乳浊釉的制备工艺及性能测试..docVIP

唐 山 学 院 陶瓷专业综合实验 方案报告 设计题目：乳浊釉的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 2014年6月19日 目录 1 引言 1 2 技术目标 2 2.1 钛釉的性质 2 2.2 钛釉的乳浊机理 2 3 钛乳浊釉的研究与应用现状 4 4 实验配方计算 5 4.1釉用原料及要求 5 4.2配方的确定 5 5 实验工艺流程及工艺参数 5 5.1熔块制炼 6 5.2釉料制备 6 5.3施釉 6 5.4釉烧 6 1 引言 乳浊釉是一种具有一定光泽度和白度的不透明釉，它具有多相结构，使得入射光线在多相界面上发生复杂的散射、折射、漫反射等光学现象，造成釉面失透，出现乳浊效果的釉，这是通过加入适量的乳浊剂来实现的。 钦乳浊釉由于光泽好和成熟温度低而较狂锆釉应用广泛，不仅用于建筑卫生陶瓷，而且还可用于高档日用瓷，这也是钦乳浊釉再次被青睐的原因之一。钦釉的主 要缺陷是当烧成温度大于900℃时析出的金红石量较高而导致釉层发黄，且易出现针孔，这些缺陷的产生主要与钦釉的组成和生产工艺控制有关。 通过对钛釉的性质及乳浊机理进行进一步研究，选取适当的组成和合理的工艺可以制成乳浊效果理想、釉面白度高、遮盖能力强的钛乳浊釉，从而使钛釉的应用得到广泛的推广。 2 技术目标 2.1 钛釉的性质 釉的乳浊性能主要取决于釉中乳浊相对可见光的散射强度，而散射光强度又受3个因素影响： 1)乳浊相与釉玻璃相的折射指数之差，差值越大，散射强度越大，乳浊效果越好。一般来说，硅酸盐玻璃相的折射指数约为1．5，所以，折射指数的差值主要取决于乳浊相的折射指数。几种常用乳浊剂的折射指数是：SnO2 2．04、ZrO2，2．40、Ti02 2．50、Ce02 2．30。其中，以TiO2的折射指数最大，Ti02应是乳浊性能最好的乳浊剂。 釉面的光泽则与基质玻璃的组成及其乳浊相晶体的析晶有关(晶体数量、大小与组成)。乳浊效果较好的釉同时有较高的显微硬度和机械强度，也可预示有较高的耐磨性。 2)乳浊相在釉玻璃中的体积百分数。体积百分数在大于lO“就出现乳浊，体积百分数增大，乳浊性能也随着增大；但又必须控制在一定限度内，若超过这一限度，则会使釉面光泽度不良或无光。但这个限度是根据釉熔体对乳浊剂的析晶能力而不同的，只能通过观察釉面状态来确定乳浊剂的加入量。 3)乳浊相熔滴的大小。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。只需采取烧成后快速冷却到950 oC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的釉，但釉色将变成象牙黄色或灰色。 成熟温度范围内的钛釉质量与烧成温度有密切的关系。釉烧温度较低时难以形成平滑光洁的釉面，并有针孔和波纹等缺陷，势必影响釉的白度。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，当釉烧程度超过流动温度时，釉的高温牯度降低，则使析晶柏重新溶解，各项质量指标反而下降。 2.2 钛釉的乳浊机理 常用的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的细小晶体，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；三是釉玻璃中存在的大量微小气孔而导致釉的乳浊。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的折射率差别越大，则散射浊，即不透光性，散射系数S与分散相离子的半越严重，乳浊效果越好。 钛釉形成乳浊的晶相主要有：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，因此往往在钛釉中引入氧化钙，以阻止金红石的形成。白色钛乳浊釉的晶相为钛榍石，但氧化钙量(与钛的比)达到一定量时，由于氧化钙的溶剂性很强，且易形成分相，在分相界面上则会析出CaO，此时釉中的主晶相为CaO，所以要适当调整其余成分的含量，使釉中的晶相仅是钛榍石，且结晶细小，分布均匀，这样既有利于提高乳浊度，同时有利于提高釉面光泽。钛釉的乳浊过程与钛榍石、金红石等晶体的单独析出或同时析出有关。有研究表明：乳浊剂用量以4％一6％为宜。钛釉的乳浊效果、化学稳定性、机械强度等随乳浊剂加入量增加而提高。但是，过量时釉面有发黄倾向，量不足时不能保证稳定的乳浊性。 除乳浊相外的钛釉玻璃仍是以[siq]基团为主的空间网络结构。玻璃结构中有析晶中心形成和晶体析出时，玻璃结构亦随之发生变动。 在钛乳浊釉的形成过程中可能发生