乳浊釉的制备基本工艺及性能测试.docx

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乳浊釉的制备基本工艺及性能测试

唐山学院

陶瓷专业综合实验

方案报告

设计题目：

乳浊釉制备工艺及性能测试

系别：

环境与化学工程系

班级：

11无机非金属材料工程

姓名：

任昊天

指导教师：

王秀文李悦

6月19日

1引言

乳浊釉是一种具备一定光泽度和白度不透明釉，它具备多相构造，使得入射光线在多相界面上发生复杂散射、折射、漫反射等光学现象，导致釉面失透，浮现乳浊效果釉，这是通过加入适量乳浊剂来实现。

钦乳浊釉由于光泽好和成熟温度低而较狂锆釉应用广泛，不但用于建筑卫生陶瓷，并且还可用于高档日用瓷，这也是钦乳浊釉再次被青睐因素之一。

钦釉主

要缺陷是当烧成温度不不大于900℃时析出金红石量较高而导致釉层发黄，且易浮现针孔，这些缺陷产生重要与钦釉构成和生产工艺控制关于。

通过对钛釉性质及乳浊机理进行进一步研究，选用恰当构成和合理工艺可以制成乳浊效果抱负、釉面白度高、遮盖能力强钛乳浊釉，从而使钛釉应用得到广泛推广。

2技术目的

2.1钛釉性质

釉乳浊性能重要取决于釉中乳浊相对可见光散射强度，而散射光强度又受3个因素影响：

1）乳浊相与釉玻璃相折射指数之差，差值越大，散射强度越大，乳浊效果越好。

普通来说，硅酸盐玻璃相折射指数约为1．5，因此，折射指数差值重要取决于乳浊相折射指数。

几种惯用乳浊剂折射指数是：

SnO22．04、ZrO2，2．40、Ti022．50、Ce022．30。

其中，以TiO2折射指数最大，Ti02应是乳浊性能最佳乳浊剂。

釉面光泽则与基质玻璃构成及其乳浊相晶体析晶关于（晶体数量、大小与构成）。

乳浊效果较好釉同步有较高显微硬度和机械强度，也可预示有较高耐磨性。

2）乳浊相在釉玻璃中体积百分数。

体积百分数在不不大于lO“就浮现乳浊，体积百分数增大，乳浊性能也随着增大；但又必要控制在一定限度内，若超过这一限度，则会使釉面光泽度不良或无光。

但这个限度是依照釉熔体对乳浊剂析晶能力而不同，只能通过观测釉面状态来拟定乳浊剂加入量。

3）乳浊相熔滴大小。

乳浊相熔滴越细，乳浊效果越好。

TiO：

作为乳浊相时，如果是以锐钛矿（TiO：

）析晶，则乳浊效果好。

只需采用烧成后迅速冷却到950oC左右，釉中即有大量锐钛矿晶体析出。

如果高温冷却慢，虽然可以得到乳浊度高釉，但釉色将变成象牙黄色或灰色。

成熟温度范畴内钛釉质量与烧成温度有密切关系。

釉烧温度较低时难以形成平滑光洁釉面，并有针孔和波纹等缺陷，势必影响釉白度。

釉烧温度提高后，釉面平滑无缺陷，白度．硬度及强度指标上升。

但是，当釉烧限度超过流动温度时，釉高温牯度减少，则使析晶柏重新溶解，各项质量指标反而下降。

2.2钛釉乳浊机理

惯用乳浊釉就其乳浊机理而言可分为3种：

一是基质釉玻璃中析出大量细小晶体，由于晶体与玻

璃相存在折射率差形成乳浊；二是由于液一液分离在基质釉玻璃中分离出第二相，因两相折射率不同而产生乳浊；三是釉玻璃中存在大量微小气孔而导致釉乳浊。

径r成反比，而与其体积百分数Vp成正比，其汁算公

式为：

S=3Kvpl4r

（1）式中：

K——散射因子。

散射离子与介质之间折射率差别越大，则散射浊，即不透光性，散射系数S与分散相离子半越严重，乳浊效果越好。

钛釉形成乳浊晶相重要有：

钛榍石、金红石。

若，一形成金红石和榍石共存时，则使釉泛黄且形成针孔，因而往往在钛釉中引入氧化钙，以制止金红石形成。

白色钛乳浊釉晶相为钛榍石，但氧化钙量（与钛比）达到一定量时，由于氧化钙溶剂性很强，且易形成分相，在分相界面上则会析出CaO，此时釉中主晶相为CaO，因此要恰当调节别的成分含量，使釉中晶相仅是钛榍石，且结晶细小，分布均匀，这样既有助于提高乳浊度，同步有助于提高釉面光泽。

钛釉乳浊过程与钛榍石、金红石等晶体单独析出或同步析出关于。

有研究表白：

乳浊剂用量以4％一6％为宜。

钛釉乳浊效果、化学稳定性、机械强度等随乳浊剂加入量增长而提高。

但是，过量时釉面有发黄倾向，量局限性时不能保证稳定乳浊性。

除乳浊相外钛釉玻璃仍是以[siq]基团为主空间网络构造。

玻璃构造中有析晶中心形成和晶体析出时，玻璃构造亦随之发生变动。

在钛乳浊釉形成过程中也许发生如下反映：

CaO+Si02一Casi03（硅厌石）

CaO+Ti02一CaTi03（钙钛石）

CaO+SiO：

+Ti02一CaT；sioj（钛榍石）

CaSi03+Ti02一CaTisi03（钛榍石）

CaTiO，+siq一，cal、iSi03（钛榍石）

当有ZnO存在时：

ZnO（玻璃态）一ZnO（红锌矿）

ZnO+Si02一Zn：

SiO。

（硅锌矿）

ZnO+TiO：

一ZnTi0。

（锌钛尖晶石）

依照热力学基本原理，在钛釉中，上述反映机会不是均等，同步又是互相制约。

如果1、i02含量较高时，有一某些形成钛榍石，而另一某些则以金红石形式存在。

只要严格控制釉构成，钛釉泛黄及针孔均可以解决，通过调节构成，可得到高光泽钛乳浊釉。

钛乳浊釉乳浊相应以结晶良好、细小均匀分布钛榍石为最佳，其构成变化直接影响主晶相数量、分布、种类，普通CaO／TiO：

摩尔比为1．2一1．4较为抱负，引人少量ZnO，将有助于晶相均匀分布并提高光泽。

3钛乳浊釉研究与应用现状

众所周知，当前锫乳浊釉仍是国内建筑卫生陶瓷主流用釉，但从其实际使用状况来看，在技术水平上与国外相比差距很大，重要体当前如下两个方面：

a）锫英石作为乳浊剂普通需经超细粉碎后引入，但由于其硬度很大（莫氏8—9），国内陶瓷公司因受设各和规模等限制，其加工细度及产量远远达不到使用规定；b）锫英石作为乳浊荆使用，其添加量太，普通在10％一l8％左右，并且错英石熔点高，高温粘度较大，导致釉面乳浊度低、白度低，且易产生针孔、滚釉等釉面缺陷，也是导致国内中、高档产品成品率较低因素之一。

当前在建筑卫生陶瓷市场大量中低档产品充斥市场、竞争十分激烈、价格El趋下降形势下，陶瓷公司只有在不影响产品质量前提下，尽量减少产品成本才干占领市场，提高自身竞争力和经济效益。

从坯体采用劣质原料到低温快烧工艺实行后，可以发现釉料成本居高不下是制约产品成本最主线因素。

而当采用锫英石作为釉用乳浊剂时则不也许大幅度地减少成本，因而新型钛乳浊釉开发与研制，符台窳多陶瓷公司需求，具备良好开发应用前景。

文献资料表白0，钛乳浊釉研究在国外已通过几十年漫长研究过程，从最初金红石乳浊相发展到CaO·Ti·s峨，CaO·1I，M·1I等新晶相，基本上解决了氧化钛作为乳浊剂工艺敏感性问题，使钛釉研究获得了突破性进展，在六七十年代已成功地应用于墙地砖生产。

而国内开展钛釉方面研究起步较晚，实际生产中尚未普遍使用。

4实验配方计算

4.1釉用原料及规定

石英，含SiO：

98％以上，FeO3含量0．1％如下，外观呈白色；

长石：

含giO：

6S％、Al20317～19％、K2O·Na20l4％，外观呈白色或青白色：

工业纯钛自粉：

含TiO~98％，白色粉末；

碳酸钙：

含CaO54％以上，白色粉束：

硼砂：

含量95％，白色晶体：

ZnO：

含量9g％以上；

红丹：

含PbO99％，鳞枯红色细粉末；

苏州土：

含AO，；37Yo上。

4.2配方拟定

通过资料查阅，初步拟定其配方熔块化学成分最佳范畴是：

SiO2,:

52～57，Al2O3:

4～7,B2O3:

8～11,TiO2：

6～8，Pb3O4：

1～3，CaO:

4.5～8,K2O:

4-7，Na20:

3～6，ZnO:

2～4，MgO:

0～1．釉料配方范畴：

熔块90～94%,苏州土6～10％。

通过筛选，33#较为抱负，其化学成分如下表所示。

熔块釉化学成分

SiO2Al2O3Fe2O3TiO2B2O3PbOK2ONa2OCaOMgOZnO共计

57.085.20.158.178.642.974.853.487.480.63.96102.58

釉式为：

5实验工艺流程及工艺参数

钛釉整个工艺流程与锆釉相似．所不同锆英石精矿需单独球磨l00～150小时后烘干粉碎配料，而钛白粉则可直接配料不需再加工．

5.1熔块制炼

先测定各种原料含水率，按配方比例将各料混合均匀后，在逆流式池炉中炼熔，温度为200～1220~2。

经水淬后呈透明脆细玻璃体．熔块呈色与熔化温度关于，普通为白黄色、徽黄色，温度过高呈深褐色．

5.2釉料制备

将熔块与苏州土按比例称量入球磨，料：

球：

水=1：

2：

0_8～1．同步加入2‰氯化铵．0．7‰纤维素。

釉浆浓度55～60E、球磨细度规定0．05‰．过120目筛后使用．

5.3施釉

喷釉风力0．6kg／cm，喷釉8克，浇釉9～l0克，施釉速度115片／分钟。

5.4釉烧

采用大生产24孔窑．烧成温度、进车时间、烧成曲线均与现生产锫釉同样．不必作任何调节，温度范畴为l000～1020℃烧成周期一层l4小时，二层l6小时，三层18．5小时，四层2l小时．

四钦釉产品与铬釉产品比较

1．釉面外观质量‘

钛釉柑面平展、光亮度好、针孔少，而

锆釉有波皱，针孔较多。

2．白度

钛釉施】7～】8克和锆旖23克相比、在

同样硅灰石坯体上钛釉白度为85．5、而锫

釉827，这阐明钛釉用釉少而白度却高于

锆釉。

3．热稳定性

经烘箱升温160E，保温15分钟．在

10E冷水中急冷和锆釉同样无惊炸。