鋁在建筑陶瓷坯體\\釉料以及微晶玻璃中的作用與影響

摘 要:鋁是陶瓷產品化學組成中的重要元素，本文對陶瓷原料中的含鋁化合物或礦物的物理化學及工藝性能作了闡述，并詳細分析了氧化鋁對陶瓷坯體、釉料及微晶玻璃的作用與影響。

關鍵詞:化學組成;鋁

1 鋁的基本物理、化學性質

與硅一樣，鋁也是優先選擇配位數為4的鍵，形成所謂的鋁氧四面體。不過與硅不同的有兩點，一是鋁氧四面體整體帶負電荷(硅氧四面體是電荷中性的)，需要額外的陽離子與之平衡;二是鋁除了主要選擇sp3雜化軌道外，有時還選擇有sp3d2的雜化軌道，即選擇配位數為6的鍵。例如，剛玉(Al2O3)中的Al即為六次配位的鋁，莫來石(3Al2O3·2SiO2)中的鋁一半為四次配位，一半為六次配位。鋁的離子半徑小，電荷較高，極化能力也強，與氧結合的Al-O鍵強度較高。鋁屬于輕金屬，也屬于化學活動性較高的兩性金屬。它與一些非金屬B、Si、 P、As、O、S、Se、Te以及鹵族元素在受熱時都可發生反應，生成三價化合物;它與酸和堿均發生反應生成氫氣;鋁與氧易發生強烈反應并且釋放出大量的熱，所以鋁是較強的還原劑，它可以把很多金屬氧化還原出金屬單質，例如Cr、Si等，這種方法也常稱為鋁熱法。

2 鋁的存在形式及主要性質

鋁是地殼中豐度處于第三高的位置，它的存在形式主要有兩類，一類是氧化鋁(和含水氧化鋁)，一類是鋁硅酸鹽。尚有少量以硫酸鹽復鹽形式存在的礬類，分述如下:

2.1氧化鋁和含水氧化鋁

氧化鋁存在三種主要變體，分別為α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。前者在自然界以剛玉的形式存在，后兩者是制備 Al2O3過程中的人工產物。

α-Al2O3即稱為剛玉，它是最致密、最穩定的變體。α-氧化鋁是氫氧化鋁和含水氧化鋁在高溫下的燒成產物，溫度越高，生成的α-氧化鋁就越多。1980℃以上的高溫可以獲得幾乎100%的α-氧化鋁。α-氧化鋁(即剛玉)是莫氏硬度為9的高硬度材料，它可以作優良的磨具材料，雖然它的硬度不如金剛石和碳化硅，但它的韌性好，可用作金屬研磨。α-氧化鋁的熔點高，為2045℃，因此也可作為耐火材料，如含鋯的電熔鋯剛玉以及合成高純莫來石等都是窯爐不可缺少的耐火材料。α-氧化鋁的比重較大，為3.94～4.20，因此剛玉球或高鋁球又是球磨機的高級磨料，遠較二氧化硅(比重為2.6～2.9)球石研磨效率高。α-Al2O3的化學性質也相對惰性，它不溶于水，不溶于一般酸、堿，只微溶于強酸和強堿，但能被氫氟酸和硫酸氫鉀浸蝕。

β-氧化鋁是含有極少量堿金屬的氧化鋁，屬于六方晶系，比重低于剛玉，為3.32～3.69，莫氏硬度也較低，為5.5～6.0。α-Al2O3在1500～1800℃并有堿金屬成份存在的條件下可轉變為β-Al2O3，它也只有在Al2O3熔體極緩慢冷卻下才形成，而且僅在高溫下才穩定。它的最大特點是具有很大的離子導電能力，是固體電池的理想材料。

γ-氧化鋁是人工制備的產物，它是氫氧化鋁在低溫下(450℃)生成的變體，它也可由一水軟鋁石和三水軟鋁石在950℃附近加熱生成，這種變體在1000℃以上加熱就要轉變成α-Al2O3。通常的工業氧化鋁即屬于γ-Al2O3，這種氧化鋁的最大特點是活性強，因此適用于制備陶瓷和色料等。γ-氧化鋁屬于四方晶系(假等軸晶系)，比重為3.42～3.62，硬度也低于α- Al2O3。這種白色松散的結晶粉末也是由粒度小于0.1μm的晶體組成的多孔球形體，球形體的平均粒徑為40～70μm，它的Al2O3含量大于98%。

含水氧化鋁在自然界的主要產出形式是鋁土礦，它是一種無塑性的類似粘土的礦石。鋁土礦的主要礦物組成是一水硬鋁石(AlOOH)、一水軟鋁石(AlOOH)和三水軟鋁石[Al(OH)3]。雜質礦物種類較多，有高嶺石、石英、赤鐵礦、針鐵礦、金紅石、方解石、電氣石、鋯英石、綠泥石和有機物等。鋁土礦一般分為兩種:一種是一水型的鋁土礦，主要是由一水硬鋁石和(或)一水軟鋁石組成;另一種是三水型的鋁土礦，主要由三水軟鋁石組成。一水型的鋁土礦多屬沉積礦床，熱液型與變質型較少，多產于我國北方地區。三水型鋁土礦主要是在表生條件下，由長石等鋁硅酸鹽礦物經風化、水解生成的。熱帶與亞熱帶氣候有利于三水鋁石的生成，多產于我國福建、廣東、海南地區的紅土分布區。

我國根據鋁土礦中的Al2O3含量以及雜質含量將鋁土礦分為三級:A級Al2O3≥70% ，B 級Al2O3 60%～70%，C級Al2O3 50%～60% 。由于鋁土礦中的Fe2O3、TiO2含量較多，燒成白度低，故在陶瓷工業直接用鋁土礦原礦者很少，筆者曾將含70% Al2O3的B級鋁土礦用于利用釩鈦礦渣生產黑色拋光磚，獲得了成功。利用它的高耐火性解決了釩鈦礦渣容易起泡的技術難題。在陶瓷工業，通常利用鋁土礦制備匣缽、耐火窯具和筑爐材料，使用前這些鋁土礦都要經過預先煅燒，煅燒溫度通常要高于制品的燒成溫度。

2.2鋁硅酸鹽

不管是陶瓷坯體，還是釉料與微晶玻璃，其氧化鋁的主要來源除了工業氧化鋁以外，主要是從一些鋁硅酸鹽的礦產中獲得，這些礦產包括:高嶺土、蠟石礦、瓷土、膨潤土、鈉長石礦(將在Na章節述及)、鉀長石礦(將在K節述及)、霞石正長巖，現將前四種鋁硅酸鹽分述如下:

2.2.1高嶺土

高嶺土主要是由高嶺石類的礦物組成，這類礦物包括:高嶺石、地開石、珍珠陶土、偏埃洛石，其中以高嶺石為主。它們的晶體化學式相同，為Al4[Si4O10](OH)8;它們的理論化學組成為:SiO2 46.54%;Al2O339.5%;H2O 13.96%。高嶺土越純，它的Al2O3含量就越接近理論值。

高嶺石是自然界分布最廣的礦物之一，它主要是由富含鋁硅酸鹽(如長石、云母等)的巖漿巖和變質巖，在酸性介質的環境里，經風化淋濾作用或低溫熱液交代作用，同時釋放并帶走Na+、K+等堿質后生成的。高嶺土的地質產狀分為三類:一類是原生風化殘積型(即所謂的一次高嶺土);一類是風化、搬運、沉積型(即所謂的二次高嶺土);一類是所謂低溫熱液蝕變型高嶺土。在一般情況下，一次原生殘積高嶺土的顆粒較粗，塑性較差一些;風化、搬運、沉積型二次高嶺土由于經過水體或風力的搬運分選，使聚集沉積在水盆地底部的高嶺土礦物顆粒度細，再加上常常含有植物等有機物，故它的塑性較好，礦體本身的顏色也較深，甚至呈黑色。南方的黑泥和北方的煤層中的紫木節土就屬于此類礦床類型。

高嶺土最重要的性能是它的可塑性，現今傳統陶瓷坯體的成形強度主要就是靠高嶺土的可塑性。高嶺土的可塑性來源于它的兩種性能:第一是它極細的粒度，大小接近膠體范圍，多小于0.5μm;第二是它呈六方鱗片狀，且鱗片的表面帶負電荷，而鱗片的邊緣在較寬的pH值范圍內帶凈正電荷。故它們平行地相互結合在一起，在較大范圍內滑動時也不致失去這種結合力，這就是可塑性的主要原因。高嶺土礦多為土狀或致密塊狀，易于捏碎，并有滑感。土狀高嶺土加水后會有膨脹散開的特點，但它的膨脹散開的程度低于膨潤土。比重為2.16～2.80，土狀高嶺土的莫氏硬度為1，致密塊狀的高嶺土莫氏硬度為2。高嶺土礦物在加熱過程中發生如下反應:

該反應是傳統陶瓷的基本反應，它有三個特點:第一是反應前后的體積收縮大，按礦物的克分子體積計算，這種體積收縮達20%以上，這個反應對于解釋傳統陶瓷一般收縮較大具有重要指導意義;第二是反應前的高嶺石的Al為四次配位，結合強度高，不易被酸堿侵蝕，當它反應生成莫來石后，莫來石中的一半的Al轉為六次配位，成為帶有不飽和鍵的離子，因此它的抗酸性、抗堿性下降;第三是1200℃以上莫來石生成量才能大為增多。針狀莫來石的生成對于坯體強度的增加、賦予坯體較高的機械強度有重要意義。

還值得指出，高嶺土在600℃左右加熱生成的偏高嶺土，其中的SiO2與Al2O3的反應活性增強，可與CaO、MgO以及硅灰石、透輝石反應生成新的礦物相，并形成較低溫度的共熔物(玻璃相)。這樣的反應是一些含CaO、MgO的礦物，如硅灰石、透輝石、石灰石、菱鎂礦、滑石等，實現低溫快速燒成的主要理論基礎，這些將在Ca章節述及。

最后需要補充的是高嶺土礦物的鑒定方法。高嶺土可靠的鑒定方法是差熱分析與X射線衍射分析。在高嶺土的差熱曲線中，600℃左右有一特征明顯的吸熱谷，980℃左右有一特征放熱峰;在高嶺土的X射線衍射曲線中，在d=7、3.5、1.75處有明顯的衍射峰。

2.2.2蠟石礦

葉蠟石的理論化學式為Al2[Si4O10](OH)2。從晶體結構與化學式可以看出，葉蠟石的SiO2含量高于高嶺石，為66.7%;Al2O3含量低于高嶺石，為28.3% ;葉蠟石的含H2O量在所有含水的鋁硅酸鹽中是最低的，為5%。

葉蠟石屬單斜晶系，晶體少見，多為鱗片狀或隱晶致密的塊狀，有時呈放射葉片狀集合體。晶體呈玻璃光澤，致密塊體呈油脂蠟狀光澤，解理面呈珍珠光澤，比重2.65～2.90，莫氏硬度1～2。葉蠟石在加熱過程中伴隨有兩種過程，一是脫水過程，它自550℃開始緩慢脫水，到900℃左右，5%的結構水完全脫去;另一是體積膨脹過程，750℃ 之前緩慢膨脹，從750℃ 起膨脹量加大，直至900℃左右結束，1100℃ 開始又稍微膨脹。在葉蠟石的差熱曲線中，在600～700℃之間有個較為平緩的吸熱谷，并在800～900℃之間有一不明顯的吸熱臺階，在1120～1150℃，出現較為明顯的放熱峰。吸熱過程表明它失去結構水，放熱過程表明葉蠟石反應生成了莫來石和方石英(見式2):

由葉蠟石、莫來石、方石英的克分子體積數值計算表明，葉蠟石在加熱過程中，不僅沒有像高嶺石那樣發生較大的體積收縮，反而略有膨脹(2%)。這是葉蠟石難得的工藝性能，它可以制備燒成收縮小的陶瓷坯體。此外，葉蠟石還可以使陶瓷坯體的燒成范圍加寬，增加坯體燒成強度 ，減少燒裂、翹曲變形，減低濕膨脹等;同時由于它的硬度較小，還能減少壓制模具的磨損。由式(2)還可以看出，由于葉蠟石的二氧化硅含量較高(相對于高嶺石)，它生成的方石英也較多，因此它對陶瓷坯體的熱穩定性不利，抗熱沖擊性能較差。同時由于上下燒成溫度差異造成坯體表層與底層生成的方石英的量不同，也是陶瓷坯體產生后期反彈的重要因素。葉蠟石的耐火度較高，為1710～1770℃ ，因此它也可用于制造特殊的耐火材料，這種耐火材料的線膨脹系數變化小，熱穩定性高、體積密度小、熱導率低、承載性能優良。

葉蠟石礦基本上是富鋁巖石受熱液蝕變作用的產物，我國福建壽山、浙江青田等地的葉蠟石，系由白堊紀的流紋巖和流紋質凝灰巖經熱液蝕變作用生成的。產于富鋁結晶片巖中的葉蠟石，可能是由富含粘土礦物的沉積物在高溫條件下變質生成的。

2.2.3瓷土

瓷土，有時也稱瓷石，它是一種屬于粘土類的礦石，也是多種礦物成分組成的巖石。其中主要礦物組成是伊利石或絹云母一類的水云母礦物和石英、長石、高嶺石等。需要指明的是，伊利石或絹云母都不是嚴格礦物學意義上的礦物，它們都是水白云母類的礦物，或者說是白云母到高嶺石風化的中間過渡種類。因此，無論是伊利石，還是絹云母，它們的化學成分介于高嶺石和白云母之間，并且靠白云母更近一些。它們的理論化學式:

K1-x(H2O)x{Al2[AlSi3O10](OH)2-x(H2O)x｝，從化學式可以看出，伊利石和絹云母的K2O成分較白云母低一些，但遠多于高嶺石;它們的H2O含量較白云母多一些，但也遠低于高嶺石。嚴格地說，伊利石與絹云母也略有不同，伊利石的K2O含量比絹云母稍低一些，水含量稍多一些，蝕變程度比絹云母稍強一些。

主要由伊利石組成的瓷土不多，河北省邢臺市章村產的瓷土主要是伊利石組成，其次是石英、鈉長石、白云母。絹云母、石英、高嶺石組成的瓷石則相對較多，地質上定名的絹英巖就是瓷石，例如江西南港瓷石、山東博山大青土、安徽祁門瓷石、江西三寶蓬瓷石都屬此類。

顧名思義，瓷土或瓷石是可以單獨成瓷的，這表現在兩個方面:一是它有一定的可塑性，含伊利石或絹云母較多的瓷土或瓷石至少可以滿足自成形需要，不過它的塑性要遠差于高嶺土和蒙脫石。另一方面，它的燒結溫度較低，在1100～1150℃條件下可以燒結成瓷，這是與高嶺石、蒙脫石的不同之處。與高嶺土、蒙脫石的不同還在于它的干燥收縮相對較小，吸水膨脹較小，干燥強度較小，燒成收縮也較小。

伊利石的成因主要是長石、白云母礦物的風化作用，特別是在K+離子存在的條件下;次要的成因是蒙脫石類礦物受含K+離子的交代、蝕變作用。地質產狀為風化沉積型和低溫熱液蝕變型。我國有名的較純伊利石產自河北省邢臺市章村，該礦主要是伊利石礦物，其次有鈉長石、白云母、石英;江西省南港產的瓷石主要由石英、絹云母、高嶺石組成。此外，還須指出，還有一些伊利石、絹云母類的礦物存在于我國廣泛分布的紫頁巖、紫砂類的瓷土中，這種瓷土除了含伊利石、絹云母、石英之外，尚有具有可塑性強的高嶺石、蒙脫石、綠泥石(含鐵的層狀硅酸鹽)。

鑒定伊利石、絹云母之類的水云母礦物最有效的方法是X射線衍射方法。在它的X射線衍射曲線中，d=10、5、3.33附近有較強的衍射峰，且衍射峰比較彌散。

2.2.4膨潤土

膨潤土又名斑脫土或微晶高嶺土，它的主要組成礦物為蒙脫石。蒙脫石屬于層狀硅酸鹽，它也是與葉蠟石、伊利石相類似的由2:1型單元結構組成的，即由兩層硅氧四面體層中間夾一層鋁氧(氫氧)八面體層組成的。它與葉蠟石的不同之處在于:

(1)硅氧四面體的硅被少于1/3的鋁所替代;

(2)八面體中的鋁常被低價的陽離子如Mg2+、Ca2+所替代;

(3)在單元結構層之間有較多的H2O分子存在，這是蒙脫石遇水膨脹的內在原因，這種膨脹可達到原來體積的5～19倍。在一定條件下，單元結構層之間還可容納更大的有機分子，致使膨脹倍數達到30倍以上;

(4)四面體層與八面體層陽離子替代的結果，使單元結構層產生多余的負電荷(約有-0.66單位電荷)。為了平衡此種多余負電荷，在單元結構層中間，除了有水分子存在外，尚有較大半徑的陽離子Na+、Ca2+等存在。這種平衡陽離子的存在又是蒙脫石具有離子交換性質的內在原因。

膨潤土與伊利石的差異主要在于:

(1)單元層間距離較大，常在13.0～13.5范圍，伊利石單元層間距為10左右;

(2)層間有Na+、Ca2+等陽離子，而少有伊利石那樣的K+離子;

(3)層間的水分子多于伊利石;

(4)蒙脫石具有遇水膨脹性，而伊利石則沒有這種膨脹性。

蒙脫石的化學成分比較復雜，理論化學式近似為(Na，1/2 Ca)x(H2O)4(Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2。從我國的膨潤土的化學成分統計來看，蒙脫石的Al2O3含量約為16.5%，SiO2含量約為51%，H2O含量約為23%。多含CaO和MgO，此時稱鈣鎂膨潤土。不同交換陽離子的膨潤土的性能各具不同特點，也就產生不同的用途。例如鋰膨潤土常用作潤滑劑，氫基膨潤土(也稱酸性膨潤土)用作漂白劑。

蒙脫石除了具有吸水多、膨脹大等特點外，它的另外獨有的特點是它的顆粒度極細，大都小于0.5μm，可塑性極強，干燥后的強度也很大，利用它的這種性能，可以將它用作陶瓷坯體的補強劑、增塑劑。但膨潤土的干燥收縮太大，用量太多會在干燥及燒成過程中產生開裂。此外，膨潤土常有一定量的Fe、Ti雜質，燒后白度較低，這也是它不能大量使用的原因之一。隨著我國優質高嶺土資源逐漸消耗，可塑性粘土的短缺問題遲早要到來，因此，用少量的膨潤土替代或部分替代高嶺土應該是解決原料短缺問題的途徑之一。

蒙脫石還有一個重要特點是它的觸變性、增稠性，這種性能有時對釉漿或泥漿的懸浮性非常有利，不會發生沉淀現象。但對于注漿成形的衛生瓷生產則是非常不利，因為觸變性太大的泥漿容易凝固在泥漿管道中，造成輸送困難。

在膨潤土的差熱曲線中，100～300℃是層間水脫除的明顯吸熱谷;600℃的吸熱谷是結構水的逸出;900℃的吸熱谷對應于蒙脫石的結構破壞;1000℃后的放熱效應是對應莫來石新相的生成。一般來說，膨潤土的燒結溫度高于伊利石而低于高嶺石。

還需指出，在制備滲花拋光磚時，要避免引入膨潤土，因為它遇到滲透液會發生膨脹，進而阻止滲透液向下滲透。其實，在制備滲花拋光磚時，使用高嶺土也不能過多，因為高嶺土遇滲透液也稍有膨脹，也會阻止滲透液的順利向下滲透。此外，壓制成形時的比壓力也不應太大，否則易造成坯體反彈。

膨潤土主要是火山巖在堿性環境中風化而形成的。我國具有工業價值的膨潤土多產于我國東部的中生代火山巖系中，儲量豐富、質地較純。如遼寧、吉林、黑龍江、河北、河南、山東、浙江、福建等地均有產出。鑒定膨潤土的有效手段主要靠它的加水膨脹性、化學分析、差熱分析和X射線衍射分析。在膨潤土的X射線衍射曲線中，最為特征的是它在d=14.5～15.5處的明顯的衍射，如將其用乙二醇處理時則衍射峰移至到17～18處。

3 氧化鋁對陶瓷坯體、釉料及微晶玻璃的作用與影響

3.1 對陶瓷坯體的作用與影響

(1) 對燒成溫度的作用與影響

氧化鋁可明顯提高陶瓷坯體的燒成溫度，在陶瓷常規原料中，它是提高坯體燒成溫度最有效的組份，這與氧化鋁本身的高熔點(達2045℃)有關。

(2) 對熱膨脹系數的影響

氧化鋁成分將明顯降低陶瓷坯體的熱膨脹系數。這與氧化鋁在陶瓷坯體中的存在狀態有關，氧化鋁在陶瓷坯體中的存在狀態主要有兩種:一種是莫來石，它的線膨脹系數較小，為4.5×10-6/℃;一種是長石類，鈣長石的線膨脹系數為6.36×10-6/℃;鈉長石的線膨脹系數為7.4×10-6/℃;鉀長石的線膨脹系數為7.5×10-6/℃，均較小。所以在陶瓷坯體中增加氧化鋁含量將降低陶瓷坯體的熱膨脹系數，特別是當氧化鋁生成莫來石時，其降低熱膨脹系數的作用更為明顯。

(3) 對機械強度的影響

如前所述，氧化鋁在陶瓷坯體中的存在形式為莫來石和長石。莫來石的存在有利于提高坯體的韌性，這與針狀莫來石的晶形關系很大，針狀莫來石有利于形成交織連鎖結構。長石的存在有利于含Al玻璃相的生成，含Al玻璃相的彈性模量要高于含Si玻璃相，這也是導致氧化鋁陶瓷坯體韌性高的原因。要解決陶瓷坯體，特別是拋光磚等瓷質坯體的脆性問題，增加氧化鋁含量是最佳的選擇。此外，氧化鋁的加入，還有利于坯體硬度的提高，因為無論是莫來石，還是長石，它們的莫氏硬度均在6.0～8.0范圍。

(4) 對坯體透明度的影響

氧化鋁在陶瓷坯體中的存在形式不同，將對陶瓷坯體的透明度產生不同的影響。當以莫來石形式存在時，由于莫來石的折光率(1.64～1.65)相對玻璃相(正常為1.50～1.55)較高，再加上此時的玻璃相也較少，將對透明度產生不利的影響。當以長石形式存在時，由于長石的存在會導致陶瓷坯體(特別是較高溫度燒成的陶瓷坯體)的玻璃相增加，而且長石的折光率為1.52～1.59，與玻璃相的折光率(1.50～1.55)相近，故對陶瓷坯體的透明度將產生有利的影響。因此可以認為，氧化鋁或粘土礦物(高嶺石等)加入陶瓷坯體中將使坯體，特別是瓷質坯體透明度變差，而以長石的形式加入到陶瓷坯體中，將使瓷質坯體的透明度趨好。

(5) 對耐化學腐蝕性的影響

氧化鋁對陶瓷坯體的耐水性、耐酸性、耐堿性來說，都有有利的作用。因為無論是以莫來石，還是長石形式存在，氧化鋁都有優良的耐水、耐酸性。對耐熱堿的極端腐蝕性，氧化鋁的作用尚不明確，目前尚無統一的觀點，但能滿足常規陶瓷坯體的耐堿性要求。

(6) 對燒成范圍的影響

提高陶瓷坯體中氧化鋁的含量，會大大拓寬陶瓷坯體的燒成范圍，因為含氧化鋁的玻璃相粘度較大，坯體在高溫下不易變形。當然，這需要陶瓷坯體不能含有大量速熔性的Ca2+、Mg2+、Na+的存在(特別是Ca2+)，這些元素的存在將大大降低玻璃相的高溫粘度。

3.2對釉料及微晶玻璃的作用與影響

在釉料及微晶玻璃的玻璃相中，鋁氧四面體與硅氧四面體的大小相近，因此，Al也是玻璃網絡的形成體，Al2O3在玻璃中可部分置換硅。只有當堿質含量低、Al2O3含量高時，少量的Al才可能有六次配位，成為網絡改性體。但在所研究的釉料及微晶玻璃的絕大多數成分范圍內，這種情況極為少見。只有在高耐磨釉料中，釉中的Al才有以六次配位形式出現，但那是晶態α-Al2O3(剛玉)，而非玻璃態。

(1) 對始熔溫度與熔化溫度的影響

在一般情況下，氧化鋁可以明顯提高釉料及微晶玻璃的始熔溫度與熔化溫度，這與對陶瓷坯體的作用一致。一次燒成的釉料與微晶玻璃希望始熔溫度高一些，以使釉料及微晶玻璃在熔合封閉之前，有足夠的加熱時間將坯體中的粘土礦物與碳酸鹽的水氣、CO2氣體等能夠順暢排出。這對一次燒成釉料，特別是一次燒成的透明熔塊、鋯白熔塊、無光釉熔塊非常重要。當然，提高始熔溫度的成分除Al2O3外， 還有CaO、MgO等，但氧化鋁提高始熔溫度是最為明顯、有效的。

(2)對粘度的影響

Al既是與Si相容的、對稱的網絡形成體，又是與Si-O鍵強相近的與氧鍵合的元素，因此，與SiO2一樣，Al2O3也能大幅度提高釉料及微晶玻璃的粘度。Al2O3提高粘度的作用也比較突出，但與SiO2相比，效果要相對差一些，因為引入Al2O3進入Si-O網絡時，還要有陽離子平衡由于Al3+替代Si4+所致的多余的負電荷。

(3)對表面張力的影響

在幾乎所有的元素中，氧化鋁賦予釉料及微晶玻璃的表面張力最高，遠遠強于SiO2。當然，除了氧化鋁之外，氧化鎂與氧化鈣也能夠提高組分的表面張力。

(4)對析晶與分相的影響

氧化鋁對釉料及微晶玻璃的析晶與分相影響有三種情況:第一，對于透明釉、透明玻璃粒料來說，氧化鋁是有效的穩定劑。也就是說，氧化鋁有利于保持透明釉、透明玻璃不析晶。第二，對于以輝石相、鋇長石相、尖晶石相、堇青石相為微晶相的微晶玻璃來說，氧化鋁是組成這些微晶相的必要成分;而對以硅灰石為微晶相的微晶玻璃來說，氧化鋁是抑制硅灰石析晶的成分，如果沒有氧化鋁，硅灰石則析晶過快，致使氣體不能排出，表面也會不能熔平而呈顆粒狀。第三，氧化鋁可以控制鋯白釉及銅紅微晶析晶的大小，避免因析晶顆粒尺寸過大而造成鋯白釉白度降低，或使銅紅微晶玻璃發生“瓷化”。

(5)對熱膨脹性能的影響

與硅一樣，氧化鋁也可降低釉料及微晶玻璃的熱膨脹系數，但硅對降低熱膨脹的作用要更為穩定和明顯。

(6) 對耐化學腐蝕性的影響

與對坯體的耐化學腐蝕性影響一樣，總的來說，氧化鋁對提高釉料與微晶玻璃的耐化學腐蝕性是有利的。對于釉面耐水性和耐酸性非常有利，特別是當氧化鋁含量不高時更是如此。至于耐堿性，雖然氧化鋁對提高釉面的耐堿性也有效果，但應該不大。

(7) 對機械強度的影響

氧化鋁可增加釉料及微晶玻璃的彈性模量，其計算的特征系數值相當于氧化硅的兩倍，這對于提高釉料及微晶玻璃的機械強度，特別是提高抗張強度、抗沖擊強度非常有效。但對提高釉料表面的硬度，氧化鋁的作用不大，遠小于氧化硅的作用，甚至低于氧化鎂、氧化鋅、氧化硼等。需要提醒的是，如果在釉料中加入硬度較高的α-Al2O3(剛玉)，并且在燒成過程中不完全熔解于釉料時，這將大大提高釉的硬度與耐磨性。部分仿古磚釉料的高硬度、高耐磨性的表面就是通過這種方法獲得的。