低温烧结喷釉法制备细胞壁结晶釉的研究

低温烧结喷釉法制备细胞壁结晶釉的研究

釉面砖是中国发明的一种建筑装饰材料。它以其独特的建筑风格和颜色吸引了人们的喜爱。随着生活水平的提高,人们开始追求更高档次的艺术享受,对陶瓷装饰也提出了更高的要求。结晶釉是一种装饰性很强的艺术釉,它是指釉面分布着星形、针状或花叶形粗大聚晶体的一种装饰釉。结晶釉以独特的艺术魅力,在100多年前就已经被应用在工艺品以及日用陶瓷上,而在建筑陶瓷上的应用较晚也较少。我国近几年开始用结晶釉来装饰釉面内墙砖、彩釉墙地砖等,对用在琉璃瓦上的结晶釉相关研究更少。传统琉璃瓦烧成周期长、生产效率低,难于满足人们对琉璃瓦日益增长的需求。因此,笔者通过改变助烧剂的种类、含量以及烧成制度来研究低温烧成琉璃瓦结晶釉面光泽效果的影响。1实验部分1.1实验用原材料所用结晶釉的化工原料如表1,各种化工原料的化学组成如表2所示。坯体采用景德镇琉璃瓦工厂的低温素烧琉璃瓦坯体。1.2实验技术1.2.1实验过程1.2.2材料的球磨时间1)将低温瓷砖坯体900℃素烧;2)采用喷釉法上釉,釉层厚度为1.0～1.5ⓕ;3)料∶球∶水=1∶2∶0.8,釉料细度过200目筛,筛余0.1%;4)球磨时间为20min;5)上釉后的样品放烘箱在65℃左右烘干24h,取出备用;6)烧成保温时间为30min,自然冷却。在基础配方的基础上通过添加不同助烧剂,进行烧制试验,经过试验得到较好的样品。1.2.3气体元素质量综合效应试验本试验采用一次上釉烧成。经过多次试验,最终确定出基础配方(质量%)为:玻璃粉50～58,氧化锌25～28,苏州土4～6,石英6,烧滑石2,氧化铜2。在此配方基础上通过改变硅灰石、透辉石含量和烧成温度,探讨对结晶釉面的影响。2分析与讨论的结果2.1添加ca4硅灰石通过改变硅灰石和石英的含量来探讨对结晶釉面效果和烧结温度的影响,其釉面效果如表3所示。从表3可以看出,加入一定量的硅灰石后,使釉的烧成温度从1285℃降低到1200℃,烧成范围拓宽了85℃;随着烧结温度的降低,在1240～1200℃,当CaSiO3∶SiO2为0.9∶5.1时釉面整体效果较佳。其原因主要是硅灰石作为碱土金属硅酸盐,合适的CaO与SiO2含量在高温下能生成玻璃相,可降低釉的成熟温度和高温粘度,提高釉面的光泽度和硬度,改善坯与釉的结合性能。当釉的高温粘度降低,可给经晶核长大提供了一个良好的生长环境。但随着硅灰石含量的增加,很可能与氧化硅和氧化铝生成钙长石,而使釉面光泽度降低;同时随着烧成温度的降低,所提供的能量不足以使晶核长大,故其晶花长大不明显,甚至无晶花。2.2g-s-t-2最佳成型温度的确定选用釉面效果较好的配方,当CaSiO3∶SiO2为0.9∶5.1,其他组分不改变的情况下,为了进一步降低烧成温度,引入透辉石5%、10%、15%,试验号分别为G-S-T-1,G-S-T-2,G-S-T-3来考察釉面结晶效果。在1160℃、1180℃、1200℃、1220℃、1240℃温度下烧成。其实验结果如表4。由表4可知,在1160℃温度下烧成,釉面未烧熟,无晶花出现;在1180～1200℃多数釉面平整,光泽度较好,釉面析出较小的晶花;其中G-S-T-2配方在坯体都分布着数量不一的小晶花。由此可说明当透辉石含量为10%时,对釉面效果较佳。实验结果表明,该配方的最佳烧成温度在1180～1220℃,结晶温度范围约为40℃。在1160℃时,由于烧成温度还未达到釉的结晶温度,由于粘度比较大,质点的运动受阻,从而使晶体长大速度减小,从而没有晶粒析出;在1240℃时,由于烧成温度偏高,可能析出的晶体又被溶解,所以无晶粒析出。2.3过度系统对表面结晶效果的影响2.3.1析晶保温点的确定结晶釉是利用釉的高温熔体在不同温度下对成晶物质的溶解度,在降温过程中,熔体中的成晶物质过饱和而析晶进而形成晶花,为了得到大晶花就需要对析晶保温点进行研究,本实验选取较佳配方G-S-T-2,在1080℃、1100℃、1120℃、1140℃、1160℃5个温度点保温观察效果。实验结果如表5所示。从表5可知,在析晶保温温度1120℃,晶花大且釉面效果光亮。由此说明合适的析晶保温温度对晶花的长大有着非常大的贡献。2.3.2影响效果的因素在最佳析晶保温温度1120℃下,研究析晶保温时间对釉面结晶效果的影响,如表6所示。由表6可知,随着析晶保温时间的延长晶花逐渐长大,当析晶保温时间在90～120min时,晶花长大均匀,釉面效果好,但考虑到经济成本,优选保温时间90min。3最佳助烧剂含量1)引入助烧剂硅灰石和透辉石可显著降低结晶釉的烧成温度,同时也提高琉璃瓦的釉面效果。最佳助烧剂含量:硅灰石和石英