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1、景德镇高等专科学校毕业论文1 1摘要在陶瓷生产过程中，从原料至成品包装，任何一道工序稍有不妥都会造成制品缺陷，乃至报废。有些缺陷在半成品制作过程中可以发现，有的要经烧成后才能显现出来。陶瓷制品缺陷名目繁多，产生的原因错综复杂，涉及面很广。实践中我们发现陶瓷的缺陷除了开裂和变形之外，其余几乎都发生在釉面上，釉面常见缺陷有几十种，而本文主要讨论釉面波纹、针孔、缩釉、釉泡现象是四种主要的。形成釉面缺陷的主要原因，在于釉形成的全部过程中，即在原料、调制、施釉、整修以及烧成等工序中均有可能。从物理方面看，与细度、混合状态、熔化、分解、化学反应、粘度、表面张力等均有关系。关键词：釉面缺陷，釉面波纹，针孔，
2、缩釉，釉泡，克服缺陷景德镇高等专科学校毕业论文2 21 引言对有釉陶瓷产品如日用陶瓷、卫生陶瓷、有釉墙地砖等来说，坯体表面上的一层釉起着极为重要的作用。一是可以遮盖胎体的不良色泽，起装饰美化作用；二是可以提高产品的抗污、去污能力；三是提高陶瓷产品的强度与整体使用功能。但是在生产中，由于多种原因，往往在烧成后有釉的产品表面上会出现缺陷。这些缺陷不但影响产品外观，而且一旦出现会导致整体产品的报废。陶瓷制品缺陷名目繁多，产生的原因错综复杂，涉及面很广。由于各地域、各厂的生产情况不同，原料、设备、工艺、管理各异，一种工艺因素可能导致不同的缺陷，同一种缺陷也可能是由完全不同的几种工艺因素引起的，因此正确
3、而全面地分析缺陷产生的原因并找出解决的办法有时较为困难。在这种情况下，必须从多方面深入调查研究，尤其要仔细地观察缺陷形态、分布规律，通过工艺试验确定缺陷与设备功能、工艺控制条件之间的关系，以从中查明产生原因，找出关键环节，采取相应措施。但对多数缺陷，有经验的技术人员和生产者可依据基础理论与实践经验立即做出准确地鉴别并找到有效的防治办法。 2 釉面缺陷及其产生原因 2.1 陶瓷釉面常见的缺陷在陶瓷生产过程中，釉面经常会产生缺陷，釉面常见的缺陷有几十种，例如：黑点、裂纹、橘釉、釉面波纹、斑点、釉面无光、针孔、棕眼、釉坑、缩釉、釉泡等。我们主要讨论釉面波纹、针孔、缩釉、釉泡四种现象产生的原因和克服途
4、径。 2.2 各种釉面缺陷产生的原因2.2.1 釉面波纹的产生原因釉面波纹是釉面常见的缺陷之一，究其原因，主要有以下几点： 釉浆物化性能的影响粘度过大、表面张力过大或润湿性过小的釉料，难于在坯体上展平，易使釉面产生波纹甚至缩釉。 釉浆的比重过大或粘度过大，在施釉过程中易形成较大的雾滴，使釉面形成颗粒聚集，而形成波纹。 烧成温度的影响同种组分的釉料、同样的坯体在不同的烧成温度下，其釉面质量有明显差别，试验表明，低温快烧的产品波纹严重；高温快烧的产品波纹轻微，因为随着温度的升高，熔融釉的粘度降低，从而在坯体上铺展较好。 喷釉设备的影响喷釉工艺是利用压缩空气将釉浆雾化，逐层喷于坯体表面。每层釉浆基本
5、景德镇高等专科学校毕业论文3 3以颗粒形成附着于坯体或前一层釉上。如果压缩空气压力不稳定。致使釉浆雾化不好，釉层分布不均匀这样釉烧时易造成波纹。 待施釉的坯体表面过热。 窑内温差大，釉料熔融温度范围较窄，烧成时欠火或过火。欠火时会产生大块鳞片状波纹，釉面光泽不良。过火时会产生细小鳞片状波纹，伴有大量小针孔，但釉面光泽好。 适用氧化气氛烧成的釉料（如铅釉）若在釉烧中出现较强的还原气氛，CO潜入釉层，会影响釉面的平整度。2.2.2 针孔产生的原因 釉的颗粒过粗；粘土含量多, 釉的粘度大，釉层干燥收缩也大；碳酸盐在釉浆储存中的分解；以及釉浆储存处温度较高时釉浆会发酵而产生气泡。 釉的始熔温度低，釉层
6、过早封闭，阻碍了排气通道，使气体难以充分排除，造成针孔。 素烧温度低，素坯生烧，坯体物理化学反应不完全，在釉烧时，继续残余反应，有机物和碳酸盐等再次氧化分解放出气体。或者素烧时有碳粒沉积在坯体气孔中，釉烧时碳粒燃烧形成大量气体；坯体强度低，表面粗糙，空隙增多，易吸釉；这些都易造成针孔。 熔块熔制温度过高，熔融时间长，致使低熔点物质大量挥发，釉的高温粘度增大，釉烧时不利于气体的排除，针孔增多；熔制温度过低，熔融时间短，熔块没有化合好，熔融物中出现夹生料，在釉烧时，再次氧化分解也会导致针孔。釉熔块粘度大，流动性差，气体脱出后所留痕迹不能熔平仍原样存在。 釉坯人窑水分过高；釉坯人窑后在预热阶段升温过
7、急；天气潮湿气压低时，烟囱的抽力减小；无机物杂质多在高温阶段大量分解挥发。2.2.3 缩釉产生的原因当釉料由于表面张力的不能很好地流动，釉料不能流动到的部位便显露出坯体，这就叫“缩釉” 。究其产生的原因，主要有以下几点： 釉对坯的润湿性差、高温粘度大、表面张力大。例如 ZnO、AL2O3含量多的釉及锆乳浊釉容易缩釉。 釉层干燥收缩大。例如：釉料中生粘土用量多，ZnO 用量多且未经预烧，釉料过细，釉浆密度过小等，使釉层干燥收缩大。 釉层对坯体的附着力差；坯体沾粉、积尘、有油污；素坯吸水率低，釉层过厚，施釉后釉层表面水分未全部被素坯吸收，就将砖坯叠放起来，釉层受压与坯体结合不良，烧成后易缩釉。 釉
8、坯贮存时间长，可溶性盐类物质聚集到砖边或砖角部位形成硬壳，烧景德镇高等专科学校毕业论文4 4后缩釉。 釉烧时，预热初始阶段升温过急，釉层产生裂纹，甚至与坯体部分脱离，在烧成的高温阶段产生缩釉。 产品造型也可能是造成缩釉。例如：日用陶瓷造型线条都讲究圆滑流畅，由于日用器皿种类繁多，形状各异，也有楞角沟槽。故造型也是造成缩釉的因素，楞角太真、沟槽太深处是缩釉的多发部位。当坯釉结合正常时缩釉的可能性较小，而当釉料指标失控，则从造型较为复杂制品的一些部位发生缩釉。2.2.4 釉泡产生的原因釉泡包括凸出釉面的开口气泡与闭口气泡。造成釉泡的主要根源均是来自釉层中的气泡。究其产生的原因，主要有以下几点： 坯
9、料中含碳素、有机物、碳酸盐、硫酸盐等在烧成过程中可产生气体的杂质较多，即烧失量大，易导致釉泡缺陷；坯料中的可溶性盐类在干燥过程中随水分扩散蒸发，而聚集在坯体的边缘与棱角部位，阻碍气体逸散，则在这些部位形成一连串小釉泡，俗称“水边泡” 。 釉用料中高温分解物含量高；釉浆过细、过稠，储存时间过长，有机物腐烂发酵而导致釉泡缺陷。 釉的始熔温度低，使得在釉熔融前坯体中产生的气体不能彻底排除，而被釉熔体所封闭；釉的高温粘度大；釉的表面张力过大、釉层过厚，使得在烧成过程中釉中产生的气体排出阻力大；这些原因都容易导致釉泡缺陷。 施釉时，坯体过干、过热，不但使釉料不能被坯体均匀吸收，同时还易封闭气孔，使釉中水
10、蒸气扩散蒸发困难，而导致釉泡缺陷。 坯体含水率较高；素烧温度低；釉坯入窑水分高，并且窑内通风不良；熔块釉 PH 值太高。 采用还原气氛烧成时，还原时间过长、气氛过浓，造成碳素沉积，在釉熔融后碳素继续燃烧，所生成的气体被釉熔体包裹，而导致釉泡缺陷。 升温速度过快，在烧成过程中碳素、有机物、碳酸盐、硫酸盐等氧化分解不充足，气体不能及时排出而被封闭在釉中，而导致釉泡缺陷。 烧成温度偏高，使得釉面发生轻微沸腾状，而导致釉泡缺陷。 3 克服釉面缺陷途径 3.1 克服釉面波纹途径 应适当降低釉的比重、电解质和粘土的用量， 能有效地控制釉浆的粘度。随着季节的变化，电解质的用量要进行调整。 普通釉的表面张力大
11、约在 2 x 10 -3N/M5 x 10-3 N/M 之间,粘度略高于景德镇高等专科学校毕业论文5 52000 Pa.s 时，才易形成平滑如镜的釉面。焙体的粘度主要受Sio4间的键力强弱的影响。碱金属氧化物的加入，可使部分 Si-O 键破坏， 从而是使粘度降低，三价氧化物和高价氧化物如 Al2O3、ZrO2一般都提高釉的粘度；平面结构的物质，可减少熔体内部和表面之间的能量差，对降低表面张力有较大作用。 在坯体的烧成工艺上采取高温快速烧成，因为随着温度的升高，熔融釉的粘度降低，从而在坯体上铺展较好。 待施釉的坯体表面不宜过热，应尽量降低坯体表面温度；在烧成过程中，应尽量降低窑内温差。 对不同的
12、釉料，合理的制定烧成气氛。 3.2 克服针孔途径 严格控制釉浆细度范围和釉浆储存时间，而且釉浆不能存在温度较高的地方。粘土在确保釉浆悬浮性能条件下，尽量少用。 适当提高釉中 AL2O3和 SiO2含量，降低熔剂含量，可提高始熔温度。通过试验，在釉中外加 23废瓷粉(烧后的白釉废品)可以提高釉的始熔温度，同时还可以降低釉的高温粘度。 拉开素烧与釉烧温差，使素烧温度高于釉烧温度 40以上，避免釉烧时，素坯再进行二次氧化分解。 提高钢模加工光洁度，粉料粒度不宜太粗，水分要合适，勤擦模，避免沾料；熔块熔融温度应根据釉料组成，通过试验来确定。 釉烧时，确定合理的烧成制度。如保持窑内处于氧化气氛，烧成温度
13、不宜过高也不宜偏低，升温速度不宜过快，条件允许时尽可能提高窑头温度，而且要有适当的保温时间，以利于气体尽可能地排除。 设计烟囱高度时必须留有余地，以便于气候条件变化时控制烧成制度。 由于原料中杂质燃烧富集了大量气体，所以釉用原料都必须按技术要求选择优质原料，不能由于某些原因使用低质料，尤其是氧化锌、锆英石、长石、石灰石和赤岗土等，要求纯度高、杂质少。另外在生产各工序中也必须尽量避免带人杂质，影响釉面质量。 3.3 克服缩釉途径 釉料细磨中严格控制料、球、水比。细度符合要求后才准出磨。坚持每批釉用原料和每磨釉浆的试烧鉴定制度，重点观察釉料高温熔融粘度、表面张力及润湿性能等指标变化。 加强釉用原料
14、的管理。高度重视作为悬浮剂、粘结剂使用的粘土的质量。除了要求白度指标以外，还必须要求粘结性能指标。配料时应测定粘土水份，景德镇高等专科学校毕业论文6 6按干料折算入磨数量。新磨釉浆应进行粘结性的检试，不合要求时应调整后方可使用。 釉浆储存和取用前搅拌均匀。为防止釉浆分层，釉浆池每天最少搅拌一次，时间不得不少于十分钟。施釉前调整好釉浆浓度、稠化性能等，以确保施釉厚度符合要求。 精坯施釉前应保证内外清洁，无油污。釉坯储存时间不能过长，防止可溶性盐类物质聚集到砖边或砖角部位而形成硬壳，从而造成缩釉缺陷。 对入窑坯体应严格控制入窑水份低于 3%，调整升温速度，尤其是预热初始阶段切忌升温过快。 产品造型
15、设计注意楞角沟槽部位的处理，务使简练圆滑。 引入腐殖酸钠等添加剂可以有效地抑制缩釉。腐殖酸钠具有明显的稀释、增塑、增强、吸附、粘结等特性，加入釉浆后使釉浆相同水份情况下流动性增加，稠化性降低，施釉后釉层对坯体的吸附、粘结性能提高，白坯釉面抵抗冲击能力也相应提高，对解决缩釉大有裨益。 3.4 克服釉泡途径 严格控制熔制温度及熔体在炉内滞留时间;改进燃料纯度以强的氧化气氛去制熔块也就是在熔融熔块时应有充分的时间进行化学反应,因为在釉组成中有碳酸盐、硝酸盐、硼化物、和铅丹等原料，这些原料在加热时都要进行化学分解，碳酸盐分解出 CO2、硝酸盐分解出 NO 和 O2，硼化物分解出 CO2、硝酸盐分解出
16、NO 和 O2，硼化物分解出结晶水，铅丹分解出 O2等，这些物质在熔融过程中如分解不完全或有的原料未能完全熔融，就会在釉烧时再次进行分解而产生气体，这些气体会冲出釉层而造成釉泡。熔制温度过高过低都不行，必须根据各釉的组成，通过试验来确定合理的熔制温度。 测定釉熔体高温粘度的方法有旋转法、称球法、拉丝法和孔流法等，其中旋转法测量精确，数据重复性好，建议大家在设计釉配方时采用它来测定，除此而外，要调整控制釉料的高温粘度需调整锆英砂用量，既可降低生产成本又可降低高温粘度；还可采用高温流动性大的钠熔剂代替部分硼、钙熔剂。用钠长石代替钾长石，减少石英含量等，这样高温粘度明显降低，熔块熔制温度明显下降，釉流动性好，釉面形大量小的针孔基本得到克服，但此时烧成制度必须更改，否则易出现过烧而产生密而小的棕眼。 要提高釉的始熔点可以适当提高釉中的 AL2O3和 SiO2含量，降低溶剂含量。通过试验，在釉中外加 2-3釉坯粉(烧后自釉废品)可提高釉始熔温度，同时还可降低釉的高温粘度。 对于 PH
