 石、 硅灰石、锂辉石、锆英石、萤石等 。制釉原料：天然原料和化工原料化工原料：ZnO、 SnO2、 ZrO2、Pb

2、3O4、BaCO3、Al2O3、 SrO、硼砂、硼酸、铅白、密陀僧（PbO）等。6.1.2 制釉原料及釉的分类釉的分类55 分类的依据种类名称坯体的种类瓷器釉、炻器釉、陶器釉制 造 工 艺釉料制作方法 烧成温度 烧釉速率 烧成方法生料釉、熔块釉、挥发釉(食盐釉)低温釉(1300C)、易熔釉、难熔釉 慢速烧成釉、快速烧成釉 一次烧成釉、二次烧成釉 组 成主要熔剂 主要着色剂长石釉、石灰釉（石灰碱釉、石灰碱土釉）、锂釉、镁釉、锌釉、铅釉(纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土釉)、无铅釉(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 性 质外观特性 物理特性透明釉、乳浊釉、

3、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、多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、裂纹釉、纹理釉、水晶釉、抛光釉 低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉显微结构玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉用途装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等6 6.1.3 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表示方式：矿物重量百分组成 工厂配方 原料 石英 长石 粘土 石灰石 滑石 湖南建湘（长石釉） 30 55 5 10 唐山某厂（石灰釉） 22 52 12 14 (2) 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a R2O b RO c R2

4、O3 d RO2 其中：a+b=177 6.1.4 几种常见釉举例6.1.4.1 长石釉和石灰釉 原料 石英 长石 粘土 石灰石 滑石 湖南建湘（长石釉） 30 55 5 10 唐山某厂（石灰釉） 22 52 12 14 0.4408 K2O 0.1070 Na2O 0.0642 CaO 0.3880 MgO0.7188 Al2O3 0.0114 Fe2O3 7.1480 SiO2 （湖南建湘）0.2128 K2O 0.1013 Na2O 0.5133 CaO 0.1724 MgO0.3161 Al2O3 0.0057 Fe2O3 30149 SiO2 （唐山某厂）88 (1) 釉式中K2O和

5、Na2O的mol 数之和不小于。(2) 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较好（南方瓷）。(1) 釉式中CaO的mol 数不小于。 (2) 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）。长石釉特点（A）石灰釉特点（B）99 6.1.4.2 镁质釉及其特点由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物MgO在釉式中的含 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， 烧成范围宽。(3) 对坯体的适应性强6.1.4.3 多熔剂混合型釉高温釉 （添加含ZnO、BaO、SrO、Li2O等熔

6、剂的原料） 低温釉（添加含PbO、B2O3等强熔剂的原料）1010 6.1.5 釉的特点6.1.5.1 大多数釉是玻璃体具有普通玻璃的物理化学性质6.1.5.2 釉与玻璃的不同点(1) 釉层中含有气泡和晶体。 (2) 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。6.1.5.3 产生差异的原因配方不同。 烧成制度不同。 釉与坯体之间的扩散和反应。1111 釉的熔融特性 釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性 力学强度和硬度 化学稳定性 热膨胀 性和弹性 光学性质6.2 釉的性质126.2.1 釉的熔融特性 6.2.1.1 釉的熔融温度范围 釉的烧成温度一般在其上限附近熔融温度范围的

7、确定方法高温显微镜法：将釉料制成直径和高度均为8mm的小圆柱，置于高温电炉，通过显微镜观察、拍照、获得试样在温度作用下形状、尺寸的变化结果。1313 开始熔融温度 完全熔融温度半球温度 1/3原高温度（国标）未烧软化温度半球温度流动温度规定：（1）试样呈半球时的温度称“始熔温度” （2）试样高度流至原高度1/3时温度称“流动温度” （3）始熔温度与流动温度间隙即为熔融温度范围1414 影响熔融温度范围的因素物料细度(2) 各组分混合均匀程度(3) 物料的化学组成15始熔温度与熔融温度范围的选择釉与坯在烧成过程中是不可分割的整体 釉的始熔温度及熔融温度范围应与坯体的烧成特性相适应。 始熔温度过低

8、，釉熔体过早封闭坯面，阻碍坯中气体排出。 熔融温度范围过窄，烧成操作控制困难，易产生流釉或生釉； 熔融温度范围过宽，导致始熔点前移；使上限与下限釉面质量不同（组分挥发、内扩散）16 实际应用时中，考虑釉的始熔温度和熔融温度范围不能脱离坯体的烧结性能和具体的烧成条件。对于日用瓷：始熔温度应高于坯体烧结温度的下限；（便于排气）始熔温度不应超过制品烧成温度（范围）的下限；流动温度（熔融温度范围上限）应与制品烧成温度（范围）的上限相对应。17T坯烧结T坯膨胀T烧成下T烧成上T始融T流动制品烧成温度范围坯体烧结温度范围釉熔融温度范围1818 釉的烧成温度的估算酸度系数法 （） C.A （酸性氧化物mol

9、数）/（碱性氧化物mol数）式中：RO2 酸性氧化物mol数； R2O、RO、R2O3碱性氧化物mol数； 注意：Al2O3的mol数在含铅釉中按RO2计算； B2O3的mol数在精陶釉中按R2O3计算； C.A 1.4 2.5 烧温度成1250 1450C1919 釉的烧成温度的估算（2）熔融温度系数法 （K）式中： 易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； 难熔氧化物质量分数。各氧化物的熔融温度系数见P162表51K值与熔融温度的关系见P163表52 2020 6.2.2 釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性6.2.2.1 高温粘度 太大（1000Pas）则产生

10、橘釉、针孔、釉面不光亮等缺陷；太小（40Pas）则产生流釉、堆釉、干釉、釉泡等缺陷； 影响高温粘度的主要因素： （1）烧成温度： 温度升高粘度下降（2）化学组成：硅酸盐熔体结构网络的影响程度2121 过大阻碍气体排出和熔体均化不利于润湿，易产生“缩釉” 过小易造成“流釉”，形成针孔缺陷。影响表面张力的因素：化学组成表面张力 （） （B） (2) 烧成温度： 釉的随温度升高而降低。 (3) 烧成气氛 2222 （C）润湿性润湿性常用润湿角()来表示， 越小润湿越好测定方法：釉粉制成直径10mm,高10mm的圆柱试样，置于坯 上，烧后测定其润湿角()。影响润湿性的因素：坯釉的化学组成坯釉的 坯釉的

11、润湿角()。 Lg Sg SL Na2O K2O Li2O 在无铅釉中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。Na2O 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， 其他性能都优于钠长石，但用量也不能太大。（6）ZnO 少量（2左右）降低成熟温度，加宽成熟范围，改善釉 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 红釉也有重要的作用。3636 （7）PbO 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； 提高强度、光泽度和弹性；降低热膨

12、胀系数。在低温釉中大 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 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 性能变差。1000C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 CaO和ZnO能提高釉的弹性。 3737 （10）SrO 助熔剂，具有BaO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。（11）骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等 骨灰 可提高光泽度，促进釉料分相，提高白度。 瓷粉 取代长石调节釉料，可提

13、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。 乳浊剂 SnO2、TiO2、ZrO2、ZrSiO4、锑化物、磷酸盐 着色剂 Mn、 Cr 、Co 、Fe、Ni 、Cu 、V 、Pr 等的 氧化物、化合物或合成颜料。 3838 6. 3.3 釉料配方的配制原则（1）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。（2）釉的成熟温度在坯的烧成范围之内一次烧成釉，始熔温度应高，成熟范围应宽。避免干釉和 起泡。二次烧成釉，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要求：釉 坯 （略小于 微正釉 受压应力） E釉 坯 负釉 釉 坯 釉 坯 ）坯体冷却釉层受力分析釉层

14、开裂坯体负釉 5858 (2) 釉的膨胀系数小于坯的膨胀系数（ 釉 坯 ）坯体冷却釉层剥落坯体釉层受力分析正釉 5959 (3) 坯釉的热膨胀系数接近或相等（釉坯） 釉面应力的判断1） 从裂纹形式判断釉面受力情况张应力：网眼状裂纹，从釉的断面看， 裂纹和坯体表面直。受到小张应力受到大张应力6060 压应力：鱼鳞状裂纹，从釉的断面看， 裂纹呈园弧型，严重时剥落。2） 观察釉面弯曲情况来判断受力3） 偏光显微镜法：受张应力为黄色； 受压应力下绿色。结论：坯釉的间理想的关系是微正釉 10-61/左右。6.7.1.5 调整坯釉的方法（1）调整配料中石英、特别是方石英的含量； （2）调整釉料的化学组成，

15、根据加和性常数；（3）适当提高烧成温度、延长保温时间。6161 6.7.2. 中间层对坯釉适应性的影响 中间层：坯釉化学组成不同，高温下相互扩散、溶解、反 应、结晶，生成一层组成和性能介于坯釉之间的过渡性物质。坯体中间层 釉6.7.2.1 中间层可以缓解坯釉应力正釉：（ 釉 坯 ） 中间层作用 釉 中 坯 则： 中- 釉 坯 ） 中间层作用 釉 中 坯 则： 釉 - 中 釉 - 坯 釉层受力减少总之：良好的中间层可以缓解坯釉应力。6262 扩散使釉的热膨胀系数降低，有利于形成正釉。 釉中碱性成份渗入坯中，坯中铝硅成份渗入釉中的结果。6.7.2.3 若中间层生成了合适的晶体，则有利于 坯釉结合； 反之，则不利于坯釉结合。 莫来石有利钙长石 方石英等不利规律：高硅坯适用于长石釉；高铝坯适用于石灰釉； 含钙高的坯适用于硼釉和硼铅釉。636