第5章-釉料的组成培训讲学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,陶瓷工艺学,第五章 釉料的组成,主讲人：于岩 吴任平,要 目,5.1,釉及其作用,5.2,釉的分类,5.3,制釉原料,5.4,釉料组成表示法,5.5,釉配方确定的依据,5.6 釉料配方计算,习 题,5.1,釉及其作用,釉的概念,：,附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与晶体的连续粘着层。,釉的作用:,(1)装饰：,提高艺术、欣赏价值。,(2)改善制品的各种性能：,化学稳定性、防污性（平滑、表面积减小）,力学性能、电学性能、抗菌性能等等。,五彩缤纷的外衣,釉,什么是釉,汉字中的“釉”，其含义是指有油状的光泽，所以古代用“油”字表示陶瓷制品表面的光泽，但又因为“油”字这个字代表食物，后人经过种种考虑，修改结果就取表示光彩的“采”合成为“釉”。陶瓷制品表面多半穿着一件光滑、平滑、漂亮的外衣，“赤膊上阵”的很少。这件五彩缤纷的外衣就是我们所要介绍的”釉“。,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,五彩缤纷的外衣,釉,什么是釉,什么是釉?釉的本质是什么?。这些问题却不是每一个人都能回答出来的，它是“陶瓷“这门学科所要回答和解决的问题。,“釉“的配制与烧成，是一门很神秘、很具挑战性的学问，古代的许多名窑、名瓷都是以独特的釉来命名的：祭红、郎窑红，美人醉、唐三彩、兔毫、油滴、窑变花釉、。万变不如其宗，我们可以用一句简要的话进行概括：釉是熔融在陶瓷制品表面上一层很薄的、均匀的,玻璃质薄层,。,五彩缤纷的外衣,釉,施釉的作用,光滑、明亮、美观,不透水、不透气,易洗涤、耐污染,提高陶瓷的其他各种性能(强度、耐热、电性能),五彩缤纷的外衣,釉,陶瓷制品对釉的基本要求,有均匀的、光润的、有玻璃光泽的表面（特殊效果的釉除外）,不可发生开裂或剥落现象（特殊效果的裂纹釉除外）,高温流动性好，釉面易于平滑,耐酸碱腐蚀,其他特殊要求,五彩缤纷的外衣,釉,釉的种类,按,釉的组成,：石灰釉、长石釉、铅釉、硼釉,按,坯体类型,：瓷器釉、陶器釉、炻器釉,按,烧成温度,：低温釉(1250),按,釉面特征,：透明、乳浊、颜色、无光、结晶、裂纹、花釉、变色 釉。,五彩缤纷的外衣,釉,颜色釉装饰,颜色釉装饰源于陶器，在商代便有了青黄釉陶器出现，到汉末晋初年间就有青釉瓷器了。唐代的唐三彩，宋代的影青、粉青、钧红、黑釉等闻名于世，经明清发展成颜色釉。颜色釉多以金属氧化物的天然矿石为着色剂配制而成，如,铁、铜、锰、钛、铬、锌、钻、锑,等。它有高温、中温和低温之分。高温色釉以景德镇和河南禹县的色釉瓷为代表，采用还原焰烧成，烧成温度为1320左右；中温色釉以河北邯郸、山东淄博、江苏宜兴的色釉为代表，采用氧化焰烧成，温度在1200左右。,五彩缤纷的外衣,釉,颜色釉装饰,颜色釉色彩丰富，光泽莹嫩，具有独特的装饰艺术效果。特别是一些名贵的釉色，如景德镇的,祭红、美人醉，,建窑的,鹧鸪斑、兔毫、油滴,色釉，异常难得。其装饰形式广泛，可作器皿表面的色釉装饰，如景德镇的,钧红、郎红、祭红、祭蓝、茶叶末、美人醉、窑变花釉,等，可用一些流动性小的颜色制作较细腻的装饰；还可用几种不同的色釉作绘画装饰，利用高温色釉在高温下流淌性大的特点，流淌出自然的山水风景，有自然天成之妙。,釉的特点,大多数釉是玻璃体，具有普通玻璃的物理化学性质。,釉与玻璃的不同点,釉层中含有气泡和晶体。,釉化学组成中氧化铝的较玻璃高。,釉的熔融温度范围较宽。,产生差异的原因,配方不同。,烧成制度不同。,釉与坯体之间的扩散和反应。,5.1,釉及其作用,釉与玻璃的不同点及产生差异的原因,5.2,釉的分类,5.2.1,分类方法：,釉的分类按不同基准有不有的名称，一般可按坯体的种类、制造工艺、组成、性质、显微结构、用途进行分类，参见下表。,我国生产中习惯以主要熔剂种类及外观特征命名釉料，如铅釉，石灰釉，长石釉，乳浊釉，无光釉，颜色釉等。,分类的依据,釉 的 名 称,坯体的种类,瓷器釉、炻器釉、陶器釉,制,造,工,艺,釉料制作方法,烧成温度,烧釉速率,烧成方法,生料釉、熔块釉、挥发釉(食盐釉)、自释釉、渗彩釉,低温釉(,1300C,)、易熔釉、难熔釉,慢速烧成釉、快速烧成釉,一次烧成釉、二次烧成釉,组 成,主要熔剂,主要着色剂,长石釉、石灰釉（石灰碱釉、石灰碱土釉）、锂釉、镁釉、锌釉、铅釉(纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土釉)、无铅釉(碱釉、碱土釉、碱硼釉、碱土硼釉),铜红釉、镉硒红釉、铁红釉、铁青釉、玛瑙红釉,性,质,外观特性,物理特性,透明釉、乳浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光泽釉、闪光釉、偏光釉、荧光釉（发光釉）、单色釉、多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、裂纹釉、纹理釉、水晶釉、抛光釉,低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉,显微结构,玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉,用途,装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等,5.2.2,几种常见釉举例,5.2.2.1,长石釉和石灰釉,原料 石英 长石 粘土 石灰石 滑石,湖南建湘（长石釉）30 55 5 /10,唐山某厂（石灰釉）22 52 12 14 /,0.4408 K,2,O,0.1070 Na,2,O,0.0642 CaO,0.3880 MgO,0.7188 Al,2,O,3,0.0114 Fe,2,O,3,7.1480,SiO,2,（湖南建湘）,0.2128 K,2,O,0.1013 Na,2,O,0.5133 CaO,0.1724 MgO,0.3161 Al,2,O,3,0.0057 Fe,2,O,3,30149,SiO,2,（唐山某厂）,(1)釉式中K,2,O和Na,2,O的mol 数之和不小于0.5。,(2)硬度大，光泽度较高，略带乳白色，烧成范围宽。,(3)与氧化硅含量较高的坯结合较好（南方瓷)。,(1),釉式中CaO的mol 数不小于0.5。,(2)弹性好，透明度好，还原气氛易烟熏，烧成范围窄,。,(3)与氧化铝含量较高的坯结合较好（北方瓷)。,长石釉特点,石灰釉特点,5.2.2.2,镁质釉及其特点,由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物MgO在釉式中的含,量不小于0.5 mol。,(2)热膨胀系数小，不易烟熏，有利于白度和透光度的提高，,烧成范围宽。,(3)对坯体的适应性强。,5.2.2.3,熔块釉,低温熔块釉（添加含PbO、B,2,O,3,等强熔剂的原料）,高温熔块釉（添加含ZnO、BaO、SrO等熔剂的原料）,天然原料：,石英、钾钠长石、粘土、滑石、石灰石、,白云石、硅灰石、锂辉石、锆英石、萤石等。,制釉原料,：,天然原料和化工原料,化工原料：,ZnO、SnO,2,、,ZrO,2,、Pb,3,O,4,、BaCO,3,、Al,2,O,3,、,SrCO,3,、硼砂、硼酸、铅白、密陀僧（PbO）等。,5.3,制釉原料,5.4,釉料组成表示法,原料 石英 长石 粘土 石灰石 滑石,湖南建湘（长石釉）30 55 5 /10,唐山某厂（石灰釉）22 52 12 14 /,氧化物重量百分组成,组成 SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO K,2,O Na,2,O ZnO 灼减 合计,Wt 69.19 14.63 0.12 0.79 3.43 6.32 1.68 1.50 1.96 100,分子式、釉式、实验式、摩尔组成表示式,a,R,2,O,b,RO,c,R,2,O,3,d,RO,2,其中：a+b=1,常,氧化物重量百分组成,5.5.1,釉配方的网络化学基础,5.5.2,釉中各氧化物的作用,5.5.3,釉料配方的配制原则,5.5.4,釉料配方的确定,5.5.5,试验方案的设计,5.5,釉配方确定的依据,5.5.1,釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂,（二）网络变性体（助熔剂）,（三）网络中间体,（四）乳浊剂,（五）着色剂,网络形成剂 SiO,2,B,2,O,3,网络变性体 R,2,O RO,网络中间体 Al,2,O,3,釉(玻璃)结构,无规则网络,5.5.1,釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（A）氧化物阳离子场强大（电荷数/半径平方）,规律：Z/r,2,1420,能形成玻璃,（B）氧化物键强大 （单键强度分解能/阳离子配位数）,规律：单键强度,335,KJ/mol 是网络形成剂,（C）氧化物化学键为极性共价键（混合键）,键角易变，键长不易变。,规律：离子键成份占39,55,能形成稳定的玻璃。,（D）熔体结构,规律：,阴离子聚合程度大；阴离子团对称性低；熔点粘度大的熔体易形成玻璃。,5.5.1,釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（A）氧化物阳离子场强大,氧化物阳离子场强=阳离子电荷与其离子半径平方之比,一般来说，电荷较高，离子半径较小的阳离子及其化合物是玻璃网络形成剂。如：,SiO,2,-,硅酸盐玻璃，,B,2,O,3,，P,2,O,5,。各氧化物的阳离子场强参见下页表5-2,。,规律：Z/r,2,1420,能形成玻璃。,氧化物,阳离子半径r （nm）,阳离子电荷z,阳离子场强z/r,2,形成玻璃的能力,SiO,2,B,2,O,3,P,2,O,5,GeO,2,Li,2,O,Na,2,O,K,2,O,CaO,MgO,SrO,BaO,ZnO,PbO,0.042,0.023,0.035,0.053,0.068,0.097,0.133,0.099,0.066,0.112,0.134,0.074,0.120,4,3,5,4,1,1,1,2,2,2,2,2,2,2267,5670,4080,1420,220,110,60,210,460,160,110,360,140,形成硅酸盐玻璃,形成硼酸盐玻璃,形成磷酸盐玻璃,形成锗酸盐玻璃,不能形成玻璃,表5-2,阳离子场强与其形成玻璃的能力,5.5.1,釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（B）氧化物化学键强大,单键强度化合物分解能/阳离子配位数。,规律：单键强度,335,KJ/mol 是网络形成剂。,单键能/熔点,0.21,（Rawson）易形成玻璃。,网络形成氧化物单键能参见表53。,氧化物,阳离子价数,氧化物分解能,（KJ/mol）,配位数,单键能（KJ/mol）,单键能/熔点,（KJ/mol,K）,B,2,O,3,SiO,2,GeO,2,Al,2,O,3,B,2,O,3,P,2,O,5,V,2,O,5,As,2,O,5,Sb,2,O,5,ZrO,2,3,4,4,3,3,5,5,5,5,4,1490,1770,1803,1682,1326,1490,1850,1878,1460,1818,2029,3,4,4,4（,6,）,4,4,4,4,4,498,444,452,423330,372,464368,469377,364293,356285,339,0.686,0.222,0.326,0.195,0.51,0.4350.548,0.3970.498,5.5.1,釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,表5-3 网络形成氧化物单键能,（C）氧化物化学键为极性共价键（混合键）,极性共价键离子键向共价键过渡的氧化物易形成玻璃。,既具有离子键，易改变键角形成不对称变形的趋势远程无序。,又具有共价键的方向性与饱和性，不易改变键角与键长的倾向远程有序,键角易变，键长不易变。,规律：离子键成份占39,55,能形成稳定的玻璃。,氧化物的键性与玻璃形成能力 参见表5-4,。,5.5.1,釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（C）氧化物化学键为极性共价键（混合键）,表5-4 氧化物的键性与玻璃形成能力,氧化物,配位数,结果类型,键的离子性,形成玻璃能力,SO,2,B,2,O,3,SiO,2,GeO,2,Al,2,O,2,MgO,Na,2,O,4,3或4,4,4,4或6,4或6,6或8,分子结构,层状结构,三维空间结构,三维空间结构,刚玉型结构,NaCl型结构,CaF,2,型结构,20,42,50,55,60,70,80,不能形成玻璃,形成玻璃,形成稳定玻璃,形成稳定玻璃,难成玻璃,不能形成玻璃,不能形成玻璃,5.5.1,釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,（D）熔体结构,熔体中阳离子团聚合程度大，形成玻璃倾向大，因高聚合的阳离子团难以位移和重排，,结晶激活能大，不易组成晶体，阳离子团的对称性低，也容易形成玻璃玻璃。,熔点粘度大的熔体易形成玻璃。,5.5.1,釉配方的网络化学基础,（一）网络形成剂的特征,特征：,单键强度,Na,2,O,K,2,O,Li,2,O,在无铅釉中使用可使釉的热膨胀系数降低，光泽度,高，强度和耐酸性有一定的提高。,Na,2,O,降低弹性和抗张强度，提高热膨胀系数，光泽度差。,K,2,O,常由钾长石引入，比钠长石熔融温度范围宽，粘度大，,其他性能都优于钠长石，但用量也不能太大。,（6）ZnO,少量（2左右）降低成熟温度，加宽成熟范围，改善釉 的,力学性能，提高釉的光泽度和白度（乳浊作用）。在结晶釉和大,红釉也有重要的作用。,5.5.2,釉中各氧化物的作用,（7）PbO,最强的熔剂。硅酸铅玻璃折射率高，光泽度高。适量的,引入与碱金属氧化物相比可以降低高温粘度，加宽熔融范围；,提高强度、光泽度和弹性；降低热膨胀系数。在低温釉中大,量使用釉的强度和热稳定性降低。,（8）B,2,O,3,强熔剂，降低釉的熔融温度，温度升高粘度降低大，有利,于釉面的铺展，提高釉玻璃的折射率（光泽度），适量加入,可以降低热膨胀系数，提高化学稳定性。过量导致釉的各种,性能变差。1000,C以上易挥发。,（9）BaO,助熔剂，少量引入可以提高釉的光泽度和力学强度，代替,CaO和ZnO能提高釉的弹性。,5.5.2,釉中各氧化物的作用,（10）SrO,助熔剂，具有BaO所有的优点。在改善坯釉适应性、提,高釉面硬度、加宽石灰釉的烧成范围等方面都有很好作用。,（11）骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等,骨灰,可提高光泽度，促进釉料分相，提高白度。,瓷粉,取代长石调节釉料，可提高釉的熔融温度，,降低釉的高温粘度。减少釉面针孔，提高白度。,乳浊剂,SnO,2,、TiO,2,、ZrO,2,、ZrSiO,4,、锑化物、磷酸盐,着色剂,Mn、Cr、Co、Fe、Ni、Cu、V、Pr 等的,氧化物、化合物或合成颜料。,5.5.2,釉中各氧化物的作用,5.5.3 釉料配方的配制原则,（1）满足制品对釉面的性能要求,日用瓷、墙地砖、卫生洁具、电瓷等。,（2）釉的成熟温度在坯的烧成范围之内,一次烧成釉，,始熔温度应高，成熟范围应宽。避免干釉和,起泡。,二次烧成釉,，生釉的粘附性要强。,（3）坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应,要求：,釉,坯,（略,小于 微正釉 受压应力）,E,釉,E,坯,（釉有较大的弹性对机械应力、热应力,的适应能力强）,（4）坯釉的化学组成相适应,坯釉的化学组成一般应有一定的差别，酸性坯配碱性釉-碱性坯配酸性釉，常用C,.,A（酸度系数CA反映坯釉的酸性程度）控制：,瓷坯C,.,A1,2,瓷釉C,.,A1.8,2.5,陶坯C,.,A1.2,1.3,陶釉C,.,A1.5,2.5,（5）合理选择原料,既要保正生产工艺性能和釉面质量，又要经济合理。,釉料对釉下彩或釉中彩不致溶解或使其变色。,选择配釉的原料时，应全面考虑其对制釉过程、釉浆性能、釉层性能的作用和影响。,5.5.3 釉料配方的配制原则,5.5.4,釉料配方的确定,（1）掌握必要的资料,（A）坯料的化学和物理性质：组成、,、加热过程的物理化学,变化、烧成温度范围和气氛等。,（B）釉的性能要求：光学、力学、电学、热学和化学稳定性等,（C）制釉原料的化学组成、纯度、细度及工艺性能。,（D）燃料种类、烧成方法和烧成气氛等。,（2）釉料配方的确定方法,（A）借助成功的经验,根据制品的种类特点，查阅资料参考成功的配方，结合可,选用原料的组成和性能，生产厂的生产工艺条件，通过计算、,调整、试验、性能测试等环节，最后得出各方面性能满意同时,又经济合理的最优配方。,（B）借助三元系统相图,相图特点,：只考虑三组分，缓慢升温的平衡过程。,釉的特点,：多组分系统，快速升温的非平衡过程。,成份接近时有釉的的指导意义。,（C）利用釉的组成温度图,P,175,图33,a,b,c,1,4,1,5,1,6,Al,2,O,3,SiO,2,1,:,20,2.5,2.0,1.5,1.0,0.5,3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13,1,:,10,Al,2,O,3,/SiO,2,该图对应釉式 0.3R,2,O,0.7RO,nAl,2,O,3,mSiO,2,其中：,R,2,OK,2,O+Na,2,O ROCaO+MgO,例如：图中a、b、c 三点，成熟温度均为1300,C，釉式如下：,点a：,0.3R,2,O,0.7RO,2.04Al,2,O,3,10.20SiO,2,点b：,0.3R,2,O,0.7RO,1.85Al,2,O,3,11.10SiO,2,点c：,0.3R,2,O,0.7RO,1.71Al,2,O,3,12.0SiO,2,（D）参考测温锥的组成进行配方,每一个标号的测温锥都有确定的组成。SK7起熔剂不变，铝硅比不变，氧化铝每锥号增加0.1(4),0.2(4)0.3(3)。某标定温度组成的锥料作为釉料时，该釉的烧成温度应当比标定温度高4,5个锥号。,例如：欲设计1350,C 成熟的釉，试确定参考釉式。,1350,C,锥号SK12,12（4,5,）7,8,参考SK7、SK8的组成,SK7：,0.3K,2,O,0.7CaO,0.7Al,2,O,3,7.0SiO,2,SK8：,0.3K,2,O,0.7CaO,0.8Al,2,O,3,8.0SiO,2,5.5.5,试验方案的设计,（1）变更釉料的一个组分,为了使釉的某一性能符合一定的要求（坯料或制品），而,该性能主要与一个组分有关时。,例如：初步拟订1000,C烧成的釉配方如下：,0.1Na,2,O,0.3CaO,0.6PbO,0.2Al,2,O,3,1.6SiO,2,调节坯釉适应性只需调整,SiO,2,的含量,1.6,0.2,得两个配方,0.1Na,2,O,0.3CaO,0.6PbO,0.2Al,2,O,3,1.4SiO,2,0.1Na,2,O,0.3CaO,0.6PbO,0.2Al,2,O,3,1.8SiO,2,（A）（B）,1）分别将A和B制成等细度、等密度两种釉浆。,2）将两种釉浆按一定比例（比如下图）调制成一组只有SiO,2,不同的釉料。,1#配方：100A SiO,2,1.4,2#配方：87.5A+12.5B SiO,2,1.425,5#配方：50A+50B SiO,2,1.5,7#配方：25A+75B SiO,2,1.55,1 2 3 4 5 6 7 8 9,B,1.6,A,SiO,2,1.4,3）9种釉料施在同一种坯料试片上1000,C下试烧，选优。,（2）变更釉料的两个组分,四角配料法,例如：初步拟订1390,C烧成的釉配方如下：,0.3K,2,O,0.7CaO,1.5Al,2,O,3,8.0SiO,2,通过变更SiO,2,和 Al,2,O,3,的含量选优。,SiO,2：,8.0,4,（4，12）Al,2,O,3,：1.5,1,（0.5，2.5）,0.3K,2,O,0.7CaO,2.5Al,2,O,3,12.0SiO,2,0.3K,2,O,0.7CaO,2.5Al,2,O,3,4.0SiO,2,0.3K,2,O,0.7CaO,0.5Al,2,O,3,4.0SiO,2,（A）,0.3K,2,O,0.7CaO,0.5Al,2,O,3,12,.0SiO,2,（B）,（C）,（D）,等密度、等细度四种调配得一组（25个）试烧选优。,SiO,2,Al,2,O,3,4 6 8 10 12,2.5,2.0,1.5,1.0,0.5,1,10,3,4,5,7,8,6,9,2,23,19,20,15,14,13,12,11,24,25,17,21,16,22,18,A,B,D,C,四种釉料等密度、等细度按上图调配得一组（25个）,釉料试烧选优。,配方 6 组成：75C+25A,Al,2,O,3,75,2.5+25,0.5,2.0 SiO,2,4.0,釉式：,0.3K,2,O,0.7CaO,2.0Al,2,O,3,4.0SiO,2,同理配方10组成：75D+25B,釉式：,0.3K,2,O,0.7CaO,2.0Al,2,O,3,12.0SiO,2,配方8组成：（50,6,#,）,+,（,50,10,#,）,釉式：,0.3K,2,O,0.7CaO,2.0Al,2,O,3,8.0SiO,2,按照数学的方法把四角配料图看成平面直角坐标系读数即可。,（3）变动釉料的三个组分,三角配料法,为了得到性能优异的釉料通常需要同时调整三个组分,例如：基础釉配方如下：,为了考察不同熔剂的作用效果分别以,0.3mol,的BaO和,MgO取代CaO得到B和C两种釉。,0.3K,2,O,0.7CaO,0.6Al,2,O,3,3.8SiO,2,（A）,0.3K,2,O,0.4CaO,0.3BaO,0.6Al,2,O,3,3.8SiO,2,（B）,0.3K,2,O,0.4CaO,0.3MgO,0.6Al,2,O,3,3.8SiO,2,（C）,1,2,3,5,4,6,10,9,8,7,15,11,12,13,14,A,B,C,25,50,75,100,利用三角配量法A、B、C三组分，同密度、同细度按比例,调制（参考下图），得到一组（15个）配方，试烧选优。,各个点的配方计算同三元相图,4,#,：50,A+50,B,0.3K,2,O,0.55CaO,0.15BaO,0.6Al,2,O,3,3.8SiO,2,5,#：,50,4,#,+50,6,#,0.3K,2,O,0.55CaO,0.075MgO,0.075BaO,同上,（4）正交实验设计,四个以上组分,（因素）,调整,在参考资料较少的情况下采用正交实验方法可以减少实验次,数，找到各因子之间 的内在关系，获得最佳因子组合（配方）。,正交实验设计,利用规格化的,正交表,来安排实验的多因素,优选设计方案。,正交表：,正交表通常用L来表示，不同因素和水平的正交表有不同的表示数值。例如 L,8,(2,7,)表示可以安排7个因素，每个因素有2种水平，共做8次实验的正交表。,正交表的纵列数，指最多可安排的因素个数,L,9,(3,4,),正交表的代号,正交表的横行数也表示实验个数,正交表的水平数,符号,L,9,(3,4,)代表的正交表如下表（,列号,）表示实验欲确定的,因素,（4个），表中数字分别是各因素的变化,水平,（3个），实验号是,由,各因素不同水平均衡组合（非全部）,得到的实验编号。,因素：,原料、参数。,水平：,因素范围。,例如：,试验釉料配方,一般以石英、长石、,石灰石、滑石或其它,熔剂性原料为因素取,4个。每种在常用范,围取3个水平，试验,选优。,实例：,某1300,C成熟釉料参考配方如下：,石英 粘土 石灰石 滑石 长石 ZnO,20 10 12 3 55 2,石英和粘土固定不变，利用正交实验法确定各熔剂性,原料的最佳用量。,解：,显然为4个因素，每个因素取3个水平为宜,因素,水平1,水平2,水平3,长石,52,54,56,石灰石,10,12,14,滑石,2,3,4,ZnO,1,2,3,正交表符号为,L,9,(3,4,),需要做9个实验。,正交表如下：,长石,石灰石,滑石,ZnO,1#,52,10,2,1,2#,52,12,3,2,3#,52,14,4,3,4#,54,10,3,3,5#,54,12,4,1,6#,54,14,2,2,7#,56,10,4,2,8#,56,12,2,3,9#,56,14,3,1,通过以上9个代表性实验选优,5.6.1,釉式的计算,(一)由釉料的化学组成（wt%）计算釉式（步骤）,（1）计算各氧化物的相对mol数；,教材第一步可省略,（2）以碱性氧化物的mol数之和分别除各氧化物的mol数；,（3）将（2）的计算结果按釉式要求排列即可。,例,某釉料的化学组成如下：,P,177,例1,组成 SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO K,2,O Na,2,O ZnO灼减 合计,Wt 69.19 14.63 0.12 0.79 3.43 6.32 1.68 1.5 1.96 100,解：,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,K,2,O,Na,2,O,ZnO,(1),1.1512,0.1436,0.0008,0.0141,0.0853,0.0672,0.0271,0.0184,(2),5.423,0.677,0.004,0.066,0.402,0.317,0.128,0.087,5.6 釉料配方计算,0.317K,2,O,0.128Na,2,O 0.677Al,2,O,3,0.066CaO 5.423SiO,2,0.402MgO 0.004 Fe,2,O,3,0.087ZnO,釉式：,(二)由配方（原料配料量）计算釉式 （步骤）,（1）将配方根据各原料的化学组成和质量分数换算成为化学,组成；,（2）按1.1方法计算。,例2 P,178,看书,5.6 釉料配方计算,5.6.2,生料釉配方的计算（步骤）,知釉式矿物原料（按理论组成计算）逐项平衡法,（1）用长石 平衡,K,2,O、Na,2,O 的含量，同时平衡部分Al,2,O,3,和 SiO,2,；,（2）用粘土（高岭土）平衡剩余的Al,2,O,3,，同时再平衡部分 SiO,2,；,（3）用滑石平衡MgO，同时再平衡部分 SiO,2,；,（4）用石英平衡剩余的 SiO,2,；,（5）用化工原料平衡剩余的氧化物。,例如：,已知某长石质瓷的釉料，其釉式为：,0.486K,2,O,0.449MgO 0.667Al,2,O,3,6.6921SiO,2,0.065ZnO,试用钾长石、高岭土、石英、氧化锌、滑石这五种 原料进行配料。,解：,（1）,根据釉式计算各原料的mol数,（见表）,（2）,根据各原料的mol数计算配料量（见表）,5.6.3,熔块配方的计算,（A）制备熔块的原因：,配制低温釉必须引入含有铅、硼的氧化物,或化合物，而这些物质大多是有毒或溶于水的，直接使用可,能导致工人中毒或坯釉化学组成发生变化。,此外经过一次熔制后，,使难熔原料变得易熔，使釉料均匀釉面质量提高。,（B）配制熔块的原则,（1）(RO,2,+R,2,O,3,)/(R,2,O+RO)=1:13:1 保证适当的融化温度；,（2）Al,2,O,3,0.2mol 否则高温粘度大，熔化困难不易均匀，且熔化温度较高，会导致碱性物的挥发损失大。,（3）（R,2,O/RO）2，因硼盐的溶解度较大，提高氧化硅含量可降低其溶解度。,（,5）所有的溶于水的化合物都加入熔块,。,（C）熔块产率的计算,熔块制备过程中由于组成中的挥发成份的挥发，生产过,程的各种损耗，产物与配料量的比值（产率）100。,（D）熔块配料量的计算,计算方法与生料釉的计算方法完全相同。P,181,例4,5.6.4,熔块釉配方的计算,粘土、ZnO,石灰石等,熔块釉,生料,95 左右 全熔块釉,3085半熔块釉,熔块,+,例5 已知：熔块的实验式和欲制熔块釉的釉式。,求：熔块釉的配方。,解：此时应该把熔块看成一种原料，其它与,例3、例4相同,。见P,182184,例6：,已知各种原料的化学组成，欲求一釉式（含铅、硼）的,釉的配方。,全部采用例5的数据。,解,：1）分析釉的组成，含铅、硼必须采用熔块釉。,2）按釉式和原料组成计算各原料的配比,3）确定熔块的配方,例5中熔块釉式不符合配制规则4。,4）计算熔块的釉式和,“,mol量,”,，用熔块规则检验是否合理。,5）计算熔块的料方。（熔制熔块用）,6）把熔块当做一种原料进行配方计算。例3、例4,釉的组成,原料组成,PbO,K,2,O,Na,2,O,CaO,Al,2,O,3,B,2,O,3,SiO,2,0.4000,0.1000,0.2500,0.2500,0.2000,0.5000,1.0000,钾长石,K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,0.1000余量,0.4000,0.1000,0,0.2500,0.2500,0.1000,0.1000,0.5000,0.6000,0.4000,高岭土Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O0.1000,余量,0.4000,0.2500,0.2500,0.1000,0,0.5000,0.2000,铅丹Pb,3,O,4,0.4000,1,/3,余量,0.4000,0,0.2500,0.2500,0.5000,0.2000,硼砂Na,2,O2B,2,O,3,10H,2,O0.2500,余量,0.2500,0,0.2500,0.5000,0,0.2000,碳酸钙（CaCO,3,）0.2500,余量,0.2500,0,0.2000,石英（SiO,2,）0.2000,0.2000,0,初步确定熔块组成：,生料：0.04mol高岭土、0.100mol碳酸钙。,其余为熔块则釉式为：,转换成为标准釉式：,0.9200SiO,2,0.1000K,2,O,0.2500Na,2,O,0.1500CaO,0.4000PbO,0.1600 Al,2,O,3,0.5000,B,2,O,3,0.1111K,2,O,0.2778Na,2,O,0.1667CaO,0.4444PbO,1.0222SiO,2,0.1778Al,2,O,3,0.5556,B,2,O,3,用熔块规则检验：1）,(RO,2,+R,2,O,3,)/(R,2,O+RO)=1.75,1,2,）Al,2,O,3,0.178,0.2mol,3）（R,2,O/RO）0.42,根据熔块组成计算熔块配料wt；,计算熔块釉配料wt。,5.6.4,釉料配方的计算机辅助计算,景德镇陶瓷学院已经完成有关软件的设计。,习 题,分别论述,Al,2,O,3,和SiO,2,、RO及R,2,O对釉料成熟温度、高温粘度和热膨胀系数的影响。,何为乳浊釉？能够作为乳浊剂的物质有哪些？影响乳浊效果的因素有哪些？,