高石英面釉的調試及應用

關寶強 周恩華

摘 要：本文介紹一種用石英作為主要原料進行調試的面釉，并將其應用于低吸水率（<3%）瓷磚的生產中，結果表明它各項物化性能優良，并且能適應多工藝平臺。探討其生產工藝的可行性，并對生產中容易出現的問題，提出一些預防建議和解決方法。

關鍵詞：石英;化妝土;工藝應用

1 引 言

噴墨打印技術的普及，改變了傳統的瓷磚生產工藝方式，但無論哪種工藝，釉料都需要圍繞多個墨水（藍，棕，黃，黑，紅，等）的發色來調試。而陶瓷墨水發色的根本即各種陶瓷色料，不同的色料含有不同的金屬氧化物，容易同各種二價堿土金屬熔劑反應而發生顏色的變化，因此如果想保證每種顏色發色均衡，那么熔劑的含量越少越好。進而會促使釉料的配方體系走向高溫，高始熔點，甚至只有剛剛燒結，更接近傳統意義的化妝土。本文就沿著這個思路，調試高溫面釉。

1.1 化妝土

首先我們了解一下傳統意義的化妝土，即把較細的陶土或瓷土，用水調和成泥漿涂在陶胎或瓷胎上，器物表面就留有一層薄薄的色漿。顏色有白、紅和灰等。這種色漿，在陶瓷工藝技術上稱“陶衣”，也叫“化妝土”、“裝飾土”、“護胎釉”。其代表，邢窯的化妝土白瓷始于北朝，由于當時胎體成灰白色，白度不夠，為了改變胎體的顏色，增強瓷器的白度和亮度，施釉前先用白色化妝土護胎，這種技術一直沿用到宋、元時期。其化學成分多為硅鋁，而現代瓷磚的化妝土需滿足快燒，與坯體的粘結性好，調整磚形，熱穩定性等需求，因此增加熔劑的量后，成為玻化化妝土。

1.2 石英

石英，在大自然中廣泛存在，不但自成巖石，還是其它巖石如花崗巖、片麻巖、砂巖等的主要成分。石英的主要化學成分為SiO2，是長石、粘土等硅酸鹽類礦物的主要成分，也是陶瓷坯釉配方體系的主要成分，含量一般占50%以上，擁有絕對的主力地位。石英礦石硬度為7，化學性質穩定，具有強耐酸耐腐蝕性。

1.3 石英在陶瓷磚面釉（底釉）應用中的優勢

（1）便宜。陶瓷磚用原料，一般為均化后的細粉（150目下）。市場價格狀況：氧化鋁>2500元/噸>滑石>高嶺土>硅灰石>1000元/噸>鈉長石>鉀長石>600元/噸>石英。

（2）發色好。由以往的試驗數據，經驗總結，原料對噴墨墨水，包括，藍、棕、黃、黑、紅幾種墨水的發色影響如下：氧化鋁，使藍色發色更深，并利于釉的白度的提高;滑石，有利于紅色發色，但偏暗;硅灰石，對黑色發色比較好;鈉長石，有利于黃色發色;鉀長石，有利于紅色發色;石英，有利于所有色的發色，尤其利于紅色、黃色的發色;硅酸鋯，有利于紅色、黃色的發色，使發色鮮艷，但不利于黑色發色。

（3）膨脹系數大。關于膨脹系數，熔融石英的膨脹系數比較小，但在低溫快燒的過程中并未達到熔融石英的條件，低階晶型轉換比較復雜（如圖1，摘自陶瓷工藝學），且不會轉化完全，因此其中α-石英，α-鱗石英，β-鱗石英，β-石英，轉化過程中體積變化是不定的，綜合表現出來的體膨脹系數并不一定是小的。

2 實 驗

2.1 實驗配比及分析

已知一常用化妝土配方，用石英對長石進行取代，并適當調整氧化鋁及熔劑含量使其光澤為3°～ 5°，并保證防污合格。實驗配比和成分分析見表1。注：作為面釉，未加鋯，減少硅酸鋯對配方的影響，以利于對白度和膨脹系數等性能的判斷，實際應用時往往加入一定含量的硅酸鋯以提高白度。膨脹系數為體膨脹系數，測試條件為室溫到400℃。

由表1可知，隨著石英含量的增加，膨脹系數呈增大趨勢。0號配方為常用化妝土配方，燒結度較好，噴墨發色也較均衡。1號配方隨石英含量增加膨脹系數并未下降，黃色墨水發色更鮮亮，其它顏色變化不大。2號配方墨水發色變化不大，但白度有所下降。3號配方發色依然較好，釉的燒結溫度偏高。4號配方，釉溫明顯偏高，加熔劑更難降低溫度，光澤一直徘徊在2° ～ 3°。發色仍較正。

2.2 性能對比分析

將五個配方作為面釉施于300 mm×600 mm磚上，對各項性能特性正交對比，如表2。

分析總結：隨著石英含量的增加，長石加入量減少，一價堿金屬減少，釉溫不易降低，防污略差;熔劑少了，噴墨發色顏色更好;隨著釉溫升高白度略有增加，但隨著氧化鋁含量的減少，白度呈下降趨勢;磚形隨石英含量增加，更翹，符合膨脹系數增大的測試數據;耐酸堿性能均合格;表面手感變粗，但使用時都要施保護釉，可以彌補手感上的不足;熱穩定性均合格，推測為剛剛燒結的結構，只存在少量石英的玻璃相，應力少，因此熱穩定性并未變差;配方成本呈明顯下降趨勢。綜合得分，1、2、3號配方較高，因此石英加入量25% ～ 45% 范圍內調整，會比較合理。

2.3 生產應用

筆者總結了目前行業中常見的部分工藝，高石英釉均可作為其面釉使用，對比其它面釉的優勢特點，以及容易出現的問題，并提出一些解決方法，見表3。

（1）仿古粗面，為最常見最廉價的釉面效果，常伴有刺眼賊光。但同時也是發色最好，最耐磨的釉面，并有一定的止滑效果。生產過程中，可通過毛刷改善手感。

（2）仿古細面，手感比粗面好，光澤柔和，無賊光少析晶，有包漿感。更接近自然石材，木材的表面效果。但同時也是受限于配方體系，生產過程中針孔痱子，磚形等問題，比較難解決。

（3）防滑磚，防滑主要針對地磚，隨著生活水平的提高，不止出口產品，國內也開始注重防滑安全，并在2018年制訂了防滑標準，要求濕態阻值大于35。高石英面釉應用于防滑磚，溫度高，高溫粘度大，更利于防滑釉的凸起。

（4）粗干粒，粗干粒結合磨具效果，會更接近石材，更自然。高石英面釉更利于干粒的凸起。

（5）細干粒，表現為細致，磨砂效果，手感柔和。由于石英的影響，使其易亮，必須有合適的干粒才能體現出較理想的效果。

（6）星光干粒，是由糖果干粒，通過亞拋演變過來的，有一定星點閃光效果的釉面。高石英面釉更利于體現星光的閃耀效果。

（7）精雕亮光，為了更利于表現磚面的線條，光亞的自然性，對于精雕亮光的墨水的使用越來越普遍。高石英面釉，與精雕墨水結合，更易使墨水發亮。

（8）緞光柔光，同拋釉理石一樣，都是普遍，用量較大的產品。因此，對于面釉，發色好，成本低更被重視。而高石英面釉正符合了這樣的需求。為解決大針孔，及穩定性，可適當提高鋁含量，降低硅的含量。

3 結 語

本文所闡述的并不是一個單獨的釉料配方，而是一個體系。為應對不同需求可適當進行配方的微調。可通過加氧化鋅來提高發色的紅度和鮮度。通過加碳酸鋇來調整黃色的發色及光感。通過加霞石或煅燒高嶺土來改變膨脹系數，調節磚形。對于石英的大量使用，非常有益于目前陶瓷低吸水率（<3%）墻地磚的生產制造。

參考文獻

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