鈦鍶亞光釉的試制

摘 要：本文主要敘述鈦鍶亞光釉的試制及其在釉面磚生產上的應用，分析了SiO2、Al2O3、CaO、TiO2、SrO等氧化物以及熔塊質量和其它因素對亞光釉的影響。

關鍵詞：鈦鍶亞光釉；熔塊；釉面磚

1 前 言

亞光釉是介于有光釉與無光釉之間的一種特殊釉料。亞光釉和透明的光澤釉不同，為成組的微小結晶嵌在玻璃基體中，是釉料完全熔融后，在冷卻過程中其成份的一部分析出晶體的釉，結晶極為微小且為有規則的分散。高檔亞光釉素凈典雅、平滑絲光、手指觸摸似羊脂，看似緞、似絹，白如天鵝絨，耐臟污，在相同情況下，熱穩定性及抗壓強度均比普通釉面要好，大面積鋪貼后，色差小、整體效果好，在燈光照射下，發出閃爍的光，居身其中，仿似月光下的沙灘，使人寧靜安詳，身心放松，心情舒暢。

高檔亞光釉產品，以其特有的裝飾效果迎合了消費者的心理。隨著生活節奏的不斷加快，人們總想有空間舒緩疲憊緊張的身心。然而市場上大多數的亞光釉產品，均屬于透明質的堿性亞光釉和高鋁質亞光釉，堿性亞光釉雖然調試容易，但顏色不夠白，達不到天鵝絨般的白度，釉面質感也不好，又易透露坯體的顏色，顯得不夠高檔。而高鋁質亞光釉產品釉面不夠細膩，達不到羊脂般的手感，且生產不好控制，燒成溫度范圍窄，容易燒成無光釉或光澤釉。

筆者通過多次試驗，終于試制出一種鈦鍶亞光釉，其釉面質感好、白度超過82、燒成范圍寬、生產易控制，自投產以來，客戶反應良好。現將本人在試制過程的一些體會記錄如下，以供同行參考。

2 試制過程

2．1熔塊的燒制

亞光釉的制作方法有多種，有半熔塊、半生料配制，有全生料配制，也有全熔塊配制，各有優點，但從生產上考慮，全熔塊的亞光釉控制起來較方便，受化工料波動的影響較少，筆者試制的鈦鍶亞光釉以97%的熔塊與3%的高嶺土配合成釉，其熔塊所用原料的化學組成如表1所示。熔塊釉釉式如下：

將原料按配方準確稱料，混合攪拌均勻，在熔塊爐內熔制，溫度為1540℃±5℃，熔制速度為750㎏/h（12m3熔塊爐），水淬后成黃色的透明玻璃體，取樣烘干備用。

2．2熔塊的熱膨脹系數及差熱分析

將取樣的熔塊研細，進行熱膨脹系數及差熱分析，其熱膨脹系數曲線如圖1所示，差熱曲線見圖2。

2．3鈦、鍶亞光釉產品的制備

將烘干好的熔塊與高嶺土以質量比97%:3%混合，再加適量的甲基纖維維素、三聚磷酸鈉、水，稱量入球，細度達到325目篩篩余0.2%~0.4%，釉漿比重1.83~1.86g/cm3，然后按表2所示的方法淋釉燒成。

3 結果與分析

從上面的熱膨脹系數曲線及差熱曲線可看出，試制的鈦、鍶熔塊熱膨脹系數比較適中，始融溫度較高。用此熔塊燒制的亞光釉產品質地細膩，手指觸摸似羊脂，斜光看釉面有閃爍的小絲光；無印花的產品用SBDY-1數顯白度儀測白度高達85度，用WGG60-E4光澤度計測其光澤度為35°~45°；經膠輥印花的產品色澤好、圖案紋理清晰、仿石效果逼真；熱穩定性好，180~20℃冷水中熱交換5次不裂。強度高，經測試斷裂模數達26MPa，耐污性能好，用藍黑墨水將整個釉面涂滿，放置4h后再用自來水沖干凈，釉面不留痕跡，用鉛筆在釉面上寫字，用手一擦便附在手上，釉面字跡完全脫落；燒成范圍寬，超過50℃溫度范圍。然而，這種含鈦鍶的亞光釉試制難度較大，影響的因素較多，下面對此逐一分析。

3．1SiO2、Al2O3的含量及Si/Al比的影響

SiO2、Al2O3是釉中主要的組成部分，Si/Al的比值不同，可以構成光澤釉、無光釉、亞光釉。從前面的釉式可看出，該亞光釉的Si/Al比值比較特殊，超出30，是一種結晶釉。眾所周知，亞光釉其實是一種特殊的結晶釉，只是晶體非常細小，為了達到這種狀態，應使釉成份稍偏向酸性，因此SiO2含量較高。同時SiO2是釉的主要成分，是構成網絡結構的基本組成，SiO2含量越多，則Si-O四面體的空間網絡聚合程度越高，釉的性能越穩定；另一方面，SiO2在釉成分中與Ca、Mg、Ti所生成的結晶主要有鈣長石（CaO·Al2O3·2SiO2）、硅灰石（CaO·SiO2）、榍石（CaO·SiO2· TiO2）、輝石等，這些晶體非常細小而且為數眾多，從而構成良好的亞光釉。

但SiO2含量如過高則會提高釉熔體的粘度，使釉面不夠光滑，還會因氣體排出困難而易形成小臟泡、針孔，同時過多的SiO2熔融不完全易形成游離石英，造成釉面開裂。而SiO2含量過低時，一方面會使釉趨向光澤，難于形成亞光釉；另一方面會使釉中的玻璃相不夠，造成結構疏松，導致釉面不夠細膩、質感差、易吸污，還會因Si-O四面體的空間架構不牢固而造成釉面開裂。

Al2O3有影響釉的組成和性質的重要作用，因鈦、鍶亞光釉是一種比較特殊的結晶釉，因此釉成分中的鋁對晶體的生成具有顯著的影響，因為氧化鋁對玻璃熔液的粘度影響很大，所以其量的大小會影響到結晶的生成速度、結晶的大小、釉的流動狀態以及加熱的溫度范圍。如Al2O3含量過高，同樣會提高熔體的熔融溫度及玻璃相的高溫粘度，同時還會因過多的氧化鋁在冷卻后重新析出，使釉面不夠細膩，質感不好，因此在鈦、鍶亞光釉的構成中只是加少量的氧化鋁，且引入的形式以工業氧化鋁為好，盡量少從長石中引入。

3．2SrO、TiO2含量的影響

SrO是一種強熔劑，增加助熔作用、增加流動性、降低軟化溫度，對釉的熱膨脹系數影響較小，在硅含量高及含鋯的釉中，可以促進熔融，減少游離石英的產生，又因能增加流動性、減少棕眼，因而易獲得細膩平滑的釉面。如用SrO置換CaO時可促進坯體的反應，從而使釉的附著性能更為良好，劃痕強度也增大。因為鈦鍶亞光釉中不含鉛、硼，因此SrO的作用比較關鍵，除了上述的作用外，還能擴大Si/Al比的范圍，并消除釉表面的朦朧狀態，使釉面光滑如脂、潔白似天鵝絨。但SrO的用量大會使釉面發暗，并降低流動性。

TiO2是和玻璃折射率差異最大的乳濁劑，對于無光釉及結晶釉有很大的促進作用，只要釉中的成分適合，可以調配出乳濁效果很好及白度很高的乳濁釉，即使釉面很薄也不影響其遮蓋能力；同時TiO2與CaO、SiO2反應生成榍石結晶體，這種結晶體可以很容易地生成小的針狀結晶，析出的晶體非常小而且數量很多，對光的散射能力強，在光線照射下發出閃爍的絲光，仿佛月光下的沙灘，讓人寧靜安詳。榍石結晶體是生成亞光釉的重要結晶體，且這種化合物比硅酸鋅更易生成。但是TiO2對釉的成分要求很嚴，一旦控制不好很容易使釉面發黃，因而使用的廠家較少，但以筆者的經驗來看，要想獲得高白度、高乳濁、釉面質量好的亞光釉，還是在釉中添加TiO2為好，最好是Li2O、SrO、TiO2在釉中同時存在，這樣較容易控制TiO2易發黃的缺點，從而調配出理想的亞光釉。

3．3CaO、MgO、ZnO含量的影響

CaO、MgO、ZnO都是亞光釉組成中的重要成分，CaO、MgO、ZnO都是無光劑，分別在透明釉中加入過量的成分，均可生成亞光釉，但光靠加入單一成分所生成的亞光釉，質感不好，所以在調制亞光釉時，多以幾種成分同時加入為好。但在加入時，其各自的添加量要注意，如CaO是釉的基礎成分，能增加釉的強度及抗拉強度，還因為CaO的比重輕，分散能力好，與SiO2、Al2O3反應能力好，可以熔解多余的石英，尤其在鈦、鍶亞光釉中，SiO2的含量高，因此CaO的含量應適量多些為好，同時過量的CaO與SiO2、Al2O3、TiO2反應生成鈣長石、硅灰石及榍石結晶體，這些晶體非常細小，在冷卻后重新析出而布滿整個釉面，促進亞光效果的生成。

另一方面，此釉中石英含量高、比重大，在混料時易沉降到攪拌器的底部，使混料不勻而影響熔塊的質量，因此CaO在加入時應以碳酸鈣的形式引入為好，因碳酸鈣的比重小、懸浮力好，有使比重大的原料懸浮的作用。但加入量過大，會使釉面發黃，影響產品的白度，同時還會提高釉的熱膨脹系數。

MgO對亞光釉也有促進作用，同時適量的MgO還對結晶有抑制作用，使結晶變得細小而成為亞光，它與SiO2還可以生成結晶細小的輝石類晶體，促進亞光釉的生成，但是加入量過多會大大提高釉的膨脹系數。由于此釉中的SiO2含量較高，為了提高SiO2的含量，MgO應以滑石的形式引入為好。

ZnO對亞光釉也有促進作用，同時又是較好的熔劑及增白劑。在SiO2含量高的釉中，ZnO的添加量應稍微多些為好，但加入量過多會使結晶長大，使釉面顯得粗糙，同時會降低釉的成熟溫度，使亞光釉的燒成范圍變窄。

3．4Li2O、K2O含量的影響

Li2O、K2O都是強熔劑，是釉中液相的主要來源，可降低熔體的高溫粘度。但是以熔融能力來說Li2O最大，因為在此釉中SiO2的含量較高，熔體的粘度較大，各種碳酸鹽化工料加入量較大，高溫反應時生成的氣體較多。引入Li2O可保證這些氣體及雜質在熔融過程中排除干凈，減少氣孔及棕眼的產生，以及增加玻璃相的熔解能力，從而獲得細膩平滑的釉面，提高防污能力；同時Li2O的原子量僅為6.94，K的原子量為39，從理論上說，在總容積比例不變的情況下，1g的Li相當于5g的K，因此含Li的釉比與之相似的K釉能更多地熔解石英。因此在SiO2含量高的釉中，應用部分含鋰的礦物代替含鉀的礦物，這樣更能增加釉的熔融能力，增加熔體的流動性，從而減少燒成及熔融時間。

筆者經過多次試驗，發現含鈦的釉中，加入Li2O不易使釉面發黃，而且由于含鋰的礦物本身白度較高，對提高釉面白度有促進作用。但是在釉中如Li2O、K2O含量過高，則由于熔融能力過強，會嚴重破壞釉熔體的網絡架構，易引起產品開裂。由于此釉中的Al2O3含量不高，因此在添加時K2O時，應盡量少從長石中引入，而以KNO3的形式引入為好；而Li2O的碳酸鹽價格昂貴，因此在使用時以鋰長石、鋰瓷石或鋰輝石等礦物粉料的形式引入。

3．5其它方面的影響

在鈦、鍶亞光釉中，因為熔塊的比例高達97％，所以熔塊質量的好壞直接影響到產品的質量，為了保證釉面質量，熔塊要熔融完全，不能夾有生料，否則會使產品產生針孔、釉泡等缺陷。在此釉中Si/Al的比值要求比較嚴格，因此配釉時高嶺土的添加量要注意，不能過多，以免引起Si/Al比值的變化而造成亞光效果不好。一般來說在保證釉漿懸浮性及淋釉質量的情況下，高嶺土的添加量越少越好。另一方面，在鈦、鍶亞光釉的生產中，燒成制度也會對亞光效果產生影響，因它是一種結晶釉，因此在高溫過后應有一個保溫緩冷區，以保證有足夠的時間讓結晶體重新析出，否則會因急冷過快、析晶時間不夠而使釉向有光釉方向移動。

4 結束語

因鈦、鍶亞光釉產品的白度高、遮蓋力強、釉面強度高、燒成范圍寬、質感細膩、滑如脂、觸摸如天鵝絨、耐污性好、經輥筒印花后圖案紋理清晰、仿石效果逼真，集裝飾性與藝術性為一體，迎合了人們崇尚自然、返樸歸真的心理，受到客戶的喜愛，提高了企業的竟爭力。

參考文獻

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