一種用于結合干壓微粉的陶瓷釉漿的研究

廖花妹+范新暉+鄧榮

摘 要：本文研究了一種應用于與陶瓷微粉結合的陶瓷釉漿，通過熱膨脹系數測定，根據釉漿與微粉的熱膨脹系數的匹配性來研究陶瓷釉漿的性能。最終得到合適的釉漿配方及組成為：SiO2：68%～71%，Al2O3：15%～18%，CaO：2%～5%，ZnO：0.5%～1.5%，MgO：1%～2%，FeO：0.1%～0.2%，Na2O：3%～5%，K2O：2%～3%，I.L：3.5%～4.5%。

關鍵詞：微粉；釉漿；結合；熱膨脹系數

1 前言

陶瓷磚的生產工藝是：在布料機上將微粉形式的陶瓷坯料布料到布料格柵里；然后用壓機將微粉壓實，再轉移到窯爐里在1200 ℃溫度下燒制成陶瓷磚；最后經過打磨后成為成品陶瓷磚。為了在陶瓷磚的表面形成各種花紋，則在布料時要變換各種花樣。

秞是用于陶瓷坯體表面的一層極薄的物質，它是根據坯體性能的要求，利用天然礦物原料及其些化工原料按比例配合，在高溫作用下熔融而覆蓋在坯體表面的富有光澤的玻璃層物質。

陶瓷磚的布料過程是不采用漿料的。因為陶瓷磚是由干式的微粉料布料而成的，漿料是水性的，微粉和釉漿在窯爐中燒制時，膨脹系數是不同的，會導致微粉料和漿料結合性不好，可能使燒制后的陶瓷磚產生裂紋。所以在微粉料中加入漿料必須調整漿料的配方，使漿料在燒制時的膨脹系數與微粉料基本相同。

現有釉漿含水量達到80%，且在微粉布料車上進行噴灑到微粉表面，釉漿跟粉料的結合性難。同時，在壓制過程中，布料車行程需要不定時地停頓，釉漿噴灑也需要同步停頓，所以普通釉漿容易堵塞運輸管和噴槍嘴。若采用噴槍噴灑釉漿，則釉漿的含水率很高，容易使粉料粘連送料裝置，影響布料格柵把料送入壓機模腔內或破壞圖案，且釉漿易腐蝕布料設備；同時釉漿通過噴槍霧化后，灑落到微粉表面，易產生水汽，腐蝕布料裝置或產生水滴。因此，需要優化釉漿的各項性能，尤其是讓釉漿與微粉的熱膨脹系數相近，結合性好。

2 實驗配方

現有微粉配方組成及含量為：SiO2：68%～70%，Al2O3：17%～21%，CaO：0.4%～0.7%，MgO：0.3%～0.5%，FeO：0.1%～0.2%，Na2O（K2O）：3.5%～5%，I.L：3.5%～4.5%。

實驗樣品1#～5#釉漿的重量分數配比如表1所示。

3 產品性能測試

物體的體積或長度隨溫度的升高而增大的現象稱為熱膨脹。陶瓷材料的熱膨脹性用線膨脹系數及體積膨脹系數表示。線膨脹系數是指陶瓷材料在溫度升高1 ℃時單位長度的相對增加值。體積膨脹系數是指在一定溫度范圍內溫度改變1 ℃時陶瓷材料體積的平均增加值。

膨脹系數大小是根據產品在100～400 ℃條件下，當溫度改變1 ℃時，陶瓷材料線尺寸的平均相對增加值來判斷，而不是根據某一溫度下的絕對增加值進行判斷。

熱膨脹系數的測試方法與步驟如下：

（1） 制作玻璃棒

首先將釉漿烘干，制成釉粉，壓制成坯塊；然后將坯塊切削成適當大小的圓棒；其次在適當的燒成條件下燒制成玻璃棒；最后將其在砂石上磨制成長為25 mm、直徑為5～8 mm的待測試棒，兩端應平整、平行，并磨成類錐體狀。如果是微粉則直接將微粉壓制成坯塊，然后進行后續處理。

（2） 測試

將磨好的試樣棒放入膨脹儀內，在100～400 ℃條件下，測試其線膨脹系數。

4 實驗工藝參數

（1）釉漿細度

釉漿的細度為過350目篩，篩余<1%。當釉漿的細度為0%時，效果最佳。

（2） 釉漿的比重

釉漿的比重為1.2～1.6 g/mL。比重是釉漿濃度的主要表現形式，與釉漿黏度成正比關系，比重是陶瓷生產過程中噴釉控制的重要工藝參數。在噴釉時間、壓力、遍數相同的條件下，通過改變釉漿的比重可獲得不同厚度的釉層。

（3） 釉漿的流速

釉漿的流速為17～25 s。釉漿的黏度小，流動性好，易于噴釉操作。黏度大，釉漿霧化不好，釉漿不易噴出，在噴涂過程中，需嚴格控制釉漿的流速大小。所述流速利用黏度計進行測定。

5 實驗結果分析與討論

將樣品1#～5#號釉漿和微粉按照上述性能測試方法得到的熱膨脹系數如表2所示。

通過表2可以看出，本實驗1#～3#釉漿的熱膨脹系數與微粉的熱膨脹系數基本相同，兩者結合非常好，制備得到的陶瓷磚沒有裂紋，美觀程度高，性能優異，且成本低。而4#和5#釉漿和微粉的熱膨脹系數的差異較大，兩者結合欠佳，制備得到的陶瓷磚容易產生裂紋，影響陶瓷的使用性能及美觀程度。因此，優選的釉漿配方組成及含量為：SiO2：68%～71%，Al2O3：15%～18%，CaO：2%～5%，ZnO：0.5%～1.5%，MgO：1%～2%，FeO：0.1%～0.2%，Na2O：3%～5%，K2O：2%～3%，I.L：3.5%～4.5%。