钙镁无光釉的制备工艺论文Word格式.docx
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3.4工艺流程11
3.5工艺控制12
3.6釉料配方实验12
3.6.1钙无光釉12
3.6.1.1钙无光的研制过程12
3.6.2镁无光釉16
3.6.2.1镁无光釉的研制过程16
3.6.3钙镁无光釉19
3.6.3.1无加白云石的钙镁无光釉的研制过程19
3.6.3.2加白云石的钙镁无光的研制过程22
3.7烧成26
4结果分析与讨论27
4.1釉料化学组成的影响27
4.2着色剂加入量对无光釉呈色的影响27
4.3工艺因素对釉面效果的影响27
4.3.1施釉方法及厚度对釉面的影响27
4.3.2釉浆比重对釉面的影响28
4.3.3快球磨时间对釉面的影响28
4.4膨胀系数对坯釉适应性的影响28
4.5中间层对坯釉适应性的影响29
5结论30
6经济分析31
6.1釉用主要原料价格（元/吨）31
6.2成本核算31
6.3收入计算32
6.4市场前景分析32
7致谢33
8参考文献34
9附图35
1前言
它素静而不娇艳,平滑而不光亮,耐污，手指触摸似绢、似缎、似蜡、似玉石。
在相同情况下,其热稳定性及釉面硬度均比普通透明釉要好。
它在建筑陶瓷、日用陶瓷和艺术陈设陶瓷等方面都有广泛应用。
特别是采用无光釉制作外墙砖，大面积铺贴后,光泽柔和不刺眼、色差小,整体效果强,可以使人感到宁静、详和、减轻视觉疲劳、心情舒畅。
本课题主要是研制适于高温还原气氛烧成的钙镁无光釉，能适用于景德镇大规模生产日用、艺术陶瓷的低成本无光釉。
实验从钙无光釉，镁无光釉，钙镁复合无光釉三个方向进行研制。
试片和样品均在景德镇某日用陶瓷作坊的高温还原气氛液化气梭式窑中搭烧。
釉用原料全都为普通的陶瓷天然矿物原料，不添加氧化锌、碳酸钡等化工原料，釉料成本低，配方完全贴近景德镇陶瓷实际生产，具有很好的实用性和一定的开发应用价值。
2文献综述
2.1釉的发展史
釉是瓷器最直接的外观特征，是构成瓷器的重要因素。
关于釉的形成和发展，可以分为以下四个阶段，第一阶段为商前时期的孕育阶段，包括陶器上陶衣和泥釉的出现；
第二阶段为商周时期釉的形成阶段，包括从硬纹硬陶分离而来的原始瓷釉；
第三阶段为汉到五代釉的成熟阶段，包括南方越窑的青釉和北方邢、巩、定等窑的白釉，形成了南青北白的瓷业布局；
第四阶段为宋到清代釉的提高阶段，其中出现了史上名满天下的宋代五大名窑，为釉的发展奠定了坚实的基础。
古代烧窑都是以树木柴草为燃料，燃烧后的草木灰落在窑内的坯体上，在窑内温度达到一定温度时，这一层草木灰与坯体表面的硅酸盐氧化物作用，并熔成玻璃态物质而附着在坯体的表面。
当制品与火焰或气流直接接触时，气流中夹带的草木灰也有可能与红热的坯体表面接触而生成玻璃态物质，为釉的产生打下了基础，被认为是釉的孕育阶段。
经过漫长的历史时期，到3000年前的商代，人们从易熔黏土高温中熔融成玻璃质光亮层的认识基础上，直接采用或加工精致易熔黏土做釉料，这是最原始的釉料。
从自然灰形成釉中得到启发，创造出用草木灰加水调合成泥状，直接涂布于器物之上，这是纯粹的灰釉。
另外用草木灰配以适量的黏土做成釉料，是商周时期高温釉的主流，自商代一直沿用到宋代，形成我国瓷器的“灰釉”特色。
至此，釉被分离出来独自发展。
汉到五代釉的成熟阶段时期所用的原料较原始瓷有了更高的要求。
由于釉中含有2%左右的Fe2O3和一定量的TiO2，一般在弱的还原气氛中烧成，致使这些瓷釉都呈青中带黄，故统称为青瓷釉。
釉中主要助熔剂是CaO，是我国典型的钙釉。
到隋唐时代，我国北方出现了白瓷釉，陶工们在长期的实践中认识到Fe2O3在瓷釉中的着色作用，是制瓷技术的一次飞跃。
宋代是陶瓷发展的鼎盛时期，出现了著名的官、哥、汝、钧、定五大名窑。
其中官、哥窑的瓷器主要以铁着色的结晶釉为主要釉色；
钧窑以瑰丽的钧釉闻名天下，在铜红颜料中混杂其他金属氧化物为着色剂，呈色变化万千，红、蓝、紫、月白等色交相辉映，结束了长期以来瓷器的单色釉效果，为多彩釉开辟了新的纪元，具有划时代的意义。
目前，陶瓷行业非常注重采用先进的釉料技术，国内已经出现一大批专业性很强的陶瓷釉料和陶瓷熔块、色料公司。
建筑卫生陶瓷产品中所用的釉料越来越丰富多样，目前多数陶企使用的釉料产品，类别与用途可以大致分类如下：
1、铅釉和无铅釉；
2、生料釉与熔块釉；
3、一次烧成或二次烧成用釉；
4、瓷砖，餐具，卫生陶瓷与电瓷用釉；
5、按施釉方法划分的浸釉、喷釉、浇釉；
6、高温釉和低温釉；
7、高膨胀釉和低膨胀釉；
8、烧成气氛氧化焰、中性焰和还原焰；
9、颜色釉与无色釉；
10、透明釉与乳浊釉；
11、光泽釉、无光釉、半无光釉或花纹釉等等。
这些丰富的釉料充分反映出许多特性，以及釉产品或者某些施釉和烧成特征。
诸如包括釉料的化学成分，配料成分，产品用途，成瓷后的物理化学特性。
有的表明了其工艺方法及釉面的外观表象，以及将来陶瓷用釉料的发展指向。
2.2釉的作用
釉是施于陶瓷坯体表面的一层极薄的物质，它是根据坯体性能的要求，利用天然矿物原料及某些化工原料按比例配合，在高温作用下熔融而覆盖在坯体表面的富有光泽的玻璃质层（渗彩釉及自释釉例外）。
施釉的目的在于改善坯体的表面性能，提高产品的使用性能，增加产品的美感。
一般陶瓷胎体疏松多孔，表面粗糙，即使在坯体烧结良好、气孔率很低的情况下，由于胎体里晶相的存在，表面仍粗糙无光，易沾污和吸湿，影响美观、卫生和使用性能（力学性能、化学稳定性、电学性能、热性能）。
釉烧后，不透水、不透气、表面光滑致密，在一定程度上改善了产品性能。
同时釉可以着色、析晶、乳浊、消光、变色、闪光等，又可增加产品艺术性，掩盖坯体的不良颜色。
釉的作用可归纳如下：
①：
使坯体对液体和气体具有不透过性，提高了其化学稳定性。
②：
覆盖于坯体表面，给瓷器以美感。
如将颜色釉与艺术釉施于坯体表面，则增加了瓷器的艺术价值和欣赏价值。
③：
防止沾污坯体。
平整光滑的釉面，也易洗涤干净。
④：
使产品具有特定的物理和化学性能。
如电性能、抗菌性能、生物活性、红外辐射性能等。
⑤：
改善陶瓷制品的性能。
釉与坯体高温下反应，冷却后成为一个整体，正确选择釉料配方，可以使釉面产生均匀的压应力，从而改善陶瓷制品的力学性能、热性能、电性能等。
2.3无光釉在国内外的发展状况与发展趋势
早在19世纪以前就有有关无光釉的研究。
但是，当时的无光釉多为含铅的熔块釉。
工艺复杂，成本昂贵，无法得到广泛的生产和应用。
在上世纪70年代，在外国的建筑上，无光釉得到了广泛的应用。
特别是墙地砖的应用，制品光线柔和，美观大方，深受广大用户的喜爱。
在国内，无光釉的研究起步较晚，但在近几年来已有较大的发展。
近年来欧洲陶瓷业加快采用高新技术推动新型釉技术的开发，发展新的釉料釉色品种，取得许多进展。
如纳米材料技术在釉料技术中的应用等，每年均推出一大批新产品。
总的来说，欧洲建筑卫生陶瓷界注重釉料技术创新与新产品开发，以此提高产品的档次与附加值，因此陶瓷产品一直在国际市场上夺头筹。
同时应该清醒地看到，随着建筑卫生陶瓷产品品种的不断增加与丰富，对釉料的改进也提出许多新的要求。
因此将来陶瓷釉料的研制开发任务越来越大，在国际陶瓷业的竞争中占有重要位置。
包括我国在内的发展中国家陶瓷业应该多与欧洲国家交流，吸收先进工艺技术，继续提高产品的档次与科技含量，并逐渐形成自己的釉产品体系与装饰特色。
前不久，咸阳西北轻工业学院专家经过多次反复试验，成功地研制出一种生产成本较低，能适应快速烧成的镁无光釉，以传统镁无光釉为基础，重新优化配方组成，提高釉面的质量，减轻生产的成本。
日本学者加滕悦三在无光釉方面作了很多工作，他指出在烧成过程中，釉中若有结晶析出则生成失透釉，失透釉通常是有光泽的失透釉，但在另一种情况下则生成无光釉，氧化锡、氧化锌和尖晶石等析出生成有光亮的失透釉，而钙长石、钡长石、铅长石、辉石类与硅酸锌等析出则会生成无光釉。
此外可以认为结晶釉本质与无光釉相同，是无光釉的特殊情况。
上述的锌无光釉可归结为硅酸锌的析出，钙无光釉可归结为钙长石的析出，镁无光釉则通常归结为辉石类矿物的析出，钡无光釉归结为钡长石的析出，加藤还将A12O3--SiO2的性状图分成A,B,C,D四个区如图2-1所示。
图2-1A1203—Si02组区分图
Figure2-1A1203—Si02distinguishfigure
1.A区
Al2O3与SiO2都多，Al2O3/Si02:
比约为1:
8-1:
10，通常是有光亮的透明釉。
此区域能生成流动性小的硬质瓷釉主要作为瓷器、半瓷器的白釉使用。
2.B区
它位于Al2O3和SiO2都少的区域，在该区域既能生成透明釉，也容易生成无光釉、结晶釉。
能得到易熔、流动性大、光亮好的透明釉。
因为用于陶器的灰质透明釉也位于该区，故相对于瓷器釉来说，取名为土灰釉，（因其中CaO含量多），它相对于硬质釉来说，可称为软质釉，烧成温度也较低。
此区域的无光釉相对于D区的高岭石质或蜡石质无光釉来说，被称为碱性无光釉。
3.C区
糠灰失透釉作为该区域的代表釉。
此区域的失透釉是因灰中所含的磷酸引起的，也被称为磷酸盐乳浊釉。
除磷酸以外，硼酸、氧化钦、氧化锑、氧化钒等，都能在此区域生成乳浊釉。
BaO多时，在此区域一般生成透明釉，MgO多时，生成无光釉。
4.D区
这是无光釉区域，此无光釉称为高岭石质无光釉或蜡石无光釉，例外的是氧化锌多时生成光亮失透釉。
钙无光釉中析出的晶粒较大，釉面较粗糙。
2.4无光釉的相关工艺资料
无光釉可用以下三种方法来制得：
1.降低釉烧温度或增加釉料中氧化铝的含量。
2.用稀氢氟酸溶液轻度腐蚀釉面。
3.冷却时使透明釉析出微晶。
在实际生产中第一与第三种方法采用比较多。
在含有石灰石的无光釉中，所生产的微晶主要是钙长石或硅灰石。
在加入钡时，则为钡长石。
控制普通光泽釉中各氧化物比例可用制得无光釉。
减少SiO2与增加Al2O3可使釉无光。
低温无光釉的铝硅比（摩尔数比）为1:
3，高温无光釉为1:
6。
也可用控制氧化率（
）,高温无光釉氧化率为4:
3，低温无光釉为3:
2。
而普通光泽釉为4:
1。
无光釉的酸度系数应控制在1-1.25。
例如光泽釉（0.72CaO+0.28K2O）0.4Al2O3·
2.8SiO2,酸度系数为1.27，变更为（0.72CaO+0.28K2O）0.65Al2O3·
2.6SiO2酸腐系数为1.13，即成无光釉。
在粘土多的陶瓷坯体与长石多的瓷器坯体上，形成无光釉的组成范围是不同的。
因为坯体成分熔入釉中会改变釉层的组成。
高温无光剂可用生料釉配成。
低温无光釉常用熔块有配成。
向普通的光泽釉中加入适量的添加物，可制成无光釉。
如添加少量的硫酸钡可得到白色无光釉。
加入二氧化钛可得深浅不同的黄色无光釉。
加入合成的钡长石、硅锌矿业可得到很好的无光剂。
也可用RO取代部分Na2O，以MgO取代部分CaO与K2O，或引入ZnO与SnO2都可以获得无光釉。
3实验内容
3.1实验目标及方案
实验目标：
通过对无光釉的研制，掌握高温无光釉的配制原理、制作方法及工艺技术参数。
设计技术指标、参数或课题研究主要内容：
（1）通过对钙镁无光釉的研制，掌握钙镁无光釉的配制原理、制作方法与工艺技术参数。
（2）烧成温度1300--1330℃，还原气氛，液化气梭式窑搭烧。
（3）研制钙无光釉，镁无光釉，钙镁复合无光釉三个系列的无光釉。
（4）配方与工艺技法有实用价值，艺术效果好。
（5）主要研究釉料，对坯料的研究不做要求。
通过对钙无光釉，镁无光釉，钙镁复合无光釉三个系列的无光釉的研制，对其制作原理、方法、工艺技法、工艺参数等有较为全面的掌握与领悟，具有创新意识，研制出艺术效果好的钙镁无光釉。
拿出质量好的样品。
3.2实验原料
3.2.1原料的选择原则
本课题以市售原料为主，尽量选用适合景德镇传统瓷用原料，同时在保证釉面质量的前提下选用符合要求且价格较低廉的原料，减少化工原料及昂贵原料的用量，以降低成本。
3.2.2原料的选择
（1）坯用原料
坯料是用买来的泥条，加入水玻璃化浆，调节触变性和流动性等各种泥浆性能，然后用石膏模注浆成型，脱模80℃干燥、修坯。
坯料配方：
瓷石70％高岭土30％
坯料的化学组成为如表3-1所示：
表3-1坯料的化学组成（%）
Table3-1Thechemicalcompositionofbody（%）
组成
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
I.L
合计
含量（%）
68.34
20.95
0.51
0.25
0.29
3.67
0.24
5.58
99.83
坯式：
0.1870K2O
0.158Na2O0.9846Al2O35.4555SiO2
0.0217CaO0.0154Fe2O3
0.0348MgO
（2）釉用原料
所用矿物原料化学组成见表3-2
表3-2矿物原料的化学组成
Table3-2Thechemicalcomposionofrawminermaterial
组成
原料
钾长石
64.65
20.05
0.085
0.41
0.27
11.08
2.8
0.44
99.79
石英
97.4
0.474
0.57
0.23
0.18
0.46
99.84
苏州土
50.1
34.43
0.8
0.13
1.61
0.22
12.05
99.64
方解石
1.0
0.47
54.66
-----
43.04
99.63
滑石
60.44
1.19
0.14
3.10
29.02
5.32
99.21
白云石
1.52
0.07
27.61
24.33
45.12
99.22
3.2.2各种原料在釉中的作用
1.苏州土
苏州土属于高岭石类粘土（粘土按主要矿物类型分为：
高岭石类、蒙脱石类、伊利石类、水铝英石），它是纯度很高的高岭土，共生的矿物有石英、白云母、蒙脱石及少量长石。
好的苏州土其化学组成十分接近高岭石的理论成分，色泽洁白，耐火度高（在1700℃以上）。
它是由片状及杆状两种不同结构的高岭石混合组成，且杆状颗粒多于片状颗粒，这就造成苏州土的颗粒堆积不良，使它具有高的干燥气孔率和底的干燥强度，低的可塑性和高的泥浆含水量，因而烧成收缩大，容易引起开裂。
苏州土泥浆呈现强烈的触变性质，这与杆状颗粒堆积易形成保留空隙处有关。
苏州土能使釉料具有悬浮性和稳定性。
2.长石
长石是一种很重要的釉用原料，它可作为许多釉的熔剂。
长石可同时引入SiO2、Al2O3、Na2O和K2O，并且它是将金属氧化物引入到釉中的一种最适合原料。
根据架状硅酸盐的结构特点，长石主要有四种基本类型：
钠长石、钾长石、钙长石和钡长石。
其中，前三种居多，后一种较少。
Na2O和K2O碱金属是强助熔剂，能降低釉的熔融温度、粘度，能增大釉的折射率从而提高光泽度，降低釉的化学稳定性、机械强度，所以所用的长石种类和釉面开裂有直接的关系。
Na2O在碱金属中膨胀系数最大，与常用碱金属相比，有降低抗折强度和弹性模量的作用。
SiO2能降低釉的膨胀系数，提高釉的弹性，对热稳定性有利，可以提高釉的化学稳定性。
釉的最佳K2O/Na2O应不低于2，所以一般选用含钾长石较多的钾钠长石。
3.石英
在釉料中二氧化硅是生成玻璃质的主要组分，增加釉料中石英的含量能提高釉的熔融温度和粘度，并减少釉的膨胀系数。
同时它是赋予釉以高的力学强度、硬度、耐磨性和化学侵蚀性的主要原因。
4.方解石和石灰石
方解石与石灰石的理论成分都为CaCO3。
方解石在釉中能增大釉的折射率，因而提高光泽度，并能改善釉的透光性。
CaO作为高温助熔剂是制备传统建筑陶瓷的重要组成部分，当其超过一定量时（18%以上），很容易与熔体中氧化硅和氧化铝等成分熔融结合成钙长石晶体析出；
在实验中加入较多量氧化钙时即可获得无光釉；
同时，氧化钙含量的增加有改善坯釉结合的作用，氧化钙在烧成过程中，促进坯料和釉料各成分间的相互扩散，有利于形成良好坯釉中间层，缓和了坯釉间因膨胀系数差异引起的应力，还可调整钙离子较之R2+对网络的收拢作用强，所得釉料膨胀系数小，这就是氧化钙含量增加釉面裂纹减少的原因。
以CaO为主的无光剂，使釉料的成本较之锌釉、钡釉要实惠。
釉中引入石灰石能降低釉的熔融温度，降低釉的高温粘度；
促使胎釉中间层生成；
增加釉的弹性、光泽度和透明度；
防止釉面龟裂；
防止秃釉、堆釉，但用量过多会引起釉面析晶而失透，烧成温度范围变窄，在煤窑中烧成，釉面易引起吸烟，而且使色调阴黄。
5.滑石
滑石的化学式为3MgO·
4SiO2·
H2O。
常用于陶瓷釉，在透明釉中用量15%~35%时，成为无光釉。
MgO作为主要无光剂时，在高温下，是强的活性剂，可提高釉面硬度，用于建筑瓷釉可提高釉面的耐磨性，用作卫生瓷可耐碱；
MgO在用作低温无光釉组分时，用滑石加入，可提高乳浊性作用，与锆英石同时引入，乳浊作用更明显，可提高白度。
6.白云石
它是碳酸钙和碳酸镁的混合物，也称镁质石灰石。
它的化学式以MgCO3﹑CaCO3表示。
在釉料中用白云石代替部分石灰石，可以扩大釉的烧成范围。
3.2.3釉中氧化物的主要作用
1.SiO2
坯釉中的SiO2以“半安定方石英”，“残余石英颗粒”溶解在玻璃相的“熔融石英”中，以及在莫来石晶体和玻璃态物质中的结合状态存在。
SiO2是坯釉的主要组分，含量很高，直接影响坯釉的强度及其他性能。
但其含量不能过高，如果超过75%接近80%，瓷器烧后热稳定性变坏，易出现自行炸裂现象。
在釉料中，SiO2是玻璃质的主要成份，增加釉料中石英含量能提高釉的熔融温度与粘度，并降低釉的热膨胀系数，同时它是赋予釉高的机械强度、硬度、耐磨性和耐化学侵蚀性的主要因素。
2.Al2O3
没有不含铝氧成分的釉，铝氧成分及其量是釉与玻璃间的最大不同点。
特殊组成的玻璃中所含的铝氧量几乎不能与所有釉中所含的铝氧量相比。
铝氧对釉的组成和性质有重要的作用。
当釉成为玻璃状态时，铝氧调整熔液的流动性，保持釉稳定地熔融的重要成份，如釉不具有此种性质，则不能附着在坯体上一定厚度的釉层，而将流到产品的底部。
Al2O3的含量对釉的耐火度及熔融性质有很大影响，而且Al2O3的含量对釉面光泽度也有很大影响。
Al2O3在釉中的作用可归纳如下：
1改善釉的硬度及其机械性能；
2改善包括风化在内的抗化学侵蚀能力；
3解决釉面龟裂。
3.K2O与Na2O
K2O与Na2O主要由长石引入，它们也是成瓷的主要组分，起助熔作用，存在于玻璃相中提高釉料的热膨胀系数，使釉的热膨胀系数大于坯的热膨
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