陶瓷工艺原理3章釉料.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,*,第三章 釉料,主讲人：,胡晓洪,陶瓷工艺原理,要 目,3.1,釉及其作用,3.2,釉的分类,3.3,制釉原料,3.4,釉料组成表示法,3.5,釉配方确定的依据,3.6,釉料配方计算,习 题,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。,3.1,釉及其作用,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,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、,。万变不离其宗，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,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,.,一般认为釉是玻璃体，具有与玻璃相似的物理化学性质。如各向同性；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；具有光泽；硬度大；能抵抗酸和碱的侵蚀,(,氢氟酸和热破除外,),；质地致密，不适水和不透气等。,五彩缤纷的外衣,釉,釉的均匀程度与玻璃不同。釉有气泡，晶体,釉不是单纯的硅酸盐，还含有硼酸盐、磷酸盐或共它盐类。,大多数釉中含有较多的氧化铝，而玻璃中氧化铝的含量则相对较少。,釉的熔融温度范围比玻璃要宽一些。,釉与玻璃的不同,五彩缤纷的外衣,釉,釉本身的化学组成和矿物组成。,高温反应过程中，釉中组分挥发,坯釉之间相互反应。,烧成制度对釉熔融的影响。,P165,页,釉与玻璃差异的原因,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、钴、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,。,3.2.1,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。,3.2,釉的分类,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,。,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,3.2.2,几种常见釉举例,3.2.2.1,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,3,3.0149,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,3.2.2.2,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。,3.2.2.3,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。,3.3.2,制釉原料,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,（,1,）,SiO,2,釉玻璃的主体（,50,以上），提高釉的熔融温度和粘度,赋予釉高的力学强度良好的热稳定性、化学稳定性，高的,白度和透明度。引入矿物：石英、长石、粘土。,（,2,）,Al,2,O,3,网络中间体，在釉中的作用类似于,SiO,2,，,但是提高熔,融温度和高温粘度的能力更强。引入矿物：,光泽釉（釉式）中,Al,2,O,3,/SiO,2,1,:6 10,无光釉（釉式）中,Al,2,O,3,/SiO,2,1,:3 4,3.2.3,釉中各氧化物的作用,（,3,）,CaO,釉中是主要熔剂，在,Sk4(1160),温度以上，它可以降低釉的粘度，提高釉的流动性和釉面光泽度，对有些色釉可增强釉的着色 能力（如铬锡红釉），一般其用量不超过,18%,，过多会使釉结 晶，形成无光釉。,CaO,与碱金属氧化物相比，能增加釉的抗折 强度和硬度，降低釉的膨胀系数，能提高釉的化学稳定性。另 外，,CaO,可改善坯釉结合性。配料中常采用石灰石，其密度小，能增强釉的悬浮性。硅灰石。,（,4,）,MgO,釉中是主要熔剂，高温性质及对釉面性能的作用与,CaO,类似。特点是由滑石引入时具有乳浊作用，特别是在与锆英,石共同引入时。,3.2.3,釉中各氧化物的作用,（,5,）,Li,2,O,、,Na,2,O,、,K,2,O,都是强熔剂，,降低熔融温度和高温粘度，降低化学稳定,性和力学强度。助熔能力：,Li,2,O,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。,3.2.3,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。,3.2.3,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。,3.2.3,釉中各氧化物的作用,3.3.1,釉配方的网络化学基础,3.3.2,釉中各氧化物的作用,3.3.3,釉料配方的配制原则,3.3.4,釉料配方的确定,3.3.5,试验方案的设计,3.3,确定釉配方的依据,3.3,确定釉配方的依据,3.3.1,釉配方的物理化学基础,釉由,酸性氧化物和碱性氧化位组成，高温为液态低温凝固，釉与玻璃相似之处，釉与玻璃又有的本质区别。,将釉的组份归纳如下：,3.3.1,釉配方的物理化学基础,（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,3.3.1,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：氧化物阳离子场强大（电荷数,/,半径平方）,Z/r,2,1420,能形成玻璃。,SiO,2,、,B,2,O,3,在釉层中以四面体的形式相互结合为不规则网络。,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,3.3.1,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,5,3,。,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,）,4,4,4,4,4,498,444,452,423330,372,464368,469377,364293,356285,339,0.686,0.222,0.326,0.195,0.51,0.4350.548,0.3970.498,3.3.1,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,。,3.3.1,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。,3.3.1,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,250,KJ/mol,阳离子场强,Z/r,2,小,化学键以离子键为主,MgO,70,作用：,与高熔点晶体生成低共熔，促进釉料在低温下形成熔融体；促进高温分化反应加速高熔点晶体,(,如,SiO,2,),化学键的断裂和生成低共焙物。调整釉的物理化学性质：,粘度,硬度,化学稳定性,又叫网络外体或网络修饰剂、网络调整剂。,阳离子电场强度较小时，氧离子易摆脱阳离子的束缚，起断网作用；当阴离子的电场强度较大时，却能使断键积聚。,3.3.1,釉配方的网络化学基础,（二）网络变性体（助熔剂）,特征：,介于网络形成剂和网络外体之间。,例如：,Al,2,O,3,3.3.1,釉配方的网络化学基础,（三）网络中间体,（四）乳浊剂,3.3.1,釉配方的网络化学基础,乳浊剂保证釉层有覆盖能力的成分，熔体析出的晶体、,气体或分散粒子折射率不同，光线散射产生乳浊，可分为如下几种：,悬浮乳浊剂不熔于釉，以悬浮状态存在,如：,SnO,2,，,CeO,2,，,ZrO,2,，,SbO,3,。,析出式乳浊剂冷却时从熔体中析出微晶,如：,ZrO,2,.SiO,2,，,TiO,2,胶体乳浊剂C,、,S,、,P,、,F,（五）着色剂,3.3.1,釉配方的网络化学基础,着色剂,釉层吸收可见光波而显不同颜色可分为如下几种：,有色离子着色剂：,Cr,3+,、,Mn,4+,、,Fe,3+,、,Co,3+,等,。,胶体离子着色剂：,Cu,、,Au,、,Ag,、,CuCl,2,晶体着色剂：一些高温形成的尖晶石型矿物,3.3.2,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,.,A,1,2,瓷釉,C,.,A,1.8,2.5,陶坯,C,.,A,1.2,1.3,陶釉,C,.,A,1.5,2.5,P154,页计算,酸度系数,3.3.2,釉料配方的配制原则,C.A,（酸性氧化物,mol,数）,/,（碱性氧化物,mol,数）,3.3.2,釉料配方的配制原则,（,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。,3.3.3,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,3,3,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,光亮釉,Al,2,O,3,：,SiO,2,1,：,7,到,1,：,11,SiO,2,为碱性和中性氧化物的,2,3,倍，为,Al,2,O,3,的,8,10,倍。,该图对应釉式,0.3R,2,O,0.7RO,nAl,2,O,3,mSiO,2,其中：,R,2,O,K,2,O+Na,2,O RO,CaO+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,（,E,）采用釉料的系统调试方法,（F,）采用正交实验设汁,3.4,釉料配方计算,一、釉料表示方法,（一）实验式表示法,（二）化学组成表示法,（三）配料量表示法,（四）示性矿物组成表示法,3.4.1,釉式的计算,(,一,),由釉料的化学组成（,wt%,）计算釉式（步骤）,（,1,）去灼减量，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),5.423,0.677,0.004,0.066,0.402,0.317,0.128,0.087,3.4,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,P118,例,3,方法计算。,例,2 P,178,例,2,某建筑瓷锆釉的配方为：长石,25.6,，石灰石,18.4,，石英,32.2,，氧化锌,2,，粘土,10.0,，锆英石,11.8,。,0.101K,2,O,0.063Na,2,O 0.359Al,2,O,3,0.714CaO 3.781SiO,2,0.028MgO 0.009 Fe,2,O,3,0.202ZrO,2,0.094ZnO,釉式：,3.4,釉料配方计算3,.4.2,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,3,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）,3.4.3,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)=1:1,3:1,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,。,（,6,）氧比,(,SiO,2,所带入的氧与其它氧化物所带人的氧之比,),应为,2-6,，按下式计算,（,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,4,3.4.4,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,30,85,半熔块釉,熔块,+,例,4,已知：熔块的实验式和欲制熔块釉的釉式。,求：熔块釉的配方。,熔块釉式不符合配制规则,4,。,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,182,184,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,2,0.4444,0.1111,0.2778,0.1667,0.1500,0.5556,1.0000,钾长石,K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,0.1111,余量,0.4444,0.1111,0,0.2778,0.1667,0.1111,0.0389,0.5556,0.6666,0.3334,高岭土,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O0.0389,余量,0.4444,0.2778,0.1667,0.0389,0,0.5556,0.0778,0.2556,铅丹,Pb,3,O,4,0.4444,1,/3,余量,0.4444,0,0.2778,0.16670,0.5556,0.2556,硼砂,Na,2,O2B,2,O,3,10H,2,O0.2778,余量,0.2778,0,0.1667,0.5556,0,0.2556,碳酸钙（,CaCO,3,）,0.1667,余量,0.1667,0,0.2556,石英（,SiO,2,）,0.2556,0.2556,0,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,2,0.4000,0.1000,0.2500,0.2500,0.2000,0.5000,1.500,熔块,0.9000,余量,0.4000,0.1000,0,0.2500,0,0.150,0.10,0.1350,0.0650,0.5000,0,0.9000,0.6000,碳酸钙（,CaCO,3,）,0.100,余量,0.100,0,0.0650,0.6000,高岭土,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O0.065,余量,0.0650,0,0.130,0.470,石英（,SiO,2,）,0.4700,余量,0.4700,0,初步确定熔块组成：,生料：,0.065mol,高岭土、,0.100mol,碳酸钙。,0.47mol,石英,初步确定熔块组成：,生料：,0.065mol,高岭土、,0.100mol,碳酸钙。,0.47,mol,石英,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。,3.3.4,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,01Na,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：,100,A SiO,2,1.4,2#,配方：,87.5,A+12.5,B SiO,2,1.425,5#,配方：,50,A+50,B SiO,2,1.5,7#,配方：,25,A+75,B SiO,2,1.55,1 2 3 4 5 6 7 8 9,B,1.8,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,2O,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。,(1/4B+3/4D)3/4,(1/4A+3/4C)1/4,配方,6,组成：,75,C+25,A,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：,75,D+25,B,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、,