采用乳濁劑制成的乳濁釉,是建筑陶瓷彩釉墻地磚與釉面磚的裝飾外衣。乳濁釉美化了建陶產(chǎn)品,給人們的居住與城市建筑增添了豐富的色彩與無限樂趣。近年來,我國(guó)建陶行業(yè)越來越注重利用當(dāng)?shù)刭Y源與新型原料開發(fā)與改進(jìn)乳濁釉料的品種與性能,從而使瓷磚乳濁釉呈現(xiàn)出一個(gè)更加繽紛多彩與千姿百態(tài)的綺麗世界。這些常用的乳濁劑不僅用于建筑產(chǎn)品,也用于衛(wèi)生陶瓷的釉料裝飾。它們的用量不大,但卻起著不可或缺的重要作用。
1、二氧化錫 (ShO2)
氧化錫外觀為白色粉末,其密度為6.95g/cm3,熔點(diǎn)在1127℃,當(dāng)溫度升至1800~1900℃時(shí)升華。氧化錫不溶于水,也不溶于稀酸與堿液,但可溶于加熱濃鹽酸與濃硫酸中。在工業(yè)氧化錫原料中,二氧化錫的含量應(yīng)大于96%。
氧化錫在硅酸鹽熔體中的溶解度亦很小,因此它是很強(qiáng)的乳濁性,成為陶瓷產(chǎn)品中質(zhì)地優(yōu)良、用途廣泛的乳濁劑原料。將氧化錫用于建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品中,經(jīng)過氧化焰燒成,可獲得白色制品。這種白釉亦稱錫釉。
氧化錫在釉中具有許多特點(diǎn):(1)氧化錫釉具有釉面白度好,色澤柔和,并使釉色具有白里泛青的釉調(diào)。有一種碧玉的玻璃感 。 (2)在建筑陶瓷產(chǎn)品的釉料中,引入4—6%的氧化錫,即可制成發(fā)色均勻的白色乳濁釉。如果加入到含B2O 3 的熔塊釉中,其乳濁效果更佳。
氧化錫釉的不足是成本較高,必須在純氧化焰中燒成,還適應(yīng)還焰燒成。因此,鑒于原料成本的原因,在20世紀(jì)80 年代逐漸被新釉種鋯硼乳白釉所取代,不過作為優(yōu)秀的增白劑,氧化錫在乳白釉中仍有少量使用。我國(guó)東北的沈陽(yáng)化工四廠產(chǎn)氧化錫質(zhì)量好,在湖南攸縣及江蘇宜興也有出產(chǎn)。
2、硅酸鋯 (ZrSiO4)與鋯英石
硅酸鋯與鋯英石,化學(xué)分子式相同,均為ZrSiO 4或ZrO 2·SiO 2。硅酸鋯系由鋯英石精制而成的原料,其顆粒小、乳濁性很強(qiáng)、白度高。此外,熱性能好與燒成溫度范圍寬等也是它的優(yōu)點(diǎn)。
ZrO 2、SiO 2 在加熱過程中發(fā)生變化,在溫度達(dá)到1540℃時(shí)開始緩慢分解成ZrO2和SiO2,當(dāng)溫度超過1700℃時(shí)迅速成分解。當(dāng)硅酸鋯中含有其它物質(zhì)時(shí),分解溫度相應(yīng)會(huì)降低。
、佼(dāng) Na2O·K2 與 ZrO2·SiO 2 作用時(shí),900℃開始分解,1200℃迅速分解;
、诋(dāng)CaO 與 ZrO 2·SiO 2 作用時(shí),在1300℃迅速分解為ZrO 2與SiO 2;
、郛(dāng)Al2O 3 與ZrO 2·SiO 2 發(fā)生作用時(shí),在1400℃才開始緩慢分解;
、墚(dāng)MgO、TiO 2 與ZrO 2·SiO 2 發(fā)生作用時(shí),在1200℃時(shí)促進(jìn)ZrO.·SiO分解。分解 后的 ZrO 2 在 1200℃~1400℃之間與TiO 2形成固熔體;
⑤硅酸鋯在釉料中,經(jīng)高溫熔融后分解,但在冷卻過程中又生成ZrO·SiO 2 微晶體,而使釉具有乳濁性。
硅酸鋯在陶瓷釉料中具有多種性質(zhì);
、偈紫瓤勺層粤暇哂休^強(qiáng)的乳濁性;
、谒梢越档陀粤系呐蛎浵禂(shù),提高制品的熱穩(wěn)定性;
、酃杷徜喛梢蕴岣哂悦姘锥,增加釉面的耐磨性;
、芤牍杷徜喌挠粤希桓邷卣扯却,可以擴(kuò)大釉料的燒成溫度范圍;
、莨杷徜営詫(duì)火焰氣氛不敏感,因此可以在氧化焰或還原焰中燒成;
、薰杷徜喤c其它乳濁劑比較,價(jià)格較低適合瓷磚的大批量生產(chǎn)。
不足之處是硅酸鋯含有微量放射性,如果釉料中加入過多制成的產(chǎn)品,有可能對(duì)人體造成損害。不過按目前各廠釉料中的硅酸鋯含量,應(yīng)該是安全的,一般不會(huì)妨礙使用者的健康,不過釉料中添加的硅酸鋯成分仍以少為宜。我國(guó)出產(chǎn)鋯英石的產(chǎn)地主要有:廣東湛江、汕頭、海南島、臺(tái)灣、山東等沿海一帶。鋯英石ZrO 2 的含量為66% 左右。經(jīng)過超細(xì)粉碎后即可使用。目前也有部分企業(yè)使用自澳大利亞進(jìn)口的鋯英石超細(xì)粉原料。
3、二氧化鋯 (ZrO2)
二氧化鋯又稱斜鋯石,分子式為ZrO 2。在自然界中的二氧化鋯常與鋯英石伴生,但含量少。國(guó)外產(chǎn)地有巴西,斯里蘭卡等。我國(guó)二氧化鋯通常由鋯英石加工制取。
二氧化鋯外觀為白色或黃色晶體粉末狀,無臭無味,體積密度為5.8%cm3,熔點(diǎn)高達(dá)2715℃。二氧化鋯是很優(yōu)秀的乳濁劑,可用作乳濁釉。它主要有以下優(yōu)點(diǎn):
、賈rO 純度高雜質(zhì)含量少,其純度高達(dá)99%以上;
②白度高,乳濁性強(qiáng),在燒成氣氛方面可適應(yīng)氧化焰與還原焰燒成;
、垡隯rO2 的釉料,可提高釉的白度,釉面硬度,耐磨度與熱穩(wěn)定性;
、苡捎诙趸唭r(jià)格高,也導(dǎo)致釉料成本增加,但可供用作高檔產(chǎn)品釉料中的優(yōu)質(zhì)乳濁劑。
二氧化鋯除用作釉料乳濁劑外,還可以用作陶瓷顏料載體,功能陶瓷,耐火材料方面。
4、二氧化鈦 (TiO2)
工業(yè)二氧化鈦外觀為白色或灰白色粉末, 亦稱鈦 白粉。 其體積 密度為3.75~4.25g/cm 3。 不溶于水, 熔點(diǎn)為1560℃。TiO2 是一種高效乳濁劑,在低溫情況下可作為白釉的乳濁劑,當(dāng)溫度高于1100℃時(shí),TiO2 容易與Fe2O 3反應(yīng)生成乳黃色,而在還原焰燒中形成灰色。所以,要使TiO 2 形成穩(wěn)定的乳濁劑,就應(yīng)該TiO 2 與CaO、SiO 2 合成為鈦 酸鹽 (CaO、TiO 2) 和 鈦榍石(CaO·TiO 2·SiO 2)。鈦釉中的晶相主要是石英,鋯英石晶體呈微小細(xì)顆粒狀且均勻分在玻璃相內(nèi),而導(dǎo)致釉具有強(qiáng)烈的散射效果,呈現(xiàn)還透明乳濁現(xiàn)象。
鈦釉一般不適合作顏色釉的乳濁基釉,且只適合氧化焰燒成。
TiO 2除用乳濁劑外,亦可用于生產(chǎn)色料,結(jié)晶釉及功能陶瓷的原料。在使用前,一般都先在1300℃左右預(yù)燒,以改變其工藝性能。
5、氧化鈰 (CeO 2)
氧化鈰的折射率高,乳濁性強(qiáng),其乳濁性為SnO 2的兩倍以上。它可以使用于低溫乳濁釉料,對(duì)于氣氛不敏感,可以直接加入到釉料中使用,不需要預(yù)先制成熔塊。CeO 2 在含有Al2O3、SiO 2較多的釉料中,乳濁效果最好。不過由于氧化鈰系稀土原料,大批量使用來源困難,目前國(guó)內(nèi)企業(yè)還未之泛使用,但今后對(duì)其潛在的開發(fā)利用有很大的意義。此文僅介紹以上五種乳濁劑,但由于其種類很多,如還有磷酸鹽中的骨灰,磷酸鈣Ca(PO4)2 等。能夠增加釉料乳濁性的原料還有氧化鋅 (ZnO )、繭石 (CaF),水晶石 (Na3Al2F3),滑石(3MgO·4SiO 2·H2O)等等。
今后隨著建筑陶瓷工業(yè)技術(shù)與工藝的發(fā)展,對(duì)于乳濁劑與乳濁釉的研究,開發(fā)還有許多工作要做。