建筑陶瓷仿古磚用亞光釉的試制

包啟富 董偉霞 張 潔

(景德鎮陶瓷大學材料科學與工程學院 江西 景德鎮 333001)

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建筑陶瓷仿古磚用亞光釉的試制

包啟富 董偉霞 張 潔

(景德鎮陶瓷大學材料科學與工程學院 江西 景德鎮 333001)

利用本地原料和鉀長石、鈉長石、氧化鋁等原料制備建筑陶瓷仿古磚用亞光釉。運用單因素法探討了Al2O3/SiO2比例對釉面效果的影響，燒成制度和工藝條件等對坯釉適應性的影響。當鈉長石含量為16%、鉀長石含量為19%，氧化鋁含量為15%(即Al2O3/SiO2比值為1/6)時，球磨時間在15～20 min,生坯釉層厚度控制在0.4 mm左右,燒成溫度為1 220 ℃，保溫時間為10 min時，坯釉適應性最好。該釉面光澤度為28.6，白度為65.8，呈現出較好的亞光效果。

建筑陶瓷 仿古磚 亞光釉

前言

仿古磚通常是指有釉裝飾磚，其坯體以瓷質為主，也有炻瓷、細炻和炻質的；釉以亞光釉為主；色調則以黃色、咖啡色、暗紅色、土色、灰色、灰黑色等為主。仿古磚蘊藏的文化、歷史內涵和豐富的裝飾手法使其成為歐美市場的瓷磚主流產品，其在國內也得到了迅速的發展。仿古磚的應用范圍較廣并有墻地一體化的發展趨勢，其創新設計和創新技術賦予仿古磚更高的市場價值和生命力。

本研究旨在通過合理利用選擇本地原料制備仿古磚用亞光釉，對不同的配方組成、工藝條件進行比較、篩選，同時對坯釉結合性、坯釉性能、影響釉面質量因素進行分析，確定一種穩定的建筑陶瓷用仿古磚用亞光釉。

1 實驗過程

亞光釉坯料的化學組成見表1。實驗用原料(如氧化鋁、碳酸鋇和硅酸鋯)均為工業純。

仿古磚的配方組成(質量%)為：鈉長石16～20、鉀長石19～28、高嶺土6.5、硅灰石8、硅酸鋯7、燒滑石12、方解石12、碳酸鋇4.5、氧化鋁10～16。改變鈉長石、鉀長石和氧化鋁含量即控制Al2O3/SiO2比值為1∶5,1∶6和1∶7。按照配方進行球磨、過篩、浸釉、燒成，其工藝參數見可參考文獻[1]。

實驗采用WGG-60型微機光澤度儀和WSD-3A型白度色度計對樣品進行進行測定；采用WYL-2應力測試儀對樣品進行測試。

表1 坯料化學組成(質量%)

Tab.1 Chemical composition of glaze(%)

SiO2Al2O3K2ONa2OCaOMgOFe2O3燒失鈉長石64．8916．284．213．31．500．100．23-硅灰石52．800．83-0．3543．651．550．51-鉀長石63．6719．2712．582．431．630．270．18-方解石0．20---56．10-0．0843．62高嶺土45．3337．223．140．250．170．140．2713．48滑石62．25---0．5234．500．172．56

1.1 Al2O3/SiO2對仿古磚亞光釉面的影響

圖1 Al2O3/SiO2對亞光釉面的影響

Fig.1 Effects of Al2O3/SiO2on the whiteness and glossness of matt glaze

實驗結果表明：Al2O3/SiO2比值為1∶8～1∶10時，釉面光澤透明；Al2O3/SiO2比值大于1∶11時，釉中析出的方石英，使釉面失去光澤；Al2O3/SiO2比值約為1∶5～1∶6時則為亞光則。因此在基礎配方的基礎上，比值在1∶5～1∶7時，考察Al2O3/SiO2比對亞光釉釉面效果的影響。圖1是Al2O3/SiO2對亞光釉面的影響。從圖1和實驗結果可知，當Al2O3/SiO2比值約為1∶7時，釉面較光滑，光澤度不高；當Al2O3/SiO2比值約為1∶6時，釉面光滑，且達到亞光效果；當Al2O3/SiO2比值約為1∶5時，釉面較光滑，光澤度較高，但亞光效果變差。這是由于Al2O3/SiO2比值減小，相應地釉的熔融溫度降低，在相同的燒成溫度下，相應地釉中晶體被熔融減小，導致釉透明，而隨著Al2O3/SiO2比值含量的增加，釉中更容易析出晶體，導致光漫發射，因此光澤度低，只有合適的Al2O3/SiO2比值才能獲得亞光效果。本實驗中Al2O3/SiO2比值為1∶6為宜。

1.2 燒成制度對亞光釉面的影響

最高燒成溫度對亞光釉面的影響如表2所示。從表2中可知，若燒成溫度溫度低于1 220 ℃時，溫度無法達到釉熔融狀態，導致液相減少，高溫流動性變差，出現生燒現象。若燒成溫度過高(高于1 240 ℃)，釉中的殘留晶核全部熔融，可能會導致釉面出現氣泡現象，甚至是沸騰。因此，由實驗結果可知，燒成溫度在1 220 ℃時的釉面效果最好。

表2 燒成溫度對亞光釉面的影響

Tab.2 The effect on sintering temperature on the matt glaze

最高燒成溫度(℃)釉面效果1200釉面生燒，表面粗糙，有細小顆粒1220釉面光滑平整，無針孔1240釉面光滑平整，無針孔1260釉面起泡

表3 不同保溫時間對釉面效果的影響

Tab.3 The effect on different heat preservation time on the glaze

保溫時間(min)釉面效果5釉面粗糙，表面易吸污10釉面光滑平整，無針孔15釉面較光滑，光澤度高20釉面光滑，光澤度高

表3是不同保溫時間對釉面效果的影響。從表3可知，保溫時間要適中，一般來說，保溫時間越長，反應越充分，所產生的液相就越多，可熔解更多已經析出的晶體和未熔融的顆粒，使得能產生消光作用的粒子減少，從而導致釉面越來越光亮平滑和細膩；相反，隨著保溫時間的縮短，釉面會越來越粗糙，光澤度會逐漸降低，出現無光，甚至會出現欠燒或生燒。本研究中的亞光釉合適的保溫時間為10 min 。

1.3 球磨時間對亞光釉面的影響

通過調控球磨時間來調節釉料細度，進而探究其對釉面的影響。表4是球磨時間對亞光釉面的影響。從表4可知，要得到較好的釉面質量必須控制釉料的細度。原料顆粒越細小，則越易形成液相，液相量也相應地增多，粘度降低，易形成平整光滑的釉面，光澤度就會提高。這是因為細小的顆粒比表面積大，顆粒間接觸點多，擴散快，產生液相的溫度點向低溫方向移動，形成液相速度快、量多；反之，不易形成液相，液相量相應地減少，粘度提高，不易形成平整光滑的釉面，光澤度降低。但過細會使釉面變得光亮沒有亞光效果，因此控制釉料的細度是非常重要的。經過實驗認為最合適的球磨時間為15～20 min。

表4 球磨時間對亞光釉面的影響

Tab.4 The effect on ball milling time on the matt glaze

球磨時間(min)釉面效果10釉面光滑平整，有少量的針孔15釉面光滑平整，無針孔20釉面光滑平整，無針孔25釉面較光滑，光澤度高30釉面光滑，光澤度高

1.4 釉層厚度對坯釉結合性的影響

釉層厚度與釉層應力的關系見圖2。從圖2可知，釉層厚度在0.2～0.5 mm時，釉層壓應力的值為50～100 MPa，符合釉層間承受壓應力的允許范圍，坯釉適應性最好。當釉層逐漸增厚，壓應力則逐漸減小，甚至會由壓應力轉變為張應力，會造成釉層剝落或開裂；當釉層逐漸減薄，壓應力則逐漸增大，由于釉層承受壓應力的能力大于承受張應力的能力，故薄釉層對坯釉適應性有利。但釉層壓力過大，超出允許范圍，同樣會使釉層剝落；同時生釉層厚度過薄，也會給施釉帶來一定的難度。故釉層厚度在0.4 mm左右時，坯釉適應性最好。這是因為薄釉層在煅燒時組分的改變比

厚釉層相對變動大，釉的膨脹系數變化得也多，使坯釉膨脹系數相接近，同時中間層相對厚度增加，故有利于提高釉的壓應力，使坯釉結合良好；反之，坯釉中間厚度相對的較低，因此不足以緩和因兩者間的膨脹系數差異而出現的有害應力。釉層厚度越薄，釉內壓應力越大，而坯體中張應力越小，這樣有利于坯釉結合。釉厚度一般控制在0.4 mm左右為宜，這樣有利于坯釉結合，同時釉面產生無光效果，其光澤度為28.6，白度為65.8。

圖2 釉層厚度與釉層應力的關系

Fig.2 Relation of glaze thickness and glaze stress

2 結論

通過單因素法，采用鉀長石、鈉長石、氧化鋁等原料制備建筑陶瓷仿古磚用亞光釉時，當鈉長石含量為16%，鉀長石含量為19%，氧化鋁含量為15%(即Al2O3/SiO2比值為1/6)，球磨時間為15～20 min,生坯釉層厚度控制在0.4 mm左右,燒成溫度在1 220 ℃，保溫時間為10 min時，坯釉適應性最好，該釉面呈現較好的亞光效果，光澤度為28.6，白度為65.8 滿足亞光釉面效果。

1 董偉霞,包啟富, 向云鳳.建筑陶瓷厚拋釉的制備[J].中國陶瓷,2016,52(4):64～68

2 張國濤.仿古磚亞光面釉的優化及應用.佛山陶瓷，2014(9)：18～21

Preparation of Matt Glaze for Architecture Ceramic Rustic Tile

Bao Qifu,Dong Weixia,Zhang Jie

(School of Material Engineering,Jingdezhen Ceramic Institute,Jiangxi,Jingdezhen,333001)

In this paper, the matt glaze for architecture ceramic was prepared by using sodium feldspar, potash feldspar and aluminum as raw materials. Effect of Al2O3/SiO2，firing schedule and processing condition on matt glaze was studied. The results showed that formula (g) composition is: potassium feldspar 19, albite 16, aluminum oxide 15 and the balling time is 15～20 min and the glaze thickness is 0.4 mm, the smooth matt glaze was obtained at 1 220 ℃ for 10 min, the adaptability between the body and glaze is the best than others, and the whiteness and gloss are 28.6 and 65.8, respectively, which is meet with matt glaze effects.

Architecture ceramic; Rustic tile; Matt glaze

包啟富(1978-)，博士，高級工程師；主要從事傳統陶瓷色釉料、低膨脹陶瓷及蜂窩陶瓷材料制備的研究。

TQ174.6

A

1002-2872(2016)11-0037-03