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1、第第3章章釉料釉料3.1釉的作用及特点釉的作用及特点一、釉的作用一、釉的作用使坯体对液体和气体具有不透过性，使坯体对液体和气体具有不透过性，提高了其化学稳定性。提高了其化学稳定性。覆盖于坯体外表，给瓷器以美感。如覆盖于坯体外表，给瓷器以美感。如将颜色釉大红釉、橄榄绿釉等与艺将颜色釉大红釉、橄榄绿釉等与艺术釉铜红釉、铁红釉、闪光釉等施术釉铜红釉、铁红釉、闪光釉等施于坯体外表，那么添加了瓷器的艺术价于坯体外表，那么添加了瓷器的艺术价值与欣赏价值。值与欣赏价值。防止沾污坯体。平整光滑的釉面，即防止沾污坯体。平整光滑的釉面，即使有沾污也容易洗涤干净。使有沾污也容易洗涤干净。使产品具有特定的物理和化学性
2、能。如抗菌性使产品具有特定的物理和化学性能。如抗菌性能、生物活性等。能、生物活性等。改善陶瓷制品的性能。釉与坯体高温下反响，改善陶瓷制品的性能。釉与坯体高温下反响，冷却后成为一个整体，正确选择釉料配方，可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，从而改善陶瓷制以使釉面产生均匀的压应力，从而改善陶瓷制品的机械性能、热性能、电性能等。品的机械性能、热性能、电性能等。二、釉的特点二、釉的特点1、具有与玻璃类似的物理化学性质、具有与玻璃类似的物理化学性质各向同性折射率、弹性系数、硬度等在各向同性折射率、弹性系数、硬度等在不同方向上具有同样数值；不同方向上具有同样数值；由固态到液
3、态或相反的变化是一个渐变的由固态到液态或相反的变化是一个渐变的过程，无固定的熔点；过程，无固定的熔点；具有光泽；具有光泽；硬度大；硬度大；能抵抗酸和碱的侵蚀氢氟酸和热碱除外能抵抗酸和碱的侵蚀氢氟酸和热碱除外；质地致密，对液体和气体均呈不浸透性质。质地致密，对液体和气体均呈不浸透性质。2、具有和玻璃不同的特点、具有和玻璃不同的特点釉不是单纯的硅酸盐，经常还含有硼酸盐、磷酸釉不是单纯的硅酸盐，经常还含有硼酸盐、磷酸盐等。盐等。大多数釉中含有较多的大多数釉中含有较多的Al2O3，而玻璃中，而玻璃中Al2O3的含量相对较少。的含量相对较少。从釉层的显微构造上看，其构造中除了玻璃相外，从釉层的显微构造上
4、看，其构造中除了玻璃相外，还有少量的晶相和气泡。还有少量的晶相和气泡。釉的熔融温度范围比玻璃要宽一些。釉的熔融温度范围比玻璃要宽一些。一、釉层的物理、化学性质一、釉层的物理、化学性质1、釉的化学性质、釉的化学性质2、釉的熔融特性、釉的熔融特性3、机械强度和硬度、机械强度和硬度4、化学稳定性、化学稳定性5、膨胀系数和弹性模量、膨胀系数和弹性模量6、光学性质、光学性质二、坯釉顺应性二、坯釉顺应性3.2釉层的性质釉层的性质一、釉的性质一、釉的性质1、釉的化学性质、釉的化学性质釉的化学性质直接影响坯与釉之间的反响及釉的化学性质直接影响坯与釉之间的反响及釉面构成形状。釉面构成形状。釉的化学组成应与坯体的
5、化学组成既要接近，釉的化学组成应与坯体的化学组成既要接近，但又要坚持适当的差别。这样，釉与坯体但又要坚持适当的差别。这样，釉与坯体在高温下相互作用，使釉中的组分，特别在高温下相互作用，使釉中的组分，特别是碱性氧化物和坯体充分反响而渗入坯体；是碱性氧化物和坯体充分反响而渗入坯体；同时也促进坯体中的成分进入釉层，构成同时也促进坯体中的成分进入釉层，构成晶体。晶体。釉在坯体外表熔融过程中，会发生一系列物釉在坯体外表熔融过程中，会发生一系列物理和化学变化。其中包括：理和化学变化。其中包括：釉本身的物化反响，如制釉原料脱水、釉本身的物化反响，如制釉原料脱水、分解、氧化、熔融等。分解、氧化、熔融等。 釉与
6、坯接触处的物化反响。釉料中某些组分渗入坯体，坯体中成分与釉料反响，构成坯釉中间层。普通坯釉中间层从坯体中引入SiO2、Al2O3等成分，而从釉内引入RO和R2O等成分。坯釉中间层的化学组成和性质介于坯釉之间，并逐渐由坯过渡到釉，无明显界限。 为了获得良好的坯釉中间层，在坯体酸性较高的情况下，即SiO2 / RO的摩尔比高，那么应该采用中等酸性的釉料；假设坯体的酸性弱，那么釉应该是接近中性或弱碱性。否那么由于两者之间化学性质相差过大，由于作用剧烈，会使釉被坯体吸收，出现“干釉景象。2、釉的熔融特性、釉的熔融特性(1)熔融温度范围熔融温度范围概念：釉的熔融温度范围指始熔融到完全熔融之间的温概念：釉
7、的熔融温度范围指始熔融到完全熔融之间的温度范围。始熔融温度指釉的软化变形点，称为熔融温度范围。始熔融温度指釉的软化变形点，称为熔融温度的下限；釉的完全熔融温度，称为熔融温度上限度的下限；釉的完全熔融温度，称为熔融温度上限(流流动温度动温度)。釉的烧成温度在熔融温度范围内选取，普通。釉的烧成温度在熔融温度范围内选取，普通选釉充分熔化并在坯上铺展成为平整光滑的釉面时的选釉充分熔化并在坯上铺展成为平整光滑的釉面时的温度。温度。影响釉熔融温度范围的要素影响釉熔融温度范围的要素主要与釉的化学组成、细度、混合均匀程度、主要与釉的化学组成、细度、混合均匀程度、烧成温度、烧成时间等有关。烧成温度、烧成时间等有
8、关。组成对釉熔融温度范围的影响主要取决于釉组成对釉熔融温度范围的影响主要取决于釉式中的式中的SiO2、Al2O3和碱组分的含量和配比以及碱和碱组分的含量和配比以及碱组分的种类。其中以熔剂的种类和配比影响最大。组分的种类。其中以熔剂的种类和配比影响最大。熔剂按习惯分为软熔剂和硬熔剂。软熔剂包括熔剂按习惯分为软熔剂和硬熔剂。软熔剂包括Li2O、Na2O、K2O、PbO；硬熔剂包括；硬熔剂包括CaO、MgO、ZnO。BaO属于硬熔剂，而在制造熔块时，其助熔属于硬熔剂，而在制造熔块时，其助熔作用与作用与PbO类似，因此又属于软熔剂。类似，因此又属于软熔剂。v助熔剂在瓷釉中的作用才干有如下关系：助熔剂在
9、瓷釉中的作用才干有如下关系：v1molCaO相相当当于于1/6molK2O1molCaO相相当于当于1/2molZnOv1molCaO相相当当于于1/6molNa2O1molCaO相相当于当于1molBaOvAl2O3的含量添加，釉的熔融温度和粘度添加。的含量添加，釉的熔融温度和粘度添加。vSiO2也也是是釉釉中中重重要要的的组组分分，含含量量也也最最多多，其其主主要要作作用用是是调调理理釉釉的的熔熔融融温温度度和和粘粘度度。SiO2的的含含量量愈愈多，釉的烧成温度愈高。多，釉的烧成温度愈高。vn釉料的颗粒细，混合得均匀，其熔融温度和始熔釉料的颗粒细，混合得均匀，其熔融温度和始熔融温度都相应越
10、低。融温度都相应越低。n烧成时如温度缺乏或时间缺乏，那么釉层熔融不烧成时如温度缺乏或时间缺乏，那么釉层熔融不良，光泽差，坯釉中间层构成不良；相反温度超越良，光泽差，坯釉中间层构成不良；相反温度超越釉的成熟温度范围，会使坯料过多地熔入釉料，而釉的成熟温度范围，会使坯料过多地熔入釉料，而使釉的膨胀系数小于坯，能使釉层产生剥釉景象，使釉的膨胀系数小于坯，能使釉层产生剥釉景象，严重时使釉沸腾，呵斥釉泡、流釉或某些组分的挥严重时使釉沸腾，呵斥釉泡、流釉或某些组分的挥发等缺陷。发等缺陷。釉的熔融温度的获得：釉的熔融温度的获得：实验方法。把磨细的釉料制成实验方法。把磨细的釉料制成3mm高的小高的小圆柱体，用
11、高温显微镜察看，当其受热至棱角变圆柱体，用高温显微镜察看，当其受热至棱角变圆时的温度为始熔温度；当软化至与底盘面构成圆时的温度为始熔温度；当软化至与底盘面构成半球时的温度为熔融温度；其高度降至半球时的温度为熔融温度；其高度降至1/2半球高半球高度时的温度称为流动点，亦称为釉的成熟温度度时的温度称为流动点，亦称为釉的成熟温度烧成温度。烧成温度。 酸度系数法。采用酸度系数法只是用来间接比较瓷釉的烧成温度的高低。酸度系数愈大，那么烧成温度愈高。酸度系数是指组分中的酸性氧化物与碱性氧化物的摩尔比，普通以C.A表示。 2n(R2O) n(R2O) . = 2n(RO)+ 2n(R2O)+ 6n(R2O3
12、) n(RO)+ n(R2O)+ 3n(R2O3) 表3-2P154为计算酸度系数时，各氧化物的分类情况。 釉熔融温度计算。首先计算釉的熔融温度系釉熔融温度计算。首先计算釉的熔融温度系数数K，根据计算所得，根据计算所得K，再由表，再由表3-5查出釉的相查出釉的相应熔融温度应熔融温度t。参见。参见P155。(2)釉熔体的高温粘度、外表张力、润湿性釉熔体的高温粘度、外表张力、润湿性釉熔体能否在坯体外表平滑的铺展，与其粘釉熔体能否在坯体外表平滑的铺展，与其粘度、外表张力和润湿性有关。度、外表张力和润湿性有关。粘度。在成熟温度下，釉的粘度过小，流粘度。在成熟温度下，釉的粘度过小，流动性大，那么容易呵斥
13、流釉、堆釉及干釉等缺动性大，那么容易呵斥流釉、堆釉及干釉等缺陷；釉的粘度过大，流动性差，那么容易引起陷；釉的粘度过大，流动性差，那么容易引起橘釉、针眼、釉面不平滑、光泽不好等缺陷。橘釉、针眼、釉面不平滑、光泽不好等缺陷。流动性适当的釉，不仅能填补坯体外表的一些流动性适当的釉，不仅能填补坯体外表的一些凹坑，而且还有利于釉与坯之间的相互结合，凹坑，而且还有利于釉与坯之间的相互结合，生成中间层。生成中间层。影响釉粘度的最重要要素：釉的组成和烧成温度。影响釉粘度的最重要要素：釉的组成和烧成温度。c三价及高价氧化物，如三价及高价氧化物，如Al2O3、SiO2、TiO2等都会提高釉的等都会提高釉的粘度。而
14、粘度。而B2O3对釉粘度的影响比较特殊，常出现对釉粘度的影响比较特殊，常出现“硼反常景象，硼反常景象，当参与量较小普通当参与量较小普通Na2OK2O 外表张力。釉的外表张力对釉的外观质量影响很大。外表张力过大，妨碍气体排除和熔体均化，在高温时对坯的润湿性不利，容易呵斥“缩釉(滚釉)缺陷；外表张力过小，那么容易呵斥“流釉当釉的粘度也很小时，情况更严重，并使釉面小气泡破裂时所构成的针孔难以弥合。u釉外表张力大小的影响要素：化学组成、烧成温度和烧釉外表张力大小的影响要素：化学组成、烧成温度和烧成气氛。成气氛。u在化学组成中，碱金属氧化物对降低外表张力作用较强。在化学组成中，碱金属氧化物对降低外表张力
15、作用较强。碱金属离子的半径愈大，其降低效应愈显著。按外表张碱金属离子的半径愈大，其降低效应愈显著。按外表张力由大到小的顺序为：力由大到小的顺序为：Li+Na+K+。u硅酸盐熔体外表张力随温度的提高而降低。熔体的外表硅酸盐熔体外表张力随温度的提高而降低。熔体的外表张力在高温时没有多大变化，但在低温时那么显著增大。张力在高温时没有多大变化，但在低温时那么显著增大。u窑内气氛对釉熔体的外表张力也有影响。在复原气氛下窑内气氛对釉熔体的外表张力也有影响。在复原气氛下的外表张力约比在氧化气氛下增大的外表张力约比在氧化气氛下增大20%。 润湿性。釉熔体对坯体的润湿性可以用釉熔体与坯体的接触角来表示。其测定方
16、法可将干釉制成直径10mm、高10mm的圆柱形试样，置于坯体上，烧后测定其接触边角，以此来判别它的润湿性。 从图3-1P160可以看出熔融釉与坯体接触边角90o时，熔体不能将坯体润湿；90o时，那么坯外表被完全润湿；=0o时，熔体分散开。值愈大，润湿性愈不好。 外表张力仍是影响润湿性的重要要素。3、机械强度和硬度、机械强度和硬度机械强度也是釉的重要性质。通常釉抵抗张应力的才干比机械强度也是釉的重要性质。通常釉抵抗张应力的才干比抵抗压应力才干小许多倍，因此，必需使釉受压应力而抵抗压应力才干小许多倍，因此，必需使釉受压应力而不受张应力。可以经过调整坯釉的膨胀系数来到达不受张应力。可以经过调整坯釉的
17、膨胀系数来到达(釉釉坯坯如图如图3-15P206所示，当所示，当釉釉坯时，在坯釉冷坯时，在坯釉冷却过程中，釉层的收缩大于坯体的收缩，坯体遭到却过程中，釉层的收缩大于坯体的收缩，坯体遭到釉层的紧缩应力；而釉却遭到拉伸应力釉层的紧缩应力；而釉却遭到拉伸应力(张应力张应力)，当张应力超越了釉层的抗张强度时，就出现导致釉当张应力超越了釉层的抗张强度时，就出现导致釉层断裂的网状裂纹普通称为发裂、龟裂。膨胀层断裂的网状裂纹普通称为发裂、龟裂。膨胀系数相差愈大，龟裂程度就愈大。系数相差愈大，龟裂程度就愈大。2、釉釉坯坯如如图图3-16P207所所示示，当当釉釉坯坯时时，在在冷冷却却过过程程中中，釉釉的的收收
18、减减少少于于坯坯体体收收缩缩，那那么么釉釉遭遭到到坯坯体体的的紧紧缩缩作作用用，在在釉釉层层中中产产生生能能够够引引起起釉釉层层剥剥落落的的压压应应力力，这这样样处处于于压压应应力力的的釉釉可可以以抵抵消消一一部部分分由由于于热热应应力力或或机机械械应应力力而而加加于于制制品品上上的的张张应应力力，从从而可提高制品的机械强度和热稳定性。而可提高制品的机械强度和热稳定性。普普通通釉釉的的耐耐压压强强度度较较抗抗张张强强度度大大得得多多，要要在在相相当当大大的压应力下才出现剥脱景象。的压应力下才出现剥脱景象。3、坯釉的膨胀系数相等或非常接近、坯釉的膨胀系数相等或非常接近釉釉=坯坯当当釉釉=坯坯时时
19、，在在冷冷却却过过程程中中，釉釉中中既既不不会会出出现现张张应应力力也也不不会会出出现现压压应应力力，釉釉层层和和坯坯体体结结合合完完美美，但但这这只只是是最最理理想想的的形状，坯和釉的膨胀系数不能够完全一致。形状，坯和釉的膨胀系数不能够完全一致。因因此此，在在实实践践配配制制釉釉的的时时候候，应应配配制制出出釉釉的的膨膨胀胀系系数数略略小小于于坯坯的的膨膨胀胀系系数数的的釉釉料料，使使釉釉中中产产生生不不大大的的压压应应力力，可可以以在在提高釉的热稳性及力学强度的情况下而不出现裂纹。提高釉的热稳性及力学强度的情况下而不出现裂纹。n提高烧成温度，延伸保温时间，使釉中组分提高烧成温度，延伸保温时
20、间，使釉中组分Na2O、B2O3、PbO挥发，坯料中挥发，坯料中Al2O3经过中间层向釉中迁移，从而降低釉经过中间层向釉中迁移，从而降低釉的膨胀系数，使釉层呵斥压应力，提高了坯釉结合强度。的膨胀系数，使釉层呵斥压应力，提高了坯釉结合强度。n也可经过快速冷却方法在釉的外表构成压应力以防止产生发裂。也可经过快速冷却方法在釉的外表构成压应力以防止产生发裂。二中间层对坯釉顺应性的影响二中间层对坯釉顺应性的影响在釉烧时，釉中一些组分迁移到坯体的表层，而在釉烧时，釉中一些组分迁移到坯体的表层，而坯体中有些组分也会分散到釉中，在釉中熔解，坯体中有些组分也会分散到釉中，在釉中熔解，经过这种相互的分散、熔解和浸
21、透，使坯釉接经过这种相互的分散、熔解和浸透，使坯釉接合部位的化学组成及物理性质均介于坯与釉之合部位的化学组成及物理性质均介于坯与釉之间，结果构成了中间层。间，结果构成了中间层。n中间层的构成可促使坯釉间热应力均匀，发育中间层的构成可促使坯釉间热应力均匀，发育良好的中间层填满坯体外表缝隙，有助于釉结良好的中间层填满坯体外表缝隙，有助于釉结实附着在坯体上。实附着在坯体上。n中间层对提高坯釉结合性有利。当坯釉组成类中间层对提高坯釉结合性有利。当坯釉组成类似、膨胀系数相差不大时，这时中间层的影响似、膨胀系数相差不大时，这时中间层的影响就很小；而当坯釉膨胀系数相差较大时，中间就很小；而当坯釉膨胀系数相差
22、较大时，中间层就起着非常重要的作用。层就起着非常重要的作用。影响中间层发育的主要要素影响中间层发育的主要要素坯釉组成对中间层发育的影响。假设坯釉化学组成坯釉组成对中间层发育的影响。假设坯釉化学组成相差愈大，那么反响得愈猛烈，中间层构成速度快，相差愈大，那么反响得愈猛烈，中间层构成速度快，而且厚、发育较好。而且厚、发育较好。烧成制度对中间层发育的影响。烧成温度愈高，烧烧成制度对中间层发育的影响。烧成温度愈高，烧成时间愈长，那么釉的熔解作用愈大，釉中组分的分成时间愈长，那么釉的熔解作用愈大，釉中组分的分散作用愈强，那么坯釉反响愈充分，中间层发育良好，散作用愈强，那么坯釉反响愈充分，中间层发育良好，
23、那么坯釉结合性变好。那么坯釉结合性变好。釉料的细度和厚度。釉料愈细那么愈适于坯釉反响，釉料的细度和厚度。釉料愈细那么愈适于坯釉反响，分散作用加强，中间层发育良好。釉层薄，熔化后釉分散作用加强，中间层发育良好。釉层薄，熔化后釉组分变化大，中间层相对厚度添加，发育较好。组分变化大，中间层相对厚度添加，发育较好。三釉的弹性、抗张强度对坯釉顺应性的影响三釉的弹性、抗张强度对坯釉顺应性的影响普通来说，具有较低弹性模量的釉，其弹性形变才干大，普通来说，具有较低弹性模量的釉，其弹性形变才干大，弹性好，抵抗坯釉应力或外界机械张力及热应力的才干弹性好，抵抗坯釉应力或外界机械张力及热应力的才干强，对坯釉顺应有利。
24、弹性好坏与釉的化学组成、釉层强，对坯釉顺应有利。弹性好坏与釉的化学组成、釉层厚度有关。厚度有关。釉的抗张强度也是影响釉面开裂和釉产品强度的重要要素。釉的抗张强度也是影响釉面开裂和釉产品强度的重要要素。釉的抗张强度大，也可抵消部分坯釉应力，对坯釉结合釉的抗张强度大，也可抵消部分坯釉应力，对坯釉结合也非常有益。也非常有益。实际证明，假设釉的弹性模量低，抗张强度高，即使坯和实际证明，假设釉的弹性模量低，抗张强度高，即使坯和釉的膨胀系数相差较大，釉层也不一定开裂。当釉的抗釉的膨胀系数相差较大，釉层也不一定开裂。当釉的抗张强度小而弹性模量又较高时，稍受应力就能够使釉层张强度小而弹性模量又较高时，稍受应力
25、就能够使釉层开裂。开裂。四釉层厚度对坯釉顺应性的影响四釉层厚度对坯釉顺应性的影响釉层的厚薄，在一定程度上，对坯釉顺应性也有一定影响。釉层的厚薄，在一定程度上，对坯釉顺应性也有一定影响。普通薄的釉层对坯釉顺应有利，缘由有以下两方面：普通薄的釉层对坯釉顺应有利，缘由有以下两方面：薄釉层在煅烧时组分的改动比厚釉层相对变动大，釉的膨薄釉层在煅烧时组分的改动比厚釉层相对变动大，釉的膨胀系数变化得也多，使坯釉膨胀系数相接近，同时中间层相胀系数变化得也多，使坯釉膨胀系数相接近，同时中间层相对厚度添加，故有利于提高釉的压应力，使坯釉结合良好。对厚度添加，故有利于提高釉的压应力，使坯釉结合良好。釉层厚度愈小，釉内压应力愈大，而坯体中张应力愈小，釉层厚度愈小，釉内压应力愈大，而坯体中张应力愈小，这样有利于坯釉结合。这样有利于坯釉结合。v釉层厚度对于釉面外观质量有直接影响。釉层过厚就加重釉层厚度对于釉面外观质量有直接影响。釉层过厚就加重中间层的负担，易呵斥釉面开裂及其它缺陷，而釉层过薄那中间层的负担，易呵斥釉面开裂及其它缺陷，而釉层过薄那么易发生干釉景象。因此，釉层的厚度应根据工艺需求适当么易发生干釉景象。因此，釉层的厚度应根据工艺需求适当控制，普通小于控制，普通小于0.3mm。
