小規格高白高起伏面狀瓷磚釉面剝離問題解析及探討

李鐵，葉亞璋，余亮

（愛和陶陶瓷（廣東）有限公司，佛山528000 ）

1 前言

小規格（95mm×45mm）高起伏(凹凸落差約2.5mm)面狀外墻磚，因為立體感豐富、裝飾效果好，在外墻市場上被大量使用，但是在施高白啞光釉后，出現過出窯后不能發現異常，但存放7-10 天后出現后期釉面剝離的情況，有較大的質量隱患，坯體和釉料的膨脹系數差值、釉面彈性及耐壓強度，不同的面狀效果控制到什么程度，并沒有具體的數值要求，但通過控制對應面狀的坯釉膨脹系數、彈性模量、耐壓強度，對釉面剝離情況進行了分析和總結，解決了公司內部產品釉面剝離的情況，減少質量隱患。

2 、試驗過程

2.1 現狀及原因分析

（1）產品施釉工藝、產品燒成工藝如表1、表2 所示。

（2）4 個面狀，見圖1。

圖1 4 個面狀

表1 產品施釉工藝

表2 產品燒成工藝

（3）模具收縮率：10.5%。

（4）粉料收縮率：10.2%。

（5）原因分析

小規格高起伏面狀外墻磚，因為高低起伏相差大，凸出模紋和凹陷模紋之間的密度和收縮率有差別，因此對釉料和坯體的結合要求與一般的平面磚顯著不同，平面的釉面磚抗壓強度很高，能夠承受相當大的壓縮應力，不易出現釉面剝離，但是在干壓高起伏模具下，凸出模紋處的釉面能承受的壓縮應力會變小，冷卻段時坯體突出點和釉料結合處應力未得到有效釋放，后期變形后釉面承受不了壓縮應力，產生剝離。主要的控制因素有三點：坯釉熱膨脹系數的差值、釉料的彈性模量大小及釉料的耐壓強度大小。理論上坯釉熱膨脹系數的差異越小，坯釉結合性越好；釉料的彈性模量越小，彈性越好，坯釉結合性能越好；釉料的耐壓強度越高，釉料越不容易發生剝離，這三者中一般以熱膨脹系數為最主要因素，但要兼顧后兩個因素。

2.2 實驗方案

（1）對比測定坯體和釉料的熱膨脹系數（單位：10-6/K）如表3 所示。

（2）坯體和釉料膨脹系數（單位：E-6/K）差值如表4所示。

表3 坯體和釉料的熱膨脹系數（單位：10-6/K）

表4 坯體和釉料膨脹系數差值（單位：10-6/K）

參考表3 對比數據發現，坯料和釉料在600℃時的熱膨脹系數值差異最大，其中22-TO 坯體和A 釉料的差異最大，為1.46，偏大，認為熱膨脹系數適當調小有利于解決釉剝離。

（3）分析釉料配方并計算釉料的彈性模量及耐壓強度

①因為是高鋯白啞光釉，釉料配方中鋯含量偏高，鉀鈉含量偏低，應該是導致釉熱膨脹系數小的原因之一。

②參考表6，出現釉剝離的釉料A 彈性模量為：

（11.20 ×150+44.96 ×60+0.18 ×100+1.40 ×190+16.41 ×100+0.96 ×43+2.88 ×53+4.02 ×100）/（100-8.7-8.85）=8366 kg/mm2，（一 般 陶 瓷 釉 料 值 為5000-8000 kg/mm2）偏高，可能也是導致出現釉面剝離的因素

③參考表6，出現釉剝離的釉料A抗壓強度計算值為：（11.2 ×0.2+44.96 ×1.23+1.4 ×1.10+16.41 ×1+0.96 ×0.52+2.88 ×0.05+4.02 ×0.6）/ （100-8.85-8.7）=95.26 kg/mm2，（一般陶瓷釉料值為100 kg/mm2）偏低，可能也是導致出現釉面剝離的因素。

表6 氧化物耐壓強度及彈性模數因子

（4）釉料配方研制過程：

由于坯體是常用配方，也能適應絕大部分產品，暫不做調整，因此調整釉料配方為最佳選擇，主要方向為調大膨脹系數及調小彈性模量。化工料成分見表7 所示。

A 釉料是公司正常使用的配方，各種性能合格，用于平面和面狀低起伏產品未出現過釉面剝離的問題，白度較白，鋯含量高，光澤較弱，手感細膩光滑，選用公司物料和引入高白霞石作為重要配方組成成分，由于高白霞石兼具有增加白度，降低鋯含量的能力，同時具備調大膨脹系數，降低彈性模量的能力，因此被大量引入，通過不斷調整光澤面狀、白度和面狀，最終確定了D-6 釉料，配方如表8 所示。

新舊配方對比如表9 所示。

表5 釉料配方

表7 化工料成分(%)

表8 釉料配方（%）

表9 新舊配方對比（%）

表9 新舊配方對比(續） （%）

（5）測量新配方的熱膨脹系數并計算釉料的彈性模量及耐壓強度新舊配方及坯料的熱膨脹系數（單位：10-6/K）對比如表10 所示。

表10 新舊配方及坯料的熱膨脹系數對比（單位：10-6/K）

坯體與出現釉面剝離釉料和試驗釉料與的膨脹系數（單位：E-6/K）差值對比，如表11 所示。

改進后的釉漿彈性模量計算值如下：（9.64×150+46.60 ×60+0.17 ×100+2.35 ×190+17.69 ×100+2.02 ×43+3.41 ×53+3.31 ×100）/（100-8.2-6.5）=8288kg/mm2，比原配方8385 kg/mm2下降了78 kg/mm2。

抗壓強度計算值為：（9.64×0.2+46.60×1.23+2.35×1.10+17.69 ×1+2.02 ×0.52+3.41 ×0.05+3.31 ×0.6）/（100-8.2-6.5）=96.99 kg/mm2，比原配方95.25 KG/ mm2上升了1.74 kg/mm2。

最終，在只調整釉料的情況下，適當的惡化工藝參數，提高粘度和施釉量，生產的試驗品經過抗熱震性檢測和抗凍性檢測合格，并在自然環境中存放一個月內檢測出現釉剝離的數據如表12 所示。

表11 差值對比

表12 釉剝離數據

試驗結果表明：D-6 釉料在面狀效果，光澤、白度都接近的情況下，物料化學性能都合格，通過配方調整，坯釉膨脹系數差值的改善，釉料彈性模量的調整、釉料抗壓強度的調整，改善了與坯體結合的應力，釉剝離變成0%，改善了釉面剝離情況。

3 結語

高白低溫霞石，可以增加白度，減少釉料中鋯的含量，提高了配方中的鉀鈉含量，比較顯著的降低了與坯體的膨脹系數差值，同時調小了彈性模量和提高了抗壓強度，更好的適配了坯料，降低了釉料剝離的可能性。

新的釉料結果達到預期，后期此產品的生產中，使用新配方，在坯體、模具和窯爐制度未做調整的情況下，釉剝離情況得到解決，未出現釉剝離問題。