乔栓虎
山东电盾科技股份有限公司 山东 淄博 255100
摘 要:陶瓷釉料工艺作为陶瓷制品制作加工过程中的一项重要环节,其落实效果直接关系产品的质量。人们通过不断更新釉料技术工艺,能促进陶瓷制品品质的发展。为此,应深入研究陶瓷釉料新技术工艺,以寻求更好的陶瓷制作加工方案,增强新技术工艺的应用效果,促进陶瓷产业生产水平的进步。
关键词:陶瓷釉料;技术;工艺研究
一、陶瓷釉料
陶瓷釉料是陶瓷工业制造领域的重要原材料之一,目前市面流通的建筑陶瓷类似仿古釉面砖、全抛釉、超平釉等产品都要用到它。釉是陶瓷的美丽嫁衣,有的洁白如玉、有的五彩缤纷、釉是对陶瓷坯体的装饰和保护,也能提高陶瓷的机械强度和耐污染性能。历史上人们对釉的的重视程度甚至超过胎体,中国陶瓷釉色种类繁多,大致可以青花、粉彩、珐琅彩、晶彩、结晶釉、斗彩、古彩、墨彩、水点桃花、釉里红、料器珐琅、白釉、黑釉、钧釉、青白釉、白釉黑彩、乳白、金属釉等。
二、陶瓷釉的主要性能
1、釉的成熟温度稍低于坯的烧成温度,使釉的熔体在坯体上均匀铺展而坯体不产生变形,同时要求釉有不小于30℃温度范围的熔融状态以消除釉泡和针孔等缺陷。
2、釉的热膨胀系数略低于坯的热膨胀系数,使烧成时坯釉完全附着成一体,冷却以后,由于体积效应使釉层处于应力状态,以提高制品的抗张强度和热稳定性。
3、坯釉的酸碱度相互适应,促进坯釉间形成一定厚度的中间层,确保坯釉紧密结合。一般要求釉料具有适当的碱性。
4、釉应具有较高的抗张强度和与坯相适应的弹性模数。
5、釉应具有耐化学腐蚀性,不能有毒性成分如铅、镉等析出以及放射性元素等污染生活环境。
三、陶瓷釉料新技术工艺研究
1、环保型防污瓷釉工艺
1.1工艺原理。该环保型防污瓷釉工艺的主要特点是不含致癌物质、陶瓷釉面表面不附着灰尘、原料简单易得且较为环保。该工艺所用原料主要为由玉米淀粉、NaOH等原料制作的基料、CaCO3、群青粉、C3H4O2、有机硅等物质,其中不含致癌、有毒物质,基本不会对使用者、生产者的健康造成影响。同时,由于上述原料比较容易获取、制备方式简单,因此该工艺的资源耗费量较低。此外,有机硅的应用,使釉料结构更加致密,表面不容易附着污物。一般而言,由该工艺制造的陶瓷产品,基本不沾灰,而且即使将墨汁等污物泼到陶瓷表面,只需轻轻一抹,就可将污物擦去,不留痕迹,因而将该工艺应用到陶瓷生产中,能提高产品的使用体验。该釉料中所含有的物质本身就具备良好的黏结性,只需向其中加入少量的C3H4O2、PVA,即可使釉料结构达到良好的交联效果,能够极大地节约陶瓷制作中C3H4O2、PVA交联剂的用量,节约资源成本,环保优势突出。
2.2工艺操作内容。首先,将水加热到90℃,加入PVA,再用喷雾器喷入硼砂三倍水溶液,然后加入尿素、NH4Al(SO4)2溶液,搅拌后用100~200目纱过滤备用。其次,制作玉米淀粉、NaOH的混合原料,再将该原料与之前做好备用的原料均匀混合,形成混合基料。再次,向混合基料中加入有机硅乳液、Ca(OH)2,再用搅拌机高速搅拌,然后加入轻质CaCO3、重质CaCO3、群青粉、增白剂,完成釉料制作。最后,将釉料均匀涂刷在陶瓷表面,再进行烧结加工,即可完成该项陶瓷釉料工艺。
2、永久性自洁纳米陶釉工艺
2.1工艺背景技术。该陶瓷釉料新技术工艺,通过在釉料层构建纳米结构,保持陶瓷釉料自洁净性能的稳定性,达到陶瓷制品永久性的自洁效果。由此可知,该项工艺的背景技术为纳米技术。在纳米技术中,人们调整了釉料的成分,使其能在传统陶瓷烧制工艺的作用下,形成一个结构尺寸达到纳米级的釉面结构,以利用纳米结构让釉面与水珠、污物间形成一层气膜,实现陶瓷永久性疏水、自洁净优势的塑造,从而推动陶瓷釉料工艺技术的发展。
2.2工艺操作内容。首先,需制备出常规的陶瓷釉料。其次,制备出永久性自洁的陶瓷釉料。最后,将釉料均匀涂刷在陶瓷土坯的表面,再进行烧结,即可完成此项工艺。在此过程中,采用的传统烧结工艺操作步骤如下:首先,进行90min的匀速加热,直至温度达300℃,保温90min。其次,继续均速加热90min,直至达900℃,再保温90min。再次,继续加热使其达1100℃并保温60min后,均匀加热90min,直至达1280℃。最后,保温120min,并使陶瓷冷却至室温,即可完成工艺操作。经过上述工艺操作流程后,所得出的陶瓷釉料结构,其疏水角基本可以达120°。
3、高吸水全抛釉工艺
3.1工艺技术特点。高吸水全抛釉工艺是指一种支持表面抛光工序的陶瓷釉面的技术工艺,该工艺主要用于制作仿古类的陶瓷制品,由于该工艺制作的釉面支持抛光工序,因此人们可以在陶瓷釉面上加工仿古花纹,使陶瓷制品更加美观。在此过程中,该工艺相较于其他工艺,所呈现的最大特点在于该工艺支持抛光工序并具备低损耗的特性。其中,低损耗的特点,主要体现在该技术工艺配套的釉料精抛工序上。该工序属于全抛釉独有的工序,相较于普通的抛光工艺,能减少90%的材料损耗,从整体上看,该项工艺具备更好的节能减排、绿色环保优势。此外,经过该工艺生产的陶瓷制品,具有0.5%以上的高吸水率,将其用于北方环境,能降低北方干燥天气条件下,陶瓷制品缺水开裂的概率,优化陶瓷制品的使用性能。
3.2工艺操作内容。首先,制作底釉、面釉。其次,将底釉装入钟罩淋釉器中,利用釉槽、筛网格的缓冲作用,使底釉流过钟罩,均匀地覆盖在陶瓷坯的表面。其次,采用丝网印花、喷墨打印等方式,装饰加工陶瓷制品的表面。再次,待加工完成后,向陶瓷表面涂刷一层面釉,该层面釉为透明状。设置该面釉涂刷程序的目的是使陶瓷釉面经过烧制后,能呈现水晶状的光滑、晶莹外观,提高陶瓷制品的观赏效果。最后,待面釉涂刷完毕后,再烧制陶瓷制品,以完成该项工艺。在此过程中,应注意由于该工艺需要涂刷两层釉面,因此应控制入窑含水率、窑炉前期温度、适当延长烧制时间,以保证在釉面始熔之前坯和釉中的水分完全排出、釉料高温熔融完整平滑的装饰效果。
4、抗微生物瓷釉涂层工艺
4.1工艺使用范围。该项工艺的主要特点在于其向瓷釉涂层中加入了抗菌、生物试剂,赋予了陶瓷釉面抗微生物能力,因此该项工艺通常被应用在具有抗菌需求的陶瓷制品生产中。在陶瓷制品的日常使用中,如果瓷釉无法避免经常接触水或细菌环境,就会为细菌微生物的生长提供条件,而该部分的细菌微生物通常会产生有害的或难闻的气味和难看的表观,对釉面本身也具有一定的腐蚀作用,如陶瓷马桶、洗脸盆表面的结垢等,影响陶瓷制品的使用效果。为此,人们通常会利用该项工艺生产一些在卫生间、厨房、游泳池等区域使用的陶瓷制品,以减轻该部分陶瓷制品后续维护、清洁的工作量。该项工艺的使用范围为公共、家庭卫生与休闲用陶瓷器具的制造加工。此外,因为该釉面的化学性能稳定,且不会散发有毒物质,所以也可将该工艺应用到烧烤架陶瓷部分等与食物直接接触的陶瓷制品制造中。
4.2工艺操作内容。首先,在瓷釉组合物中加入抗微生物试剂,完成瓷釉的制作。其中,试剂由抗微生物金属及其颗粒支持物组成,抗微生物金属可以选用Ag、Cu、Zn,或其混合物,颗粒支持物可以选用BaSO4、Zr、Si等,同时该试剂的含量应保持在1%~10%,需根据实际的抗微生物要求,予以确定。其次,将该釉料均匀涂刷在陶瓷表面,然后将陶瓷送入760~925℃的环境下烘烤。最后,冷却至室温,即可完成该项工艺。在此过程中,严禁将粗金属添加到釉料中,以免破坏釉面的抗微生物能力及色彩的稳定性。
结束语
合理应用陶瓷釉料新技术工艺,可以加快推动陶瓷制造业的发展。在陶瓷生产中,借助新型的釉料技术工艺,能弱化烧结难度、塑造陶瓷制品的环保优势、提高陶瓷制品的自洁性能、增强工艺效果的美观性、赋予陶瓷抗微生物能力,从而优化陶瓷制品生产质量与效率,提升陶瓷制造业的效益水平。
参考文献
[1]武强.MgO对石灰釉熔融性能的影响[J].陶瓷科学与艺术,2018(27):167-168.
[2]孔明伟.B2O3-TiO2系结晶釉的研制[J].山东陶瓷,2020(14):379.
[3]彭威.陶瓷釉料的研究现状及其展望[J].广州化工,2019(20):143-145.