包裹紅色料在低溫無鉛釉中的發色對比研究

摘 要：本文使用低溫無鉛釉，在1060~1080℃氧化氣氛下燒成，對比了國內外8種有代表性的包裹紅色料的發色情況。結果表明：經過吸收改進國外技術，目前國產包裹紅色料的質量遠好于國外同類產品；由于生產工藝和技術水平的差異，國內不同廠家的包裹紅色料其質量差異較大；基礎釉組成和燒成溫度對包裹紅色料的發色影響最大；使用包裹紅色料制成的色釉產品，其燒成范圍較窄。

關鍵詞：包裹紅色料；無鉛釉；發色

1 引 言

硅酸鋯包裹型鎘硒紅色料（結構式為Cd(Sx-Se1-x)-ZrSiO4，以下簡稱包裹紅色料），以其顏色鮮艷、較好的高溫穩定性和適用性，在陶瓷裝飾領域得到廣泛應用。國內外生產包裹紅色料的廠家眾多，其質量參差不齊。大量實驗表明，包裹紅色料對基礎釉要求嚴格，在藝術瓷、建筑衛生陶瓷領域應用較多，且多用含鉛的鉛硼熔塊釉。包裹紅色料在日用瓷尤其是高檔瓷方面的應用研究相對較少。

本文以無鉛熔塊釉為基礎釉，以高檔日用瓷素燒坯為坯體，對比了國內外有代表性的包裹紅色料的發色情況，分析了影響包裹紅色料發色的因素。

2 實 驗

2.1實驗儀器與設備

電子天平（精度0.001g）、行星式四頭快速球磨機（帶瑪瑙罐及瑪瑙球）、量筒、烘箱、高溫箱式硅碳棒電爐（智能控制）、噴釉設備、色度儀、激光粒度分析儀、原子吸收分光光度計。

2.2實驗用釉料

使用英國某公司生產的無鉛透明熔塊釉為基礎釉。該釉為成品釉，已加工磨細處理好，可直接加水混合使用。該釉的粒度分布為D50=7.35μm、D90=28.15μm、D100=50μm；細度為325目篩余0.5%~2.5%。該釉為光澤透明釉，軟化點為670℃，熱膨脹系數為170×10–7/℃，燒成溫度范圍為1040~1100℃。

該釉的化學組成范圍（wt%）為：SiO2：40~50；Al2O3：8~15；B2O3：10~17；Na2O：2~8；K2O：2~8；CaO：10~17；ZrO2：0.5~2.0。該無鉛釉粉末中PbO含量小于600ppm，釉燒后陶瓷制品的鉛溶出量為零。

2.3實驗用坯體

實驗所用坯體為高白度骨瓷素燒坯體。為方便對比顏色，坯體做成平板狀。先期實驗證實，該坯體與基礎釉的匹配性很好，未出現任何釉面缺陷。

2.4實驗用包裹紅色料

實驗選用國內外有代表性的8種包裹紅色料，分別編號為：德國產R1、R2；山東產R3；江西產R4，湖南產R5、R6；江蘇產R7；廣東產R8。這8種色料的粒度分布見表1。

2.5實驗過程

仔細稱量100g基礎釉，倒入瑪瑙罐中，然后外加9%的包裹紅色料，再加入60%的CMC溶液（在1000mL水中充分溶解5g高粘度CMC制得），用快速球磨機球磨10min，倒出釉漿過篩備用。

把坯體清潔擦拭干凈，手動噴釉，控制各試片的釉層厚度基本一致。噴釉后的坯體放入60℃烘箱中烘干，然后把坯體置于電爐中燒成。設定升溫時間為180min，燒成溫度為1070℃，保溫時間為25min。燒成結束后關閉電爐，使其自然冷卻。將燒后的試片用色度儀測量CIE L、a、b值。

3 實驗結果與分析

3.1色度測試結果

釉燒后各色料的發色情況見表2。根據顏色外觀和測量值，可把這8種色料分為三類：發色淺，色調不紅的為一類，包括R1、R2、R7；發色較好，為鮮艷大紅色的是一類，包括R4、R3、R6；還有一類是發色為深紅色，但鮮艷度稍差一些，包括R5、R8。

從表2可以看出，無論是發色深度還是鮮艷度，國產包裹紅色料都比國外同類產品好很多。同時可以發現，不同廠家的包裹紅色料差別較大。

3.2鉛鎘溶出量

將各試片依照GB/T3534-2002《日用陶瓷器鉛、鎘溶出量的測定方法》測定鉛鎘溶出量，判定標準依照GB12651-2002 《與食物接觸的陶瓷制品鉛、鎘溶出量允許極限》。測量結果見表3。

從表3可以看出，使用優質的無鉛釉，配合使用高質量的包裹紅色料，大紅色釉制品的鉛鎘溶出量是符合國家標準的。

3.3燒成制度對包裹紅色料發色的影響

3.3.1升溫時間的影響

實驗中分別設定升溫時間為90min、120min、150min、180min，結果各包裹紅色料的發色情況及釉面質量并無明顯區別。所以，該基礎釉可以快燒以節省能源。

3.3.2燒成溫度的影響

燒成溫度對包裹紅色料的發色有重要影響，偏低的溫度有利于包裹紅色料的發色。通常來說，溫度越低則發色越好；燒成溫度在1250℃以上時，很難得到鮮艷的大紅色。同樣的試片在1100℃釉燒后，釉面質量明顯不如1070℃時好，部分包裹紅色料的發色情況如下：

R2： L=39.90、a=50.62、b=21.57，顏色比1070℃偏深。

R3：L=29.79、a=54.63、b=17.85，顏色比1070℃偏深、紅。

R6：L=28.23、a=50.04、b=16.07，顏色比1070℃偏暗、不紅。

R5：L=57.00、a=48.99、b=15.39，顏色比1070℃偏暗、不紅。

3.3.3保溫時間的影響

實驗中考察不同保溫時間對包裹紅色料發色的影響，保溫時間低于10min時，釉面質量不好；保溫時間超過40min時，發色明顯不紅。綜合考慮，保溫時間為20~30min比較合適。

3.3.4燒成氣氛的影響

在還原氣氛下燒成時，包裹紅色料也能發出紅色，但不如在氧化氣氛下顏色深、鮮艷。所以，包裹紅色釉適合在氧化氣氛下燒成。

3.4生產工藝條件對包裹紅色料發色的影響

3.4.1釉層厚度的影響

對包裹紅色釉來說，釉層不宜過厚，否則極易出現針孔、起泡等缺陷；但也不能太薄，否則色釉的遮蓋力不足，易出現色差。具體的釉層厚度要根據坯體和基礎釉的情況，通過實驗來確定。對于高溫一次燒瓷器色釉，通常要求釉層較薄，一般不超過0.3mm；同時在基礎釉中添加適量的硅酸鋯有利于提高色料的穩定性。

3.4.2色料加入量的影響

隨著色料加入量的增加，顏色會越來越深。包裹紅色料加入量在5wt%以下時，顏色為粉紅色；加入量在8wt%以上時，顏色為大紅色。加入量超過16wt%后，顏色已基本達到飽和，繼續提高色料加入量并不能使顏色加深，生產中包裹紅色料的通常加入量范圍是8wt%~13wt%。

3.4.3坯體顏色的影響

通過對灰坯、炻器坯、普通瓷坯、高白瓷坯這四種坯體的色釉顏色比較，發現高白坯顏色最干凈、色調最鮮艷。

3.4.4色料球磨時間的影響

大量的實驗及生產實踐證實，球磨時間越長，包裹紅色料的發色越淺。只要能保證色料在釉漿中分散均勻，則球磨時間越短越好。應采用分步球磨工藝，通常建議在釉漿出磨前2h加入包裹紅色料。

3.5基礎釉組成對包裹紅色料發色的影響

包裹紅色料選定后，基礎釉組成就成為影響色料發色的重要因素，有時甚至是決定性因素。包裹紅色料在熔塊釉中的發色通常要好于在生料釉中。

實驗中選定了國內有代表性的4種熔塊釉，分別是骨瓷釉、強化瓷釉、高石英瓷釉、精陶釉，燒成溫度范圍都在1120~1160℃。把耐溫性較好的R2、發色較好的R6分別加入到這4種釉中，燒成溫度為1140℃，結果兩種包裹紅色料在4種釉中均出現不同程度的起泡缺陷。由此可見，釉料組成對包裹紅色料的發色影響很大。

制備高質量大紅釉的關鍵，是提高包裹紅色料的呈色穩定性。基礎釉中引入ZrSiO4，有利于提高色料的穩定性。基礎釉中加入適量ZnO，不僅對呈色無負面影響，反而能提高釉面光澤，減少釉面缺陷，以3wt%~6wt%的加入量為宜。燒成溫度在1250℃以上的釉中，目前僅發現鎂質釉、鋰質釉、鋯釉可以獲得良好的釉面。

4 實驗小結

（1） 包裹紅色料的自身質量是制備高質量大紅釉的前提條件；

（2） 合適的基礎釉是制備高質量大紅釉的基礎；

（3） 合適的生產工藝和燒成制度是獲得高質量大紅釉的重要條件。

參考文獻

[1] 沈華榮.日用藝術陶瓷裝飾用新型大紅釉的研制[J].中國陶瓷

工業，2002（5）：55-57.