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陶瓷坯釉配方优化方法

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　　1、优化方法简介
     为了使某些目标达到最好的结果，就要找出使此目标达到最优的有关因素（或变量）的某些值（通常称为最优点、最优解或近似最优解）。这类问题在数学上称为最优化问题。
     在工程设计、科学研究、经济管理等领域中，可以提出下面一类非常广泛的问题，在约束
     h1(X)=0 I=1, 2, 3,…… m (1)
     g1(X)≥0 j=1, 2, 3,……p (2)
     条件下，求函数f (X)的极小值。其中X∈En，式（1）称为等式约束，式（2）称为不等约束，f(X)秒为目标函数，这类问题称为非线性规划问题。一般的非线性规划问题也可以效地转化成无约束规则问题。
     陶瓷坯釉配方所使用的原料种类较多，各种原料的矿物组成及化学组成也比较复杂。在配方计算中，要使坯或釉的化学组成或某些性能满足预定要求，又要使某些原料的用量在一定的范围以内，因此，这类计算基本上属多变量的非线性规划问题。在釉配方计算中，如果只满足某些性能要求，不限制各种原料的用量，则属于无约束规则问题。
     求解无约束优化和约束优化的计算方法很多，本文选择了复合形法、网格法（以上属约束优化）和单纯形法（无约束优化）。兹就其优化原理简述如下：
     （1）复合形法
     本方法用于求解具有不等式约束的多变量（一般在20以内）的优化设计问题。它是非线性约束的几维设计空间内，取2n个顶点构成复形，然后对复形的各顶点函数值逐一进行比较，不断地丢掉最坏点，代之以既能使目标函数有所改善，又满足约束条件的新点，逐步调向最优点。
     （2）网格法
     网格法又称为连续变量法、等距离法，用于求解约束非线性规则问题，即求多元函数的约束极小值。
     网格法是一种直接法，对函数无特殊要求。网格法就是在估计的区域内打网格，在网格点上求目标函数与约束函数之值。对满足约束函数的点，再比较其目标函数值的大小，从中选择小者，并把该网格点作为一次迭代的结果，然后在求出的点的附近将分点加密，再打网格，并重复前述计算与比较，直到网格的最大间距或目标函数小于预定值时，则终止计算。
     （3）单纯形法
     本方法用于求几元函数的无约束极小值。它是对几维空间的n+1个点（它们构成一个初始单纯形）上的函数值进行比较，去掉其中函数值最大的点，代之以新的点，从而构成一个新的单纯形，这样，通过迭代逐步逼近极小点。
     2、坯料配方优化设计的数学模型
     在坯料配方的优化设计中，考虑到瓷坯的性能指标，工艺参数等受工艺过程的影响很大，而且不可能建立相关的表达式，因此，不能直接以其性能指标作为优化参数，只能根据瓷坯化学组成与性能的关系，通过对瓷坯化学成分含量的控制，达到控制其性能指标的目的。
     （1）已知条件
     a.使用原料的种类及各种原料的化学组成、物理的和化学的特性。
     b.根据产品性能的要求而提出的配料中化学组成要求。例如，对于铝质电瓷，为提高其机械强度，Al2O3含量应在40%以上，相应地由此可确定矾土的大致加入量。
     c.根据工艺要求确定主要影响工艺条件的原料（如粘土）的加入量范围。
     （2）数学模型
     a.确定设计变量X（I），I=1，2，3……N
     X（I）为各种原料加入量的百分数（不含I .L），N为原料的种数。
     b.各种约束
     ①化学组成要求
     设瓷坯中对Fe2O3、MgO+CaO、TiO2的百分含量必须限制在一定范围内，则可建立约束方程：

    式中：Q（I，5）、Q（I，6）、Q（I，7）、Q（I，8）--分别为各种原料中MgO 、Fe2O3、CaO、TiO2的百分含量；
     SS（5）、SS（6）、SS（7）、SS（8）--分别为瓷坯中上述四种氧化物的最大限制百分含量。
     ②工艺要求
     根据工艺要求提出的各种原料的大致加入量，可建立边界方程：
     LX（I）≤X（I）≤HX（I）
     式中：LX（I）--各原料加入量的下限；
     HX（I）--各原料加入量的上限。
     c.目标函数
     设为满足瓷坯的性能要求，其化学组成中SiO2、Al2O3、K2O、Na2O要严加控制，由此可建立目标函数。

式中：Q（I，1）、Q （I，2）、Q（I，3）、Q（I，4）--分别为各原料中SiO2、Al2O3、Na2O、K2O的百分含量；
     SS（1）、SS（2）、SS（3）、SS（4）--分别为瓷坯要求上述四种氧化物百分含量。
     3、釉料配方优化设计的数学模型
     在釉料配方的优化设计中，考虑到釉具有玻璃体的性质，其主要性能可通过较明确的数学表达式求得，因此可直接选取几种较重要的釉性能作为优化参数，建立目标函数。
     （1）已知条件
     使用原料的种类及各种原料的化学组成；主要的釉性能指标；用复合形法时提供釉的化学组成范围或原料控制使用范围。
     （2）约束条件
     用复合形法时，设以釉的化学组成控制范围作为约束条件，则约束方程为：
     LFQ（I）≤FQ（I）≤HFQ（I）
     式中：LFQ（I）――釉料中各化学组成的控制下限；
     HFQ（I）――釉料中各化学组成的控制上限；
     FQ（I）――各化学组成的计算机
     （3）目标函数
     以某种电瓷釉为例，设选取釉的熔融温度、热膨胀系数、表面强力为优化参数，则建立目标函数为：
     minF=∣FM1-TM∣+(FM2-AL)2+∣FM3-S1G∣
     式中：FM1、FM2、FM3――分别为熔融温度、热膨胀系数和表面张力的计算值；
     TM、AL、S1G――分别为上述三个的控制值。
     4、源程序说明
     本文分别以复合形法和网格法编制了坯料配方计算的计算机程序二套，以复合形法和单纯形法编制了釉料配方计算的计算机程序二套，所有程序均使用FORTRAN语言，这些程序有以下特点：
     （1）采用模块结构，易于编排和移植，且层次清楚，调节灵活。
     （2）主要原始数据如原料的化学组成、坯或釉的化学组成控制范围、釉性能的计算系数、和原料的控制用量的上下限等编入到数据文件中，调试程序或更换原始时都很方便。
     （3）对于同一组原始数据，当输入的初始点（第一顶点或网络划分数）数值不同时，可以产生多组满足要求的配料比，这对于进一步确定试验方案、比较配料成本都是很有益的，手工计算时很难做一这一点。
     5、坯料配方运行实例
     （1）各原料的化学组成见表1
     （2）瓷坯要求的化学组成见表2
     （3）原料使用控制范围见表3
     （4）计算结果
     a.原料配比（含I.L时）见表4
     b.瓷坯化学组成（不含I.L时）见表5
     6、釉料配方运行实例
     （1）原料的化学组成见表6
     （2）釉性能要求
     熔融温度：1280℃
     热膨胀系数：55×10－71／℃
     表面张力：370dyn/cm
     （3）釉料化学组成控制范围见表7
     （4）计算结果
     a.原料配比（含I.L时）见表8
     b.釉的化学组成（不含I.L时）见表9
     c.釉性能见表10

 表1 各原料的化学组成

原料
代号

组成
SiO2
Al2O3
Na2O
K2O
MgO
CaO
Fe2O3
TiO2
％
38.0
55.0
4.50
1.50
<1.20
<2.0
表3    原料使用控制范围

原料代号
用复合形法计算时
用网格法计算时
下限
上限
下限
上限
1
0.05
1
0.1
0.2
2
0.05
1
0.05
0.15
3
0.08
0.12
0.05
0.16
4
0.4
0.44
0.4
0.45
5
0
1
0.2
0.3
 表4    原料配比

原料代号
1
2
3
4
5
用复合形法计算
1
9.81
15.27
11.73
39.80
23.50
2
20.15
5.54
10.18
39.64
24.54
用网格法计算
1
16.11
4.74
12.32
40.76
26.06
2
12.02
4.75
15.20
41.14
26.89
 表5    瓷坯化学组成

组分
SiO2
Al2O3
Na2O
K2O
MgO
CaO
Fe2O3
TiO2
复合形法1
38.00
55.00
1.33
3.17
0.10
0.33
1.03
0.94
复合形法2
38.00
55.00
1.25
3.25
0.10
0.30
0.99
0.91
网格法1
37.99
55.18
1.24
3.20
0.09
0.34
1.01
0.97
网格法2
37.86
54.99
1.23
3.08
0.09
0.38
1.02
1.03
 表6    原料的化学组成

原料
代号
SiO2
Al2O3
0Na2O
K2O
MgO
Fe2O3
CaO
Cr2O3
MnO2
I.L
1
98.20
0
0
0
0
0.09
0
0
0
0
2
66.82
17.79
2.16
12.92
0.04
0.12
0.33
0
0
0.16
3
51.40
1.06
0.70
1.02
32.47
0.24
1.06
0
0
11.89
4
1.07
0.44
0.10
0.23
0
1.08
54.54
0
0
43.30
5
48.76
35.88
0
0.80
0.20
0.90
0.501
0
0
13.38
6
39.37
45.00
0
0
0
0.76
0.63
0
0
13.97
7
55.30
28.82
0.19
2.64
1.31
1.95
0.85
0
0
8.49
 表7    釉料化学组成控制范围

氧化物
SiO2
Al2O3
Na2O
K2O
MgO
Fe2O3
CaO
Cr2O3
MnO2
％
40－80
10－20
0.5-10
0-15
0.5-10
0-5
1-12
0-8
0-8
 表8    原料配比

原料代号
1
2
3
4
5
6
7
用复合形法计算
27.58
26.54
8.84
13.10
7.00
1.50
15.44
用单纯形法计算
30.66
29.80
9.85
13.06
2.76
11.80
2.08
 表9    釉的化学组成

氧化物
SiO2
Al2O3
Na2O
K2O
MgO
Fe2O3
CaO
Cr2O3
MnO2
复法
68.12
13.91
0.74
4.39
3.43
0.66
8.37
0
0
单法
68.24
14.00
0.79
4.40
3.60
0.43
8.14
0
0
 表10    釉性能

性能名称
单位
用复合形法计算
用单纯形法计算
熔融温度
℃
1279.9
1280.0
热膨胀系数
1/℃
55.19×10-7
55.0×10-7
表面张力
dyn/cm
370.0
370.0
弹性模量
kgf/mm2
7959.3
8007.4
抗张强度
kgf/mm2
8.59
8.45
抗压强度
kgf/mm2
103.8
104.0
平均热容
kCal/℃
0.3856
0.3865
导热系数
Kcal/cm•s•℃
2.417×10-5
2.436×10-5
热稳定性系数

0.980
0.929
密度
g/cm3
2.495
2.490

制造陶瓷色料的原料(6)

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名称
分子式
分子量
比重
熔点℃
融液中的氧化物
分子量
换算因数
得到的颜色
氧化锰（软锰矿）
MnO2
86.93
5.0
535分解
MnO
71
0.817
不溶性
坯体以及釉的红、黄、褐、紫或黑色色料在SK之前稳定
过锰酸钾
KmnO4
158.03
2.7
240以下分解
K2O MnO
94.2
71
0.298
0.45
水溶性
坯体以及釉的红、黄、褐、紫或黑色色料在SK之前稳定
二碱磷酸锰
MnHPO4﹒3H2O
205.01

MnO P2O5
71
142
0.346
0.346

磷酸锰
MnPO4﹒H2O
167.97

MnO P2O5
71
142
0.423
0.423
硫酸锰
MnSO4﹒4H2O
223.05
2.107

MnO
71
0.3185
磷酸钕
NdPO4
239.24

Nd2O3 P2O5
336.54
141.95
0.703
0.297
氧化镍
NiO
74.69
6.6~7.5
2090
NiO
74.7
1.0
根据釉的组成，可得到蓝、绿、灰、褐、黄色
过氧化镍
Ni2O3
165.38

600分解
NiO
74.7
0.903

制造陶瓷色料的原料(5)

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名称
分子式
分子量
比重
熔点℃
融液中的氧化物
分子量
换算因数
得到的颜色
金
Au
197.20
19.3
1063

用于釉上。一般是使之悬浊使用
氧化金
AuCl3
303.57
3.9
254分解

使之沉淀作为金属金使用。若和氯化锡共用，可以得到卡修斯紫金
氧化铁
FeO
71.84
5.7
1420
Fe2O3
160
1.11
一般成为色料的不纯物
三氧化二铁
Fe2O3
159.68
5.2
1565
Fe2O3
160
1.0
使砖、其它坯体的颜色成为红、褐、黄色
四氧化 三铁
Fe3O4
231.52
5.2
1538分解
Fe2O3
160
0.035

重铬酸化二铁
Fe2(Cr2O7)3
759.74

Fe2O3 Cr2O3
160
152
0.210
0.600
褐色釉下色料，单独或怀氧化锰、锌白共用。与氧化钴并用，为黑色釉下色料

制造陶瓷色料的原料(4)

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名称
分子式
分子量
比重
熔点℃
融液中的氧化物
分子量
换算因数
得到的颜色
铬酸钴
CoCrO4
174.95

分解
CoO Cr2O3
75
152
0.429
0.434
和Al2O3、ZnO为特殊的艳蓝色及艳绿色
硝酸钴
Co(NO3)2﹒6H2O
291

CoO
75
0.257

硫酸钴
CoSO4﹒7H2O
281.11
2
97
CoO
75
0.263
水溶性蓝色坯体着色剂。有时用于喷彩
无水硫酸钴
CoSO4
155.00
3.7
981
CoO
75
0.484
钴酸锂
LiCoO2
97.88

Li2O CoO
30
75
0.153
0.765
具有蓝色着色剂和溶剂的两种作用
氧化铜（黑色氧化铜）
CuO
79.57
6.4
1026分解
CuO
80
1
氧化焰。土耳其绿—绿。易受碱含量、种类碱土金属化合物和Al2O3、B2O3含量的影响。还原焰时为红及紫色
碳酸铜
CuCO3﹒Cu(OH)2
221.17
4
200分解
CuO
80
0.725
硫酸铜
CuSO4﹒5H2O
249.71
2.3
110分解
CuO
80
0.320
水溶性
无水硫酸铜
CuSO4
159.63
3.6
200
CuO
80
0.500
水溶性

制造陶瓷色料的原料(3)

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名称
分子式
分子量
比重
熔点℃
融液中的氧化物
分子量
换算因数
得到的颜色
铬酸铅
PbCrO4
323.22
6.1~6.3
844
PbO Cr2O3
223.0
152.0
0.69
0.235
在酸性溶剂中为铬黄在碱性熔剂中为红色不透明。和锡合用制成粉红色
铬酸锶
SrCrO4
203.64
3.9

SrO Cr2O3
103.6
152.0
0.509
0.373
铬黄
铬酸锌
ZnCrO4
181.39

ZnO Cr2O3
81.33
152.02
0.449
0.419

磷酸铬
Cr(PO4) 2H2O
183.06
2.42

Cr2O3 P2O5
152.02
141.95
0.415
0.388

氧化钴 （钴黑）
Co2O3﹒CoO
240.82
6
900分解
CoO
75
0.934
坯体、釉下、色釉为蓝色。添加极少的量即可，只要是氧化气氛，不会因烧成温度引起色调的变化
氧化钴（灰）
CoO
75

CoO
75
1
碳酸钴
CoCO3
118.95
4
分解
CoO
75
0.630
氯化钴
CoCL﹒6H2O
238

CoO
75
0.316

制造陶瓷色料的原料(2)

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名称
分子式
分子量
比重
熔点℃
融液中的氧化物
分子量
换算因数
得到的颜色
氧化铈（纯）商品
CeO2CeO2﹒xH2O
172.13
7.3
1950
CeO2
172.13
1

氧化铬
Cr2O3
152.02
5.2
1990
Cr2O3
152.02
1
无锌、镁、锡，只有极少的铅时，呈绿色。由于锡、钙、硅石的存在为粉红色，和锌合用为褐色——条件不同为红色。含有大量铅时为黄色
重铬酸钾
K2Cr2O7
294.21
2.7
398 500分解
K2O Cr2O3
94.2
152.0
0.32 0.517
铬酸钾
K2CrO4
194.20
2.7
968
K2O Cr2O3
94.2
152.0
0.485 0.39
重铬酸钠
Na2Cr2O7﹒ 2H2O
298.05
2.5
-2H2O100 320 400
分解
Na2O Cr2O3
62.0
152.0
0.208 0.510
铬酸钠
Na2CrO4
162.00
2.7

Na2O Cr2O3
62.0
152.0
0.383 0.469
重铬酸铵
(NH4)2Cr2O7
252.10
2.2
分解
Cr2O3
152.0
0.603
铬酸钡
BaCrO4
253.37
4.5
约1000分解
BaO Cr2O3
153.4
152.0
0.605 0.3
铬黄，一般用于釉上和色釉

制造陶瓷色料的原料(8)

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名称
分子式
分子量
比重
熔点℃
融液中的氧化物
分子量
换算因数
得到的颜色
银
Ag
107.88
10.5
960

金属装饰用（变色）；黄色用石灰或锌带褐色。和硼酸为灰色还原金属彩釉
氧化银
Ag2O
231.76
7.1
300分解
Ag
108
0.931
碳酸银
Ag2CO3
275.77
6.1
218分解
Ag
108
0.783
珍珠光泽着色剂，光泽及虹彩釉
氯化银
AgCl
143.34
5.6
455
Ag
108
0.755
黄色，卡修斯紫金，电光彩
硫磺
S
32.06
2.0
约120

用硫化镉和硒为红色，易出缺陷。有时成为不纯物
氧化锡
SnO2
150.70
6.6~6.9
1127分解
SnO2
151
1
用铬酸盐和石灰为粉红色及米黄色和钒化合物为黄色和氧化金合用为卡修斯紫金
氧化钛（金红石）
TiO2
79.90
3.8~4.2
1640分解
TiO2
80
1
只能用氧化气氛，由鲜奶油色到暗象牙色还原为灰色极少情况下为蓝色
氧化钨
WO3
231.92
7.2
1473
WO3
232
1

制造陶瓷色料的原料(7)

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名称
分子式
分子量
比重
熔点℃
融液中的氧化物
分子量
换算因数
得到的颜色
硫酸镍
NiSO4
NiSO4﹒6H2O
NiSO4﹒7H2O
154.75 262.85 280.86
3.4~3.7 2.0
1.9
840分解
分解
分解
NiO
NiO
NiO
74.7
74.7
74.7
0.483
水溶性
钯
Pd
106.7

1551.5

用于装饰金属
铂
Pt
195.23
21.5
1773

用于装饰金属虹彩釉
磷酸钠
PrPO4
235.89

Pr2O3 P2O5
329.84 141.95
0.699 0.301

硒
Se
78.96
4.2~4.8
217

亚硒酸钠
Na2O﹒SeO2﹒5H2O
236.04

Na2O
Se
62
79
0.236 0.300
和硫化镉并用为红色
硒酸钠
Na2O﹒SeO3
188.95
3.0

Na2O
Se
62
79
0.328 0.418
亚硒酸钡
BaO﹒SeO2
280.32
4.7
分解
BaO
Se
153
79
0.546 0.282

制造陶瓷色料的原料(9)

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名称
分子式
分子量
比重
熔点℃
融液中的氧化物
分子量
换算因数
得到的颜色
钨酸
HWO4
249.94
5.5
-1/2H2O,100
WO3

0.928
黄色或者蓝色，条件不同，很易变化
氧化铀类二氧化铀
UO2
270.07
10.3
2176
UO2
270
1
黑，褐色
无水铀
U3O8
842.21
7.3
分解
UO2
270
0.926
黑、褐色、灰色或者黄、红色
三氧化铀
UO3
286.07
7.3
分解
UO2
270
0.944
绿或黄色
铀酸钠
Na2U2O7
634.122

Na2O
UO2
62
270
0.098 0.852
柿红基本上利用此形
五氧化二钒
V2O5
181.09
3.4
690
V2O5
182
1
和氧化锡合用为黄色。使用前两种成分都用SK04～14煅烧。和氧化铀合用在SK9之前 为稳定的绿色或必蓝的绿色。用氧化锆和硅石在SK12之前为蓝或绿色。

欧洲陶瓷釉料新技术概况

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　　欧洲是当今高档建筑卫生陶瓷产品生产最发达的地区，其中以意大利和西班牙为建筑卫生陶瓷工业的领头羊。欧洲的建筑卫生陶瓷工业在实现自动化与机械化的同时，在坯料与釉料制备方面颇具技术实力与开发能力。估计要领先其它国家20年～30年左右的距离。欧洲建筑卫生陶瓷业非常注重采用先进的釉料技术，拥有一大批著名的专业性很强的陶瓷釉料和陶瓷熔块、色料公司。诸如，人们所悉知的英国魏基伍德公司与道顿公司，德国的迪高沙与凯勒公司，意大利的海马与西斯特勒公司，西班牙亚卡迪和欧莱等专业化公司等现代陶瓷学包括了现代矿物学，物理学（如可塑机理，流体力学），化学（分子学、分子运动学），机械动力学，微观结构学与高温化学（热力学）等广泛的内容。它们是发展陶瓷的基础理论和技术指导。只有在基础研究领先才能保持陶瓷产品的时时新颖与丰富多样，其中尤以陶瓷釉料研究最引人注目。
　　欧洲国家使用的釉料产品类别与用途分类如下：１、铅釉和无铅釉；２、生料釉与熔块釉；３、一次烧成或二次烧成用釉；４、瓷砖，餐具，卫生陶瓷与电磁用釉；５、按施釉方法划分的侵釉，喷釉，浇釉；６、高温釉和低温釉；７、高膨胀釉和低膨胀釉；８、烧成气氛氧化焰，中性焰和还原焰；９、颜色釉与无色釉；１０、透明釉与乳浊釉；１１、光泽釉，无光釉，半无光釉或花纹釉；等等。以上分类强调了釉料的复杂本质及与其他因素相互间关系。诸如包括釉料的化学成分，配料成分，产品用途，成瓷后的化学物理特性。有的表明了其工艺方法及釉面的外观表象，以及将来建筑卫生陶瓷用釉料的发展指向。现择其概要简介如下：
　　１、 铅釉与无铅釉。在英国生产与使用的铅釉配方中，铅的来源出自偏硅酸铅或硼硅酸铅熔块。在实际生产中典型的偏硅酸铅配方组成为：（塞格尔式）1.00氧化铅，0.10三氧化二铝，1.89二氧化硅，重量：氧化铅64％，氧化铝３％，二氧化硅33％。可使釉产生最低溶解度。如果增加碱性氧化物和氧化硼的含量，可导致熔块中铅溶解度的增加。在荷兰等国并无铅溶解度的限制规定，他们使用低熔融或高溶解的硅酸铅及硼酸铅熔块釉。铅釉与无铅釉的差别牵涉到产品的质量问题。不过在高于1150度时，铅均明显挥发。而高于此温度界限时，则通常不再使用铅釉。在英国无铅釉指氧化铅含量少于１％的重量的种类。随着环境保护要求越发严格，近年来欧洲建陶工业已经逐步转向统统使用无铅釉料、无铅熔剂与无铅色料。锶釉在取代铅釉方面表现出不俗的效果。除了烧成范围宽，低烧成温度和可形成光泽釉表面外，还具有良好的耐磨性能。因此锶釉成为一种很好的无铅釉。当它与釉下色剂一起使用时，几乎看不到对色料的不利影响。但在与铬锡粉红共用时，釉内必须添加一定的氧化钙，以稳定色调质量。
　　２、 生料釉与熔块釉。由于欧洲陶瓷生料釉组成内不使用熔块，所以它们仅限于最高烧成温度大于1150度时使用。通常可用做生产硬质瓷器，玻化卫生瓷，炻器，电磁及各种低膨胀坯体的施釉。生料釉内含有矿物溶剂，如长石或霞石正长岩，外加黏土、石英、碳酸钙、白云石、氧化锌和硅酸锆作为常用原料。低膨胀生料釉还使用透锂长石作为熔剂。生料釉不会有任何形式的玻璃相，在烧成时必须经过足够时间将气体从原料组分内排出，釉熔融后可获得光滑而无气泡的釉面。因此，生料釉烧成时间要比熔块釉长。在烧成温度低于1150度时，则宜采用熔块釉料。另外在采用低温快烧工艺时，需要釉内熔块含量相宜增加。
　　３、 一次烧成釉与二次烧成釉。欧洲陶瓷企业认为，对于施釉产品来讲，一次烧成比二次烧成节能好且更经济，大幅度降低了产品成本，并有利于环境保护。一次烧成非常有利于高附加值的产品，如大件卫生洁具，或大型绝缘子。但二次烧成的主要优点是可以拣选并剔除某些有缺陷的半成品，也能生产出高质量与低成本的产品。在一次烧成工艺中，釉与坯体同时成熟，坯与釉的中间层的形成常常能够增加产品的强度。坯体的完全玻化亦很明显。在一次烧成工艺时，釉料内常含有黏结剂，既可控制水分自釉浆蒸发的速度，又控制了水分进入多孔坯的运动。釉料黏结剂起到增加干燥釉面硬度的作用。
　　４、 颜色釉与无色釉。建筑卫生陶瓷产品一般采用颜色釉进行装饰，从而使其在满足使用时也带有可资欣赏的美感，提高了产品的附加值。而无色釉的应用仅于很小的产品范围（如特殊用途瓷砖产品）。目前欧洲的建筑卫生陶瓷产品，其颜色釉均采用金属氧化物颜料制备。过渡金属的无机化合物如钒、铬、锰、铁、钴、镍和铜都是常用颜料。颜色釉的效果取决于基釉的化学组成，色料添加量，施釉厚度与均匀性，烧成时窑炉气氛。如氧化铁引入的形态通常是红色三价氧化铁，由坯体融入釉内可产生微妙的装饰效果。铁在氧化焰气氛时在陶瓷釉中能产生淡黄色，蜂蜜色，与棕色。在还原焰气氛时可以形成淡蓝灰色，绿色，蓝色或黑色；黑色氧化钴是釉料中最强烈的着色剂，当含量低于１％时，能形成鲜艳的蓝色。钴在玻璃釉基质中容易熔融并加入瓷釉结构中；氧化铬能使某些釉呈现绿色，而在其他成分的釉中可以形成红色，黄色，粉红色，或棕色；氧化镍在釉中有很宽的成色范围，可以形成棕色、绿色、深蓝色釉。当釉中含有碳酸钡时，它会形成粉红色、紫红色；二氧化锰在颜色釉中能形成黑色，但也能形成红色、粉红色与棕色；有时要取决于釉组成的碱性，含锰的高碱釉经过高温烧成后会产生淡蓝色；氧化铜配制的色釉，在氧化焰时呈现绿色，但在还原焰时则呈现红色；五氧化二钒可产生棕色或黄色，但在釉中即使用量增加也只是呈现中强度黄色。钒与锆可以制成钒锆黄，钒锆蓝等成色稳定的色釉；此外，硫化镉与硒色料可制成黄、橙黄与红釉。
　　５、 透明釉与乳浊釉。建筑卫生陶瓷普遍使用乳浊釉料，由于透明釉缺乏遮盖力，难以掩盖不洁的砖面，而环保工作又要求尽量采用低质原料制坯，因此透明釉使用范围变的更加窄了。欧洲陶瓷企业使用过的釉料乳浊剂经历了氧化锡、氧化锌、二氧化钛、磷酸盐，直到硅酸锆等过程。但氧化锡作为乳浊剂，已系成本过高，使用量越来越少。在一次大战时期，美国最先引用锆英石作为釉料乳浊剂，后来英国开始使用锆英石取代氧化锡，降低了瓷砖装饰用釉料产品成本。不过如在常规釉料内加入５％的氧化锡，可产生白里泛青的釉调；氧化锌广泛应用于锆英石釉内，可以提高白度与乳浊度。在高温卫生洁具产品釉中氧化锌具有强溶剂作用，能显著降低釉的黏度，因此目前仍有部分使用，以后也难以完全排除；将氧化钛加入釉中时，可以制成高档的白乳浊釉，已被证实是可行的配方方式。磷化合物在釉中的作用有：一，用做乳浊剂使釉不透明；二，增加釉对光的折射率，增加釉料的光泽。磷酸钙，骨灰，磷灰石均可酌情适量配入釉料内，使釉形成良好的乳浊与光亮效果。此外锂灰石，透辉石等锂化物也是很好的乳浊釉原料。
　　６、 光泽釉，半无光釉，无光釉与碎纹釉。各种釉料对于光线吸收不同，而区别为光泽釉、半无光釉、无光釉及碎纹釉品种。上述釉料均呈色丰富，釉色种类很多，仅就瓷砖釉料的发展趋势将逐渐转向半无光、无光釉系列。无光釉用成色元素不多，但釉色很丰富，已经形成高岭质无光釉、碱性无光釉、二氧化硅质无光釉种类。其中，又以钡无光釉、锌无光釉、镁无光釉为其主要代表。此外还有结晶型无光釉、锂辉石析晶型无光釉、难溶性无光釉等类型。碎纹釉是釉面生成网状龟裂纹，适宜于瓷砖装饰，最早起源于我国的碎瓷产品。后来西方国家将其用于瓷砖装饰，收到格外美的效果。由于坯釉的膨胀系数不同而发生龟裂现象，碎纹釉的配制方法有五种：如采用两种具有不同收缩率的釉，将有高收缩率的釉料施于普通釉上，烧成后上层釉龟裂可以透见下层釉；增加釉的可溶性使釉的收缩增加，如增加长石与硼酸的量；增加釉的收缩率，减少坯的收缩率；使产品急冷工艺也可生成碎纹釉；有的釉在经年放置后也能形成碎纹釉。如法国采用在普通釉料中增加二氧化硅，矾土或碱类的方法，制成碎纹釉品种。有的采用多次烧成方法以形成不同的碎纹与颜色效果。

陶瓷釉面针孔与气泡缺陷原因

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　　４．泥釉制备方面产生釉面针孔和气泡的原因如下：

　　 ４．１．泥料颗料粗，含水率又大，陈腐期短，捏练不充分，捏练时真空度不够，气孔率大，在高温时釉虽熔融，却被坯体气孔吸收而造成釉面针孔。

　　 ４．２．釉料颗粒过粗，造成釉料高温粘度大，阻碍了气体的排出，易形成釉面针孔或气泡，同时釉流动性能也差，难以填平气体排出釉面时留下来的凹坑而形成釉面针孔。

　　 ４．３．泥釉最好各进行三次除铁，以免高价铁在高温阶段反应生成气体而造成釉面针孔或气泡。

　　 ４．４．注浆泥浆也需要陈腐，因为陈腐可使粘土与电解质溶液间的离子交换进行得充分，促使粘度降低，因而泥浆的流动性和空浆性能均可改善，注浆时有利于气体的排除，否则气体被封闭在坯中，烧后便易形成釉面针孔或气泡。

　　 ４．５．釉浆过细。釉浆中细颗粒适量增多可以提高成釉速率，提高颗粒在液相中的溶解度，使颗粒相互反应完全，减少残留大气泡的存在；但釉料过细，熔点降低，过早形成粘度大的釉熔体，使泥釉分解产生的气体不能顺利排出，从而造成制品产生釉面针孔或气泡。

　　 ４．６．釉浆制备时混入杂质或气泡、釉浆制备后存储的时间过长或存储釉浆的地方温度偏高等都会造成制品产生釉面针孔或气泡。

　　 泥釉制备方面产生釉面针孔气泡的相应克服方法如下：

　　 （１）泥釉颗粒不宜过粗，泥料一定要经过陈腐，通过陈腐，可以通过毛细管的作用，使泥料中的水分湿润渗透、分布均匀，还可以通过细菌的作用，促使有机物的腐烂而生成有机酸，还可以发生一些氧化还原反应使ＦｅＳ２分解成Ｈ２Ｓ气体和铁的氧化物，ＣａＳＯ４还原为ＣａＳ，并与Ｈ２Ｏ及ＣＯ２作用形成ＣａＣＯ３，放出Ｈ２Ｓ气体等一系列反应，由于ＦｅＳ２分解成Ｈ２Ｓ气体和铁的氧化物，这样使非磁性的ＦｅＳ２转变为具有磁性的铁的氧化物，就可以用吸铁器、吸铁棒除掉ＦｅＳ２（注浆泥而言），减少了ＦｅＳ２氧化反应产生气体和Ｆｅ２Ｏ３，同时由于Ｆｅ２Ｏ３减少，也减少了Ｆｅ２Ｏ３在高温时进一步分解或还原而放出气体，故减少了制品的釉面针孔或气泡；由于ＣａＳＯ４转变为ＣａＣＯ３，这样使在高温下才能分解的ＣａＳＯ４转变为在较低温度下就能分解的ＣａＣＯ３，故也减少了制品的釉面针孔或气泡。

　　 （２）泥料捏练要充分，真空度要达到要求，经过真空练泥机练泥可以除去空气，增加泥的致密度，从而减少了坯的气体含量、减少了坯的气孔率，故有利于减少了制品的釉面针孔或气泡。

　　 （３）在釉浆制备过程中，如果球磨效率低、球石质量差，会造成球磨时间长，球石磨损量大，使釉中ＳｉＯ２含量提高，增加釉的高温粘度和釉烧温度，若仍按原温度进行釉烧，则由于温度低、高温粘度大，阻碍釉中气泡的排除，以及气体排出后留下的凹坑未能及时弥合（尤其是低温快烧的低温釉），从而形成了釉面针孔或气泡。

　　 （４）釉浆制备后存储的时间过长，碱类物质会继续分解而改变釉的成分，釉烧后也会产生釉面针孔或气泡；存储釉浆的地方温度偏高，釉浆会发酵产生气泡，釉浆搅拌速度太快，易卷入空气，如果施釉前过滤不好，这些气泡就会留在釉层中，烧后而造成制品产生釉面针孔或气泡。

　　 ５．成型方面产生釉面针孔和气泡的原因如下：

　　 ５．１．旋坯、注浆模