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歐洲陶瓷釉料新技術概況

發(fā)布:2007-12-24 14:14:40  來源:  [字體: ]

   歐洲是當今高檔建筑衛(wèi)生陶瓷產品生產最發(fā)達的地區(qū),其中以意大利和西班牙為建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)的領頭羊。歐洲的建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)在實現自動化與機械化的同時,在坯料與釉料制備方面頗具技術實力與開發(fā)能力。估計要領先其它國家20年~30年左右的距離。歐洲建筑衛(wèi)生陶瓷業(yè)非常注重采用先進的釉料技術,擁有一大批著名的專業(yè)性很強的陶瓷釉料和陶瓷熔塊、色料公司。諸如,人們所悉知的英國魏基伍德公司與道頓公司,德國的迪高沙與凱勒公司,意大利的海馬與西斯特勒公司,西班牙亞卡迪和歐萊等專業(yè)化公司等現代陶瓷學包括了現代礦物學,物理學(如可塑機理,流體力學),化學(分子學、分子運動學),機械動力學,微觀結構學與高溫化學(熱力學)等廣泛的內容。它們是發(fā)展陶瓷的基礎理論和技術指導。只有在基礎研究領先才能保持陶瓷產品的時時新穎與豐富多樣,其中尤以陶瓷釉料研究最引人注目。
    歐洲國家使用的釉料產品類別與用途分類如下:1、鉛釉和無鉛釉;2、生料釉與熔塊釉;3、一次燒成或二次燒成用釉;4、瓷磚,餐具,衛(wèi)生陶瓷與電磁用釉;5、按施釉方法劃分的侵釉,噴釉,澆釉;6、高溫釉和低溫釉;7、高膨脹釉和低膨脹釉;8、燒成氣氛氧化焰,中性焰和還原焰;9、顏色釉與無色釉;10、透明釉與乳濁釉;11、光澤釉,無光釉,半無光釉或花紋釉;等等。以上分類強調了釉料的復雜本質及與其他因素相互間關系。諸如包括釉料的化學成分,配料成分,產品用途,成瓷后的化學物理特性。有的表明了其工藝方法及釉面的外觀表象,以及將來建筑衛(wèi)生陶瓷用釉料的發(fā)展指向。現擇其概要簡介如下:
    1、 鉛釉與無鉛釉。在英國生產與使用的鉛釉配方中,鉛的來源出自偏硅酸鉛或硼硅酸鉛熔塊。在實際生產中典型的偏硅酸鉛配方組成為:(塞格爾式)1.00氧化鉛,0.10三氧化二鋁,1.89二氧化硅,重量:氧化鉛64%,氧化鋁3%,二氧化硅33%。可使釉產生最低溶解度。如果增加堿性氧化物和氧化硼的含量,可導致熔塊中鉛溶解度的增加。在荷蘭等國并無鉛溶解度的限制規(guī)定,他們使用低熔融或高溶解的硅酸鉛及硼酸鉛熔塊釉。鉛釉與無鉛釉的差別牽涉到產品的質量問題。不過在高于1150度時,鉛均明顯揮發(fā)。而高于此溫度界限時,則通常不再使用鉛釉。在英國無鉛釉指氧化鉛含量少于1%的重量的種類。隨著環(huán)境保護要求越發(fā)嚴格,近年來歐洲建陶工業(yè)已經逐步轉向統(tǒng)統(tǒng)使用無鉛釉料、無鉛熔劑與無鉛色料。鍶釉在取代鉛釉方面表現出不俗的效果。除了燒成范圍寬,低燒成溫度和可形成光澤釉表面外,還具有良好的耐磨性能。因此鍶釉成為一種很好的無鉛釉。當它與釉下色劑一起使用時,幾乎看不到對色料的不利影響。但在與鉻錫粉紅共用時,釉內必須添加一定的氧化鈣,以穩(wěn)定色調質量。
    2、 生料釉與熔塊釉。由于歐洲陶瓷生料釉組成內不使用熔塊,所以它們僅限于最高燒成溫度大于1150度時使用。通?捎米錾a硬質瓷器,;l(wèi)生瓷,炻器,電磁及各種低膨脹坯體的施釉。生料釉內含有礦物溶劑,如長石或霞石正長巖,外加黏土、石英、碳酸鈣、白云石、氧化鋅和硅酸鋯作為常用原料。低膨脹生料釉還使用透鋰長石作為熔劑。生料釉不會有任何形式的玻璃相,在燒成時必須經過足夠時間將氣體從原料組分內排出,釉熔融后可獲得光滑而無氣泡的釉面。因此,生料釉燒成時間要比熔塊釉長。在燒成溫度低于1150度時,則宜采用熔塊釉料。另外在采用低溫快燒工藝時,需要釉內熔塊含量相宜增加。
    3、 一次燒成釉與二次燒成釉。歐洲陶瓷企業(yè)認為,對于施釉產品來講,一次燒成比二次燒成節(jié)能好且更經濟,大幅度降低了產品成本,并有利于環(huán)境保護。一次燒成非常有利于高附加值的產品,如大件衛(wèi)生潔具,或大型絕緣子。但二次燒成的主要優(yōu)點是可以揀選并剔除某些有缺陷的半成品,也能生產出高質量與低成本的產品。在一次燒成工藝中,釉與坯體同時成熟,坯與釉的中間層的形成常常能夠增加產品的強度。坯體的完全;嗪苊黠@。在一次燒成工藝時,釉料內常含有黏結劑,既可控制水分自釉漿蒸發(fā)的速度,又控制了水分進入多孔坯的運動。釉料黏結劑起到增加干燥釉面硬度的作用。
    4、 顏色釉與無色釉。建筑衛(wèi)生陶瓷產品一般采用顏色釉進行裝飾,從而使其在滿足使用時也帶有可資欣賞的美感,提高了產品的附加值。而無色釉的應用僅于很小的產品范圍(如特殊用途瓷磚產品)。目前歐洲的建筑衛(wèi)生陶瓷產品,其顏色釉均采用金屬氧化物顏料制備。過渡金屬的無機化合物如釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅都是常用顏料。顏色釉的效果取決于基釉的化學組成,色料添加量,施釉厚度與均勻性,燒成時窯爐氣氛。如氧化鐵引入的形態(tài)通常是紅色三價氧化鐵,由坯體融入釉內可產生微妙的裝飾效果。鐵在氧化焰氣氛時在陶瓷釉中能產生淡黃色,蜂蜜色,與棕色。在還原焰氣氛時可以形成淡藍灰色,綠色,藍色或黑色;黑色氧化鈷是釉料中最強烈的著色劑,當含量低于1%時,能形成鮮艷的藍色。鈷在玻璃釉基質中容易熔融并加入瓷釉結構中;氧化鉻能使某些釉呈現綠色,而在其他成分的釉中可以形成紅色,黃色,粉紅色,或棕色;氧化鎳在釉中有很寬的成色范圍,可以形成棕色、綠色、深藍色釉。當釉中含有碳酸鋇時,它會形成粉紅色、紫紅色;二氧化錳在顏色釉中能形成黑色,但也能形成紅色、粉紅色與棕色;有時要取決于釉組成的堿性,含錳的高堿釉經過高溫燒成后會產生淡藍色;氧化銅配制的色釉,在氧化焰時呈現綠色,但在還原焰時則呈現紅色;五氧化二釩可產生棕色或黃色,但在釉中即使用量增加也只是呈現中強度黃色。釩與鋯可以制成釩鋯黃,釩鋯藍等成色穩(wěn)定的色釉;此外,硫化鎘與硒色料可制成黃、橙黃與紅釉。
    5、 透明釉與乳濁釉。建筑衛(wèi)生陶瓷普遍使用乳濁釉料,由于透明釉缺乏遮蓋力,難以掩蓋不潔的磚面,而環(huán)保工作又要求盡量采用低質原料制坯,因此透明釉使用范圍變的更加窄了。歐洲陶瓷企業(yè)使用過的釉料乳濁劑經歷了氧化錫、氧化鋅、二氧化鈦、磷酸鹽,直到硅酸鋯等過程。但氧化錫作為乳濁劑,已系成本過高,使用量越來越少。在一次大戰(zhàn)時期,美國最先引用鋯英石作為釉料乳濁劑,后來英國開始使用鋯英石取代氧化錫,降低了瓷磚裝飾用釉料產品成本。不過如在常規(guī)釉料內加入5%的氧化錫,可產生白里泛青的釉調;氧化鋅廣泛應用于鋯英石釉內,可以提高白度與乳濁度。在高溫衛(wèi)生潔具產品釉中氧化鋅具有強溶劑作用,能顯著降低釉的黏度,因此目前仍有部分使用,以后也難以完全排除;將氧化鈦加入釉中時,可以制成高檔的白乳濁釉,已被證實是可行的配方方式。磷化合物在釉中的作用有:一,用做乳濁劑使釉不透明;二,增加釉對光的折射率,增加釉料的光澤。磷酸鈣,骨灰,磷灰石均可酌情適量配入釉料內,使釉形成良好的乳濁與光亮效果。此外鋰灰石,透輝石等鋰化物也是很好的乳濁釉原料。
    6、 光澤釉,半無光釉,無光釉與碎紋釉。各種釉料對于光線吸收不同,而區(qū)別為光澤釉、半無光釉、無光釉及碎紋釉品種。上述釉料均呈色豐富,釉色種類很多,僅就瓷磚釉料的發(fā)展趨勢將逐漸轉向半無光、無光釉系列。無光釉用成色元素不多,但釉色很豐富,已經形成高嶺質無光釉、堿性無光釉、二氧化硅質無光釉種類。其中,又以鋇無光釉、鋅無光釉、鎂無光釉為其主要代表。此外還有結晶型無光釉、鋰輝石析晶型無光釉、難溶性無光釉等類型。碎紋釉是釉面生成網狀龜裂紋,適宜于瓷磚裝飾,最早起源于我國的碎瓷產品。后來西方國家將其用于瓷磚裝飾,收到格外美的效果。由于坯釉的膨脹系數不同而發(fā)生龜裂現象,碎紋釉的配制方法有五種:如采用兩種具有不同收縮率的釉,將有高收縮率的釉料施于普通釉上,燒成后上層釉龜裂可以透見下層釉;增加釉的可溶性使釉的收縮增加,如增加長石與硼酸的量;增加釉的收縮率,減少坯的收縮率;使產品急冷工藝也可生成碎紋釉;有的釉在經年放置后也能形成碎紋釉。如法國采用在普通釉料中增加二氧化硅,礬土或堿類的方法,制成碎紋釉品種。有的采用多次燒成方法以形成不同的碎紋與顏色效果。

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