《釉料制备及施釉》PPT课件.ppt

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1、,第十章 釉 料 制 备 及 施 釉,名词解释：生料釉 熔块釉 釉料的熔融温度范围 坯-釉适应性 热膨胀系数对坯-釉适应性的影响。常用的施釉方法及其适用范围。,学习要点,陶瓷制作过程,1、将泥土搓好，直至挤出所有空气,2、先将泥土转到拉胚机的正中位置，然后在泥土中开一个洞，再将洞口拉至所需大小，最后将泥士拉高，直至所喜爱的高、阔及厚度,3、当胚土干至坚硬时，将胚土倒转固定于拉胚机上用修胚刀修齐胚土底部,4、做好胚体之后，一般需要一段时间的干燥过程。,5、先将烧后的胚土底部扫上蜡水，以免沾上釉彩，然后将釉彩淋於胚土上或将胚土浸于釉彩。,已经完工的陶瓷,景德镇陶瓷,威震山川,纺织少女,白菜蜗牛,陶

2、瓷的衣裳釉,我们日常使用的陶瓷器，一般都穿着一身光润、平滑的衣裳，特别是日用陶瓷，对“衣裳”更为讲究，有的洁白如玉，有的五彩缤纷，十分美观。陶瓷的这种衣裳，名叫“釉”。汉字中的釉，其含义是指有油状的光泽，所以用“油”字来表示瓷器表面的光泽，但又因为“油”字代表食物，经后人修改取表示光彩的“采”，加上油字的“由”，合成为“釉”字。,釉是附着于陶瓷坯体表面的一种连续的玻璃质层，或者是一种玻璃体与晶体的混合层。釉的产生可能是古代垒石烹食时所用含钙石头与炭灰而生成，也可能是受贝壳表面美观质感的启发，有意识地用贝壳粉作为原料制成。早在三千多年前的商代，我们的祖先就已经学会了用岩石和泥巴制成釉来装饰陶瓷了

3、。到了汉代又发明了用铅作助熔剂的低温铅釉，后来陶瓷艺人利用窑灰自然降落在坯体上能化合成釉的现象，进而用草木灰作为制釉的一种原料。,现代日用陶瓷生产所用的釉分为石灰釉和长石釉。石灰釉是用釉果（类似瓷石的一种天然矿物原料）和灰釉（主要成份氧化钙）配制而成。长石釉主要由石英、长石、大理石、高岭土等组成。在石灰釉和长石釉中加入金属氧化物，或渗进其它化学成份，就会成为各种各样的釉色。,釉层是附着在坯体表面的平均厚度为120140m的硅酸盐玻璃。釉的特点1.与玻璃有相似的性质：如玻璃的通性（具有各向同性，无固定熔点等均质玻璃所具有的一般性质，而且这些性质随温度和组成变化的规律也极近于玻璃）；有光泽，硬度大

4、；抗酸碱的侵蚀；质地致密，对液气均呈不渗透性质。2.不同之处：玻璃组成类型多，如磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃等；釉属硅酸盐玻璃；釉中Al2O3多；坯釉接触面上相互作用；釉的均匀程度较差，含有气泡、未反应石英或新生成的晶体。,微观组织结构和化学组成的均匀性都较玻璃为差；化学组成沿横断面的分布亦有不同程度的差异，一般在紧靠坯体的一侧和最外层釉中，硅、铝含量较中间釉层为高。为了保证釉与坯紧密结合，尤其在难熔生料釉中，Al2O3的含量远多于一般玻璃，可高达10-18。,釉层与玻璃的区别：,二、釉的作用 一般釉的厚度只有坯体厚度的1%-3%，但经过窑火焙烧后，就紧紧附着在瓷胎上，使瓷器致密化、光泽柔和，又不透

5、水和气，给人明亮如镜的感觉。同时可以提高使用强度，起到防止污染，便于清洗等作用。,（1）釉能够提高瓷体的表面光洁度。（2）釉可提高瓷件的力学性能和热学性能。（3）提高瓷件的电性能，如压电、介电和绝缘性能。（4）改善瓷体的化学性能。（5）使瓷件与金属之间形成牢固的结合。（6）釉可以增加瓷器的美感，艺术釉还能够增加陶瓷制 品的艺术附加值，提高其艺术欣赏价值。,10.1 釉的种类,按坯体类分:瓷釉、陶釉；按烧成温度分:低温釉，中温釉，高温釉；按釉面特征分类:,白釉大概是人们出于对银器的钟爱，颜色釉是以其五彩缤纷受到人们的欢迎，结晶釉的纹样变幻美丽动人，窑变纹釉琳琅满目，美不胜收，裂纹釉清晰古朴、高雅

6、别致。除上述外，还有无光釉、乳浊釉、食盐釉等。,近年来，随着科学技术的发展，出现了千姿百态的流动釉、神奇莫测的变色釉、霞光闪烁的彩虹釉、贵如明珠的夜光釉等新品种。,1.按制备方法分类生料釉:全部原料都不经过预选熔制，直接加水调制而成浆。熔块釉:釉料制浆前，先将部分原料熔制成玻璃状物质并用水淬 成小块（熔块），再与其余原料混合球磨成釉浆。盐釉:此釉不须事先制备，而是在产品煅烧至高温时，向窑内投入食盐，盐的挥发物使坯体表面形成薄层玻璃物质。土釉:此釉是天然有色粘土经淘洗后直接作为釉料使用。,2.按熔剂类型分：长石釉 熔剂成分主要是长石，主要用于硬质瓷和卫生瓷器 长石釉中KO2+NaO20.6mol

7、,SiO2含量高 主要原料：长石、石英、石灰石、粘土,1250以上 特点：硬度较大、光泽强、略呈乳白色、熔融范围宽、较适合釉上彩饰，与含SiO2较高的坯体结合良好。,石灰釉 主要熔剂CaO(0.5mol)，主要用于各种陶器、瓷器 特点：适应性强、透光性好、硬度较高、还原焰烧成，白里泛青、利于釉下彩饰。不足点：熔融范围窄、白度差、气氛不当易产生气泡等缺陷，近来已被滑石釉、长石釉等所取代。,镁质釉 在石灰石釉中引入白云石或滑石,MgO0.5mol 特点：熔融温度提高、温度范围拓宽，白度、透光度均提高。不足处：釉浆易沉淀、与坯的附着力差。,锌釉ZnO0.5mol 制造结晶釉的一个重要体系。,铅釉及铅

8、硼釉 成熟温度低、熔融温度范围宽、光泽好、弹性好、釉面硬度低、化学稳定性差、需先制成熔块再进行配釉如：PbO0.10.5Al2O3(12)SiO2 9001000 陶器、釉面砖,（3）按照烧成温度进行分类 烧成温度1250 的釉，为高温釉。,10.2 釉的组成与配方计算,一、釉用原料的分类 按照各成分在釉中所起的作用：1.玻璃形成剂（网络形成剂）2.助熔剂 3.乳浊剂 4.着色剂 5.其它辅助剂,1.玻璃形成剂：玻璃相釉层的主要物相 网络形成体1）氧离子场强要大（阳离子电荷与其离子半径平方之比）一般来说，电荷较高，离子半径较小的阳离子及其化合物是玻璃网络形成剂SiO2-硅酸盐玻璃B2O3 P2

9、O52)氧化物的化学键键强要大，单键强度（化合物分解能与阳离子配位数之比）335KJ/mol3）极性共价键离子键向共价键过渡的氧化物易形成玻璃既具有离子键，易改变键角形成不对称变形的趋势远程无序又具有共价键的方向性与饱和性，不易改变键角与键长的倾向远程有序4）熔体的结构：熔体中阳离子团聚合程度大，形成玻璃倾向大，因高聚合的阳离子团难以位移和重排，结晶激活能大，不易组成晶体，阳离子团的对称性低，也容易形成玻璃玻璃。,2.助熔剂网络变性体 单键强度251KJ/mol 不能单独形成玻璃，一般处于玻璃网络之外，所以又称为网络外体。主要有：Li2O、Na2O、K2O、PbO、CaO、MgO等。促进高温化

10、学反应，加速高熔点晶体（SiO2）结构键的断裂和生成低共熔点化合物，调整釉层物理化学性质（机械强度，粘度，化学稳定性等。,3.乳浊剂保证釉层有足够的覆盖能力 熔体析出的晶体、气体或分散粒子折射率不同，光线散射产生乳浊。1）悬浮乳浊剂不溶于釉，以悬浮状态存在 SnO2、CeO2、ZrO2、SbO32)析出式乳浊剂冷却时从熔体中析出微晶 ZrO2、SiO2、TiO23)胶体乳浊剂C、S、P、F,4.着色剂 釉层吸收可见光波，呈现不同颜色。1）有色离子着色剂：Cr3+、Mn4+、Fe3+、Co3+等2）胶体离子着色剂：Cu、Au、Ag、CuCl23）晶体着色剂：一些高温形成的尖晶石型矿物,5.其它辅

11、助剂 提高釉面质量（光泽，白度，乳浊度）、改善釉层物化性能、控制釉浆性能（釉浆悬浮性，粘附性）等。,二、釉用原料1.引入SiO2的原料2.引入Al2O3，选用优质高岭土，一般粘土用量在10%以下。3.引入Na2O、K2O的原料主要是钾、钠长石，K2CO、Na2CO、KNO3、NaNO3等化工原料仅在某些熔块釉中部分地采用。4.引入CaO的原料。石灰石，方解石、大理石等碳酸盐。5.引入MgO的原料，菱镁矿、白云石、滑石等，采用菱镁矿时，用量不宜超过6%，否则产生缩釉缺陷；滑石一般煅烧后的使用。,6.引入ZnO的原料，透明釉中引入量一般控制在5%以下，由锌白引入，生锌白活性大，与水生成氢氧化锌，使

12、釉浆稠化，所以要煅烧后使用。7.引入PbO的原料，铅丹（Pb3O4）铅白（碱式碳酸铅，2PbCO3Pb(OH)）8.引入B2O3的原料，硼酸H3BO3、硼砂（Na2B4O7）。,三、釉料配方的设计原则 为了确定釉料的配方，首先要考虑釉层性能的要求，如釉面为透明或乳浊、光泽或无光、釉层硬度、热稳定性、化学稳定性及电气绝缘性能等。掌握坯体的类型与组成、烧成工艺等。初步拟定制釉、施釉、烧釉的工艺条件。总的原则：釉适应坯体,1)釉的膨胀系数应接近坯的膨胀系数，并可略小一点。2)釉的组成应能保证在烧成过程中与坯体形成一定厚度 的中间层。3)保证釉有良好的弹性和抗张强度。4)对普通色剂的加入能有很好的呈色

13、效果。5)釉浆要有合适的工艺性能。6)釉必须具备良好的熔融性能，包括熔融温度、范围、及熔体性质。对一次烧成制品的釉料，要求它在坯体烧结范围内成熟；对二次烧成制品的釉料，一般釉烧温度低于素烧温度60120。,四、釉料的配方计算（一）釉式的计算（同坯式）（二）釉料配方的计算 1.生料釉的计算 选用的原料一般为较纯的矿物原料或化工原料，配方中不宜含有可溶性原料，釉式中保留0.050.10mol高岭土，以提高釉浆悬浮性、结合强度，其余Al2O3由煅烧粘土供给，以减少干燥或烧成收缩。,例1.按下列釉式计算配方量0.56CaO0.06MgO 0.58Al2O3 4.5SiO2 0.13ZnO解：1.确定引

14、用原料种类按所给釉式成分要求，选用钾长石、石灰石、烧滑石、烧氧化锌、高岭土、烧高岭土及石英作为配料原料。2.满足釉式中各成分,0.25K2O,3.计算各原料用量,2.熔块釉的配方计算熔块的配置原则：,(1)所有水溶性原料、有毒原料、相对密度特别大的原料都要配入熔块。(2)熔块中酸性氧化物与碱性氧化物的摩尔数比应在1:13:1之间。此项规定是确保玻璃熔块的形成能力和适宜的熔制温度。(3)熔块中Al2O3的摩尔数应小于0.2。因为Al2O3能显著增大熔体粘度，若引入量过多，会影响熔块的正常熔融和均化。(4)熔块中若含B2O3，则SiO2与B2O3的摩尔数比必须大于2。因为硼酸盐玻璃的水溶性较大，只

15、有以部分组分固溶于SiO2结构网络，才能保证其化学稳定性。(5)熔块中R2O与RO的摩尔数比应小于1。因为R2O-SiO2玻璃水溶性极大，只有加入RO组分才能形成结构紧凑、化学上稳定的复合硅酸盐玻璃，使熔块达到使用要求。,2.熔块釉的配方计算熔块釉的计算步骤：,先计算熔块组成。将熔块作为原料之一，配以其它原料进行配料计算,一、釉的化学性质二、釉的熔融性能三、釉熔体的粘度和表面张力四、坯釉适应性,10.3 釉层的性质,概念（意义）表征（测试）影响因素,一、釉的化学性质,坯釉相互作用，发生一系列化学反应，一方面釉中碱性组分通过溶解和渗透不断向坯中扩散；另一方面坯中组分也逐渐向釉熔体中迁移。坯、釉之

16、间形成了一个中间层，厚度一般为1520m。由于中间层不仅在化学组成上，而且在性质上介于坯、釉两者之间，因此使坯、釉紧密地结合在一起。同时能够有效地调合坯、釉性质上 的差异并改善釉面质量。,坯釉化学组成保持适当的差别。若坯的酸性高，即SiO2/RO的分子比例高，则釉采取中等酸性的；坯体弱酸，则釉取中性或弱碱性。,T0 T1始熔温度 T2全熔温度 T3流动温度,二、釉的熔融性能,由始熔温度至流动温度称作釉的熔融范围（T3-T1）。,1.实验方法：采用高温显微镜观察釉料的受热情况,二、釉的熔融性能当23圆柱体试样受热至形状开始变化、棱角变圆的温度称为始熔温度（或初熔温度、开始熔化温度）。试样变为半圆

17、球的温度称为全熔温度（熔融温度）。釉料充分熔融并且平铺在坯体表面、形成光滑的釉面试样流散开来，高度降至原有的1/3时，此温度称为流动温度（成熟温度）,测定：截头三角锥顶点弯曲至接触底盘时的温度；采用“高温显微镜”，观察试样熔融与底盘平面形成半圆球时的温度即为该釉料的熔融温度。,2.酸度系数法：指釉组分中酸性氧化物与碱性氧化物的摩尔比，一般用C.A表示。C.A=RO2/(RO+R2O+3R2O3)一般瓷釉：釉的酸度系数愈大，烧成温度愈高。硬质瓷：(RO+R20)(0.51.4)Al2O3(512)SiO2 C.A=1.82.5 烧成温度 13201450 软质瓷：(RO+R20)(0.30.6)

18、Al2O3(34)SiO2 C.A=1.41.6 烧成温度 12501280 3.熔融温度系数K,4.影响因素：Al2O3、SiO2含量、RO和R20含量与配比；釉料细度烧成制度,总的要求：釉的始融温度高一些，釉的熔融范围宽一些。实际在考虑釉的始熔温度和熔融范围时，不能脱离坯体的烧结性能和具体的烧成条件。,就日用瓷而言，釉的始熔温度应比坯体开始急剧收缩时的温度高，以保证坯中的气体全部顺畅地排出。而熔融范围应适于烧成设备及操作对烧成温度范围所控制的程度。应使釉的流淌温度（即熔融范围的上限温度）略低于或接近于坯体烧成的上限温度。只有这样，才能保证釉面质量的稳定。,事实上，釉中的熔剂组分比坯料中的要

19、高得多，致使始熔温度往往偏低。因此，如何提高始熔点已成为改善釉面质量的关键问题。实践证明，在釉方中引入部分瓷粉或采用煅烧过的长石和高岭土，可以显著提高始熔温度。因为熟料经过煅烧处理后其化学活性明显减弱。这种方法目前在生产上已得到广泛应用。当然，也可以通过调整釉方的化学组成及原料种类，使之达到预期目的。,三、釉熔体的粘度及表面张力 釉面的平坦及光滑程度，决定于釉料熔化后的流动性以及和坯体的润湿能力，而后二者又受釉料的高温粘度与表面张力的直接影响。若釉的粘度过小，流釉、干釉；粘度过大，釉面出现波纹、桔釉、针孔。影响釉料高温粘度的因素：釉的组成：网络聚合程度愈高，粘度也就愈大 烧成温度：随温度升高而

20、降低,测定：1.工厂常用釉在高温下的流动度来比较其粘度。测定时可将釉料揉成重5g的小圆球。把釉球放入一块45角倾斜的流动板上的圆槽内，圆槽与一直形槽相连。加热至成熟温度，釉球熔融并在直槽内流动。冷却后测出釉在槽内流动的长度，用此长度来表征釉的粘度。测定时一般可用一种选定的釉料作比较。2.规定时间内流过坩埚底部钻孔的数量。,表面张力对釉的外观质量影响很大。表面张力过大的釉阻碍气体的排出及熔融液的均化，使之发生缩釉及严重的针孔现象；过小的釉，作为过小粘度的附带因素，产生流釉现象，产生的小气泡破裂时难以弥合。影响因素：化学组成和温度,四、坯釉适应性,定义：指陶瓷坯体与釉层有互相适应的物理性质（主要是

21、热膨胀系数匹配），釉面不致龟裂或剥脱的性能。釉层中存在不恰当的应力导致陶瓷产品釉面的裂纹与脱落。通过控制釉层应力的性质与大小以提高坯釉适应性。,釉 坯,釉 坯,在冷却过程中,釉面龟裂,釉层剥脱,釉层出现应力的原因坯、釉膨胀系数的差值,改变坯和釉使相适应的几个方法,续下表,续上表,10.4 釉浆的制备,为了确保烧后釉面质量和釉浆的使用性能，釉料应达到下列工艺要求。1原料的质量(1)要严格执行拣选、储存制度，以免杂质混入。(2)采取适当措施提高原料质量和使用性能。如软质粘土的淘洗处理、人工拣选、化工原料氧化锌的煅烧、滑石的煅烧等。,（1）细度要适宜 釉浆的细度直接关系到釉浆性能和烧后釉面质量。一般

22、说来，釉料越细，釉浆的悬浮性、稳定性越好，釉组分之间的相互反应越充分，有利于釉浆使用性能和釉面质量的改善和提高。但釉料过细时，浆液稠度显著增加，流动性降低，施釉时易形成釉绺，同时会增大釉层的干燥收缩，易引起干釉层开裂而导致缩釉缺陷。通常日用瓷釉的细度，控制在万孔筛筛余0.020.05范围内。,2釉浆的品质要求,一般透明釉万孔筛余0.1 0.2%，乳浊釉0.1%以下；浅色釉：万孔筛余0.1%以下，深色釉一般0.05%以下。,性能稳定的釉浆其浆液呈中性或偏酸性(pH67)。但是，如果熔块中采用生氧化锌或已风化的长石，或者配合不当、熔制不良，就会在釉料细磨过程中发生碱性组分的水解和水化现象，使釉浆向

23、碱性转化。尤其在研磨时间长、釉浆温度高和细度大的条件下更为严重。实践证明，这种偏碱性(pH8)的釉浆常呈聚沉状态，其使用性能会严重恶化。,（2）釉浆的酸碱度要适中,（3）釉浆的浓度（比重）釉浆的浓度决定着釉层的厚度和施釉时间。浓度越大，单位时间内形成的釉层越厚，或是在规定的厚度下，施釉时间越短。,在生产中，釉浆的浓度应视坯件大小、坯体吸水性能、施釉方法及季节等不同具体条件加以调控。,比重大小影响施釉质量的好坏。颜色釉透明釉浅色釉：1.701.74，深色釉：1.741.78。,粘度的大小影响到施釉的速度和釉面质量。,（4）釉浆的粘度（流动性）,3釉坯的釉层质量要保证 施釉后的坯件称为釉坯。衡量釉

24、坯釉层质量的重要指标是釉对坯的附着程度和釉层本身的强度。它们取决于釉料质点的相互结合及与坯体的结合能力。适当增加粘土用量和分散度，不仅可使釉层整体堆积密度增大，而且有利于加强同坯体的附着。但粘土用量过大，又会导致干燥收缩增大，使干釉层易于开裂。对于粘土用量少的釉料可以考虑外加一些粘合刑，如糊精、羧甲基纤维素等，以改善釉坯的釉层质量。,二、生料釉的制备 1.要求：釉用原料纯度要求高（进厂后分别储存，严格洗选）。釉用原料种类多，注意称料的准确性。原料不溶于水 研磨细度的控制 2.制备流程：与坯料类似。,矿物原科 洗选 煅烧 粗碎 洗选 轮碾 化工原料称量过筛 干球磨 称量 混合 熔化(坩埚炉或池炉

25、)冷水急淬熔块拣选熔块库称量湿球磨过筛、除铁釉浆 高岭土一拣选一称量,三、熔块釉料的制备 熔块釉的制备包括熔制熔块和制备釉浆两部分。,熔块的熔制在坩埚炉、池炉或回转炉内进行，熔制后的熔块为透明的玻璃体。熔制熔块时注意以下问题：原料的颗粒度（一般过4060目筛）和水分，保证混料均匀及高温下反应完全。熔制温度恰当。温度高，挥发严重；温度低，熔制不透配釉时容易水解。熔制气氛，如含铅熔块，不能出现还原气氛。熔制好的熔块经水洗、漂洗、烘干、研磨后与生料混合配成釉浆。,为了保证施釉的质量，釉面要清洁；坯体有一定的吸水性。,10.5 施 釉,生坯必须经过干燥、吹灰、抹水等工序处理。,1.浸釉法（蘸釉）：为最

26、基本的施釉方法之一。将坯体浸入釉浆中片刻后取出，利用坯体的吸水性，使釉浆均匀地附着于坯体表面。,普遍用于日用瓷器皿的生产及便于手工操作的中小型制品。釉层厚度由浸釉时间、釉浆浓度、坯体吸水率决定。对于大型产品可用机械手代替手工操作。,明清以前瓷器多用此法加釉，器物上的釉汁往往不到底足，上部有釉而下部露胎。,2.喷釉法：利用压缩空气将釉浆喷成雾状，吸附于坯体上。适用于壁薄及小件易碎的生坯。,3.浇釉法：大型器物的一种施釉方法。也适用于一面施釉的坯体。在盆中架放一木板，将坯体放在木板上，用勺或碗臼取釉浆泼浇器物。大型的坯体一般由两人共同操作，两人手法必须一致，才能使釉层均匀。圆形坯体旋转，中间浇适量

27、釉浆，在离心力的作用下，釉浆散开，适用于圆盘、大件器皿、低强度坯体。,4.淋釉法：釉浆通过半球或鸭嘴形浇釉器形成釉幕流向坯体，釉层厚度取决于釉浆浓度、釉幕厚度、坯体运动速度，适用于单面上釉的扁平制品。5.刷釉法：适用于一种坯体上施多种釉料的艺术陶瓷，一般用毛笔或毛刷。,荡釉即“荡内釉”，把釉浆注入坯体内部，然后将坯体上下左右施荡，使釉浆布满坯体，再倾倒出多余的釉浆，随后坯体继续回转，使器口不留残釉，倒余浆的速度要快，沿全圆周均匀流动。有一次荡釉的，也有两次的，但不能多过两次，否则容易产生气泡。荡釉法适用于小而腹深的制品，如壶、瓶等内部上釉。,6.荡釉法：,7.静电施釉定义：将釉浆喷至一个不均匀

28、的电场中，使中性的釉粒带负电，随压缩空气向带正电的坯体靠近。特点：雾滴细、速度慢、分布均匀、效率高、产量大、质量好、浪费少。缺点：设备维修困难、电压较高，需保护措施。,（1）流化床法：利用压缩空气设法使加有少量有机树脂的干釉粉在流化床内悬浮而呈现流化状态，然后将预热到100-200 坯体浸入到流化床中，与釉粉保持一段时间的接触。（2）热喷施釉法：先进行坯料的素烧，后在炽热状态的素烧坯体上进行喷釉；（3）干压施釉法：压施釉法是将成型、上釉一次完成的一种方法。釉料和坯体均通过喷雾干燥来制备。成型时，先将坯料装入模具加压一次，然后撒上少许有机结合剂，再撒上釉粉，然后加压。（4）机器人施釉,新型施釉方法,作业：,名词解释：生料釉 熔块釉 酸度系数 釉料的熔融温度范围 坯-釉适应性 简述热膨胀系数对坯-釉适应性的影响。简述常用的施釉方法及其适用范围。4 釉和玻璃有什么区别？陶瓷上釉有何作用？5 影响釉坯适应性的因素有哪些？,