仿黄金光泽釉的研究

摘要 本实验采用熔块釉制备了仿黄金金属光泽釉，主要采用单因素实验法考察了发色剂和工艺条件对金属光泽釉的影响，最终制备出在1190～1250℃下快速烧成的适用于建筑陶瓷用的仿黄金金属光泽釉。

关键词 黄色，金属光泽釉，工艺条件

1引 言

金属光泽釉是一种新型陶瓷艺术釉，它不仅具有金属般高雅、华丽的外观效果，而且具有陶瓷釉本身造价低、耐腐蚀等许多优良性能，因此越来越受到陶瓷行业的重视。本实验用熔块釉制备了仿黄金金属光泽釉，主要采用单因素实验法考察了发色剂、烧成制度、釉层厚度对仿黄金光泽釉的影响。

2实验过程

2.1 坯样准备

对坯料并没有特殊的要求，本实验选用景德镇原料总厂生产的普通泥料，用Φ30×H0.5模具，采用可塑成形的方法制成坯体试片，在恒温干燥箱中干燥后，经过修补、打磨，在950℃温度下素烧后备用。

2.2 实验原料和仪器

实验所需原料及其化学组成列于表1。

2.3 熔块的配制

熔块的组成（wt%）：石英 32～40%、高岭土6～12%、碳酸钙10～14%、碳酸钠0～6%、铅丹25～30%。按组成称量各种原料，混合均匀后装入坩埚中，在硅碳棒电炉中熔融2h，然后倒入冷水中淬冷成细小颗粒，经烘干破碎，球磨过325目筛，备用。

2.4 基础釉的实验式

经过多次试验，最终确定出最佳的基础釉式为：

2.5 实验工艺流程及主要工艺参数

工艺流程：

烘料按配方配料球磨过筛施釉干燥烧成

主要工艺参数：

料∶球∶水(wt%)=1∶2∶0.65；釉料细度：过250目筛；球磨时间：12min；筛余：0.1% ；釉层厚度：0.3～0.5mm；施釉方式：淋釉或浸釉

3结果分析与讨论

3.1发色剂成分对仿黄金光泽的影响

3.1.1 MnO2和CuO用量及比例对金属光泽的影响

当单独添加发色剂MnO2/CuO质量比为3、4、5、6时，釉面均呈黑色金属光泽，但MnO2/CuO质量比为5时效果最好。这可能是由于当MnO2/CuO质量比为5时，其Cu、Mn比例正好与CuMn2O4尖晶石中的Cu、Mn比例接近。适量地多添加MnO2有利于生成CuMn2O4尖晶石晶体，而过多MnO2则会使釉面发黑、发暗，釉面无光；如果CuO加入量过多也会导致釉面无光。

3.1.2 NiO用量对金属光泽的影响

在确定MnO2/CuO质量比为5时，当NiO添加量为5%、8%、11%、14%时釉面全部呈黄色金属光泽，其中NiO添加量为11%时黄色光泽效果最好。而当NiO添加量增加到17%时，釉面大部分呈黄色金属光泽且略带少量黑色光泽，当NiO添加量大于17%时黑色区域逐渐增多，光泽变差。

从上述结果可知：NiO占发色剂的百分含量在5～13%时都能形成黄色金属光泽，其中11%时效果最好。随着NiO含量的继续增加并超过17%时，釉面黑色区域越来越多。

3.1.3 TiO2用量对金属光泽的影响

TiO2用量为8%、10%、13%、15%时釉面全部呈黄色金属光泽，并且比未加TiO2时釉面光泽效果更好更鲜艳，其中TiO2用量为15%时釉面黄色效果最好。随着TiO2含量继续增加时，黄色光泽釉面中出现银色光泽并逐渐增多，当TiO2用量增加到35%时釉面全部呈银色金属光泽。

从上述结果可知：发色剂中加入TiO2后釉面黄色光泽效果更好更鲜艳。TiO2占发色剂的百分含量在8～15%时都能形成黄色金属光泽，其中15%时效果最好。随着TiO2含量继续增加并且到35%时，釉面银色金属光泽越来越多。

3.2 最高烧成温度与保温时间对金属光泽呈色效果的影响

在确定出最佳的发色剂比例时，本实验还考察了烧成温度和保温时间对釉面光泽的影响。在相同的保温时间下（25min），在1160～1190℃下釉面出现金属光泽，但亮度差；1190～1250℃时釉面金属光泽强、光亮、平整光滑；1250～1280℃时釉面金属光泽覆盖面积减少。由实验可知，在1190～1250℃左右是比较合适的烧成温度范围，在此温度范围下烧成的釉面平整且光泽度好。它的烧成范围比较宽，为工业化提供了良好的基础。

随着保温时间的不同，其釉面效果也不一样，当未保温时，釉面质量差、有褶皱；随着保温时间增加到20min，釉面有较好的金属光泽，但有波折漫反射；当保温时间为20～40min时，釉面有很强的金属光泽，呈镜面反射；当继续增加保温时间到60min时，釉面光泽反而减少。由此可以得出：保温时间过短或过长对金属光泽的形成都不利，只有保温在半小时范围左右能够得到较好的金属光泽釉面效果。

合理的烧成温度与保温时间可以保证釉面光滑且金属光泽强。这是由于过低的温度、过短的保温时间，使反应不完全，同时低温下，釉层的粘度大，使CuMn2O4尖晶石晶体的析出受到阻碍，从而难以形成{111}晶面平行于釉表面的CuMn2O4尖晶石晶体，最终影响釉面的光泽效果；过高的温度、过长的保温时间，会使坯釉的反应加剧，使釉层过多地进入坯体，尤其是坯体的Al、Si成分对CuMn2O4尖晶石的析出起阻碍或溶解的作用。同时，釉中的 PbO 等在高温下也会挥发，使釉熔体粘度增大，使晶体析出困难。

3.3 冷却温度对金属光泽呈色效果的影响

从实验结果可得：在750℃以上取出的釉面都没有金属光泽，产生金属光泽的起始温度在750℃和700℃之间的某个温度，随着温度缓慢下降，金属光泽逐渐增强，金黄色区域逐渐增大，等冷却到600℃时，釉面已全部呈金黄色金属光泽，并且取出温度越低釉面金属光泽越强。由此可见，这种金属光泽是在冷却过程中形成的，且是在750℃和700℃之间某个温度开始产生金属光泽，并随温度的缓慢下降而不断增强效果。

根据图1的XRD测试结果也可以证明这一点，釉层表面析出了等轴晶系铜锰尖晶石(CuMn2O4) 晶体，这是由MnO2在高温下分解形成的Mn2O3和CuO反应而形成的。因此根据以上现象可以推断在750℃和700℃之间的某个温度，CuMn2O4尖晶石晶体开始析出，并随着温度的下降而不断长大、排列、再析出，呈有规则的排列过程是逐渐完成的。因此，有效地控制烧成制度有利于釉面产生金属光泽。试样的SEM照片如图2所示，釉与坯的结合较好，釉层中有少量晶体出现，可能是石英和莫来石晶体，釉中无气泡，较为致密。

3.4 釉层厚度对金属光泽的影响

当釉层厚度为0.1～0.2mm时，釉面呈灰黑色，无光或半无光；釉层厚度为0.2～0.3mm时釉面主体为灰黑色，有少量光泽；釉层厚度为0.3～0.5mm范围时为最佳厚度，在这个厚度范围内釉面平整，金黄色金属光泽强，当釉层厚度＞0.5mm时金属光泽效果差，有紫色析晶，还有流釉、龟裂的现象。过薄与过厚都不能形成最佳金属光泽，原因可能是：过薄时，CuMn2O4尖晶石结晶空间太小，不但不利于析晶与晶体的重排，而且可能无晶体析出，即使是长时间保温也很难析出晶体；过厚则晶体析出过大、过多，晶体无法重排就不能产生金属光泽。

4仿黄金金属光泽釉产生金黄色金属光泽的机理

仿黄金金属光泽釉之所以产生金黄色金属光泽，主要是由于釉中生成了金黄色的晶体，并在釉层表面存在一层密集分布的微晶晶体，微晶晶体造成镜面反射，因而产生金黄色金属光泽。由衍射图和扫描测试结果分析可知，这主要是釉中所配的MnO2和CuO在高温生成了金黄色的铜锰尖晶石(CuMn2O4) 晶体，铜锰尖晶石(CuMn2O4)晶体中预先吸附了一定数量的金属着色离子(Ti4+、Ni2+等)。而这些金属着色粒子有助于金黄色的产生，并且这些晶体在釉层表面形成富集，且整齐规则地定向排列，对光线产生镜面反射而出现金属光泽。

5结 论

（1） 该仿黄金光泽釉釉面呈金黄色效果，金属光泽强烈，呈镜面反射。发色剂是产生金属光泽的直接因素，不同的发色剂及含量会产生不同的光泽。最佳的发色剂加入量为： MnO /CuO=5；NiO 11%；TiO2 15%。

（2） 本金属光泽釉的烧成范围比较广，在1190～1250℃之间烧成均能获得良好的金黄色金属光泽，且在750℃和700℃之间某个温度开始产生金属光泽，并随温度的缓慢下降而不断增强效果。而且坯釉结合性良好，这对于稳定制品性能有利。

（3） 釉层厚度也会影响金属光泽，釉层过薄过厚都不利于产生金属光泽，其釉层厚度在0.3～0.5mm之间比较合适。

参考文献

1 李家驹. 陶瓷工艺学[M]. 中国轻工业出版社,2001

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