鋰輝石對陶瓷色料發色的影響

摘 要 本文通過在低溫無鉛釉中添加不同比例鋰輝石，探討了陶瓷釉料中鋰輝石含量對各種陶瓷色料呈色的影響。

關鍵詞 鋰輝石，色料，呈色

1前言

隨著人們對鋰輝石研究的不斷深入和實際發展的需要，鋰輝石在陶瓷工業中日益得到廣泛應用，越來越多的陶瓷企業從中獲益。

降低陶瓷產品的燒成溫度是廠家降低生產成本的途徑之一。另外，隨著歐美國家對于陶瓷制品鉛、鎘溶出限量標準的提高，日用陶瓷使用含鉛釉裝飾越來越受到限制。在提高產品質量、替代氧化鉛等方面，鋰輝石具有較大優勢。

在釉料中使用鋰輝石可以降低釉料熱膨脹系數、增加產品熱穩定性、降低陶瓷燒成溫度、提高釉面白度、改善釉面質量和坯釉結合性。本文初步探討了鋰輝石對陶瓷色料在釉中呈色的影響。

2試驗方法及過程

2.1 儀器和設備

試驗用到的主要儀器設備有：快速球磨機、氧化鋁罐、瑪瑙罐、烘箱、電子天平、噴槍、轉盤、智能高溫電爐、分光光度計、標準篩。

2.2 試驗方法

本文采用平行對比試驗的方法：在其它條件一樣的情況下，在基礎釉中添加不同比例的鋰輝石，然后與沒有添加鋰輝石的基礎釉做色釉顏色對比，以考察釉中鋰輝石含量對陶瓷色料呈色的影響。試驗中要保證坯體、釉厚、燒成溫度、氣氛等條件一致。同時，為了減少其它元素的影響，試驗選用化學成分相對簡單的基礎釉：除SiO₂、Al₂O₃外，只含B₂O₃、CaO、K₂O、Na₂O和少量ZrO₂。這樣的釉料組成可以把其它元素對色料呈色的干擾降到最低。

2.3 坯體組成

為便于顏色測量并保證其它條件的一致性，本試驗采用建筑陶瓷上的內墻磚坯體，該坯體已在1120～1160℃素燒，其化學組成如表1所示。

為保證素燒磚坯體的底色一致，在其上又上了一層高白化妝土。該化妝土燒后白度大于80度。因為電爐也有一定溫差，所以試驗選用小規格的坯體（50mm×100mm）。坯體上完化妝土充分干燥后備用。

2.4 基礎釉及色料組成

試驗采用FERRO公司生產的低溫無鉛釉作為基礎釉。該無鉛釉為成品釉，采用高硼高鈣系統，主要化學組成范圍為SiO₂（45wt%～55wt%）、Al₂O₃（8wt%～15wt%）、B₂O₃（8wt%～13wt%）、CaO（8wt%～15wt%）、Na₂O（2wt%～8wt%）、K₂O（2wt%～8wt%）、ZrO₂＜2wt%。該無鉛釉的燒成溫度范圍在1040～1100℃，其它技術參數為：體膨脹系數（20～400℃）：181×10^-7/℃；轉化溫度：620℃；軟化溫度：670℃。試驗所用色料均為淄博福祿公司生產的釉用色料。

2.5 試驗用鋰輝石

試驗所用鋰輝石的化學組成如表2所示。由于鋰輝石在1080℃左右發生α-鋰輝石→β-鋰輝石的不可逆轉化，同時體積增加30%，比重由3.2轉變為2.4 左右。因此，試驗中所用的鋰輝石需要先煅燒，使其轉化為β-鋰輝石后才能添加在釉料中使用。

另外，由于所用基礎釉為成品釉，所以需要將鍛燒后的鋰輝石粉磨后再加入到釉料中。煅燒鋰輝石時使用普通粘土坩堝，煅燒溫度為1100℃，升溫時間為3h，保溫1h，自然冷卻。將煅燒后的鋰輝石用1L氧化鋁罐磨細，球磨參數為料:球:水（wt%）=0.5:1:0.5，控制萬孔篩余小于0.05%。除鐵兩次后出磨，過60目篩，烘干、研細備用。

2.6 陶瓷色料及鋰輝石加入量

為考察鋰輝石對色料呈色的影響，試驗中色料的加入量略低于常規加入量：除發色較深的色料（含Cr的綠色料、含Co的藍色料、黑色料）加入量為4wt%以外，其余色料的加入量都為6wt%。

試驗中鋰輝石的基本加入量分別為5wt%和10wt%。此外，對于某些色料，為了詳細考察鋰輝石加入量對它們呈色的影響，又補做了添加2wt%、7wt%和15wt%的試驗，以研究其加入量對色料呈色影響的變化趨勢。

2.7 施釉與燒成

以瑪瑙球為球磨介質，采用瑪瑙罐快速球磨。按配方準確稱量，加入色料、釉粉及鋰輝石粉。球磨參數控制料:球:水（wt%）=1:2:0.7。為調整釉漿粘度，在粉料中加入0.3%的CMC（OPTAPIX C 25 G）以增加釉漿的流動性。

試驗所用基礎釉的325目篩余為0.5%～2.5%。為獲得分散均勻的釉漿需快速球磨20～30min。球磨完后放出釉漿，過80目篩，備用。

采用手工噴釉，施釉前坯體要吹凈。噴釉時控制釉漿密度為1.60～1.65g/cm3，同時要保證不同坯體間釉層厚度一致和同一坯體顏色均勻。噴釉后將坯體置于烘箱中烘干。

采用實驗室用智能硅碳棒高溫電爐燒成。燒成制度為：200min自動升溫至1070℃，保溫30min，然后自然降溫。

2.8 顏色測量及評價

將沒有添加鋰輝石的某種色釉顏色作為“標準色”，其它添加不同比例鋰輝石的樣品與“標準色”做比較，根據色差ΔE的大小判斷釉中鋰輝石含量對色料呈色的影響：ΔE＜0.5表示無影響；ΔE＜1.0表示略有影響，但影響較小；ΔE＞1.0表示有較大影響。+ΔL值表示明度值比標準色偏高，-ΔL值表示明度值比標準色偏低；+Δa值表示顏色比標準色偏紅，-Δa值表示顏色比標準色偏綠；+Δb值表示顏色比標準色偏黃，-Δb值表示顏色比標準色偏藍。

3結果與分析

3.1 鋰輝石含量對鉻綠色料呈色的影響

從表3可以看出，鋰輝石的添加，對鉻綠色料的呈色影響不大，但隨著鋰輝石加入量的增大，樣品顏色變淺；對墨綠色料的呈色并無影響；對孔雀綠和藍綠色料的呈色影響較大：隨著鋰輝石加入量的增大，這兩類色料的發色深度增強，但紅色調增大、略偏黃。

3.2 對鈷藍色料的影響

從表4可以看出，鋰輝石的添加可導致鈷藍色料的呈色顏色偏深，色調偏藍、略偏紅；而對海藍色料的呈色無影響。在低的鋰輝石含量時（5wt%），對深藍和寶藍色料的呈色無影響；在高的鋰輝石含量時（10wt%），可使深藍和寶藍色料的呈色色調更藍、但偏紅。

3.3 對鋯基色料的影響

從表5可以看出，在釉中添加鋰輝石后，對釩藍、鋯鐵紅色料的呈色基本無影響。高鋰輝石含量（7wt%～10wt%）對釩黃色料的呈色影響不大；低鋰輝石含量（2wt%～5wt%）則有利于釩黃的呈色；對鐠黃色料的呈色卻有不利影響。

3.4 對黑色料和灰色料的影響

從表6可以看出，在釉中添加鋰輝石后，對黑色色料和灰色色料的呈色基本無影響，其發色穩定、顏色正常。

3.5對棕色色料的影響

從表7可以看出，在釉中添加鋰輝石后，對棕色色料的呈色基本上無影響。只有當鋰輝石含量較高時（如10%），不利于黃棕色料的呈色，其顏色會偏淺。

3.6 對鉻錫紅色料和包裹色料的影響

從表8可以看出，在釉中添加鋰輝石后，不利于桃紅色料的呈色，其發色明顯變淺、色調變差；鋰輝石含量高時，對瑪瑙紅色料的呈色也有不利影響，會使其發色明顯變淺；對紫色色料呈色的影響更大，可使其發色明顯變淺，色調偏紅、黃；對包裹色料的呈色影響不大，產品顏色鮮艷。

4 結論

綜上所述，鋰輝石除對少數色料呈色有較大影響外，對大部分色料影響不大，并且還能促進某些色料的呈色。不過，由于陶瓷釉料組成的復雜性，以及釉料中各種化學成分之間的相互影響，不同使用工藝和應用方法的影響，此外不同廠家的色料組成也各不相同，因此，本試驗的結論不具廣泛適用性，僅供參考。

參考文獻

1 王 平.澳洲鋰輝石在陶瓷釉料中的應用[J].中國陶瓷，2003，4

2 CerDeCoat DINNERWARE FRITS AND GLAZE.德國FERRO公司相關資料

3 釉用色料使用說明.淄博福祿新型材料有限責任公司