A Study of Ca-Mg Silicate Crystalline Glazes——An Analysis on Forms of Crystals

In the study on Ca-Mg silicate crystalline glazes, we found some disequilibrated crystallization phenomena, such as non-crystallographic small angle forking and spheroidal growth, parasitism and wedging-form of crystals, dendritic growth, secondary nucleation, etc. Those phenomena possibly resulted from two factors: (1) partial temperature gradient, which is caused by heat asymmetry in the electrical resistance furnace, when crystals crystalize from silicate melt; (2) constitutional supercooling near the surface of crystals. The disparity of disequilibrated crystallization phenomena in different main crystalline phases causes various morphological features of the crystal aggregates. At the same time, disequilibrated crystallization causes great stress retained in the crystals, which results in cracks in glazes when the temperature drops. According to the results, the authors analyzed those phenomena and displayed correlative figures and data.

FeWO_(4)结晶釉的取向生长控制及光催化活性研究

具有光催化活性的结晶釉结构对于陶瓷板材表面功能化具有重要的应用价值,但目前功能化表面结晶釉的结构控制及其生长方式对光活性的影响尚不明确。本研究以三氧化钨、硫酸亚铁、磷酸铝、高岭土等为原料,通过调控不同生长取向结构的FeWO_(4)结晶釉,在1080℃成功烧制出高亲核性晶面暴露的结晶釉。结果表明,不同取向的结晶釉釉层呈现不同的晶面暴露,取向生长的结晶釉可以提供更高的催化活性,同时可以促使高亲核性的(100)晶面暴露,从而提高陶瓷板表面的光催化性能。本研究可为光功能化结晶釉材料表面功能化的设计和调控提供理论和实践参考。

氧化钪对钾长石结晶釉组织结构和性能的影响

以钾长石为主晶相的釉料对解决四方相氧化锆陶瓷粘接强度不足且脆性大的问题具有良好的应用前景。本文通过DSC、XRD、SEM、硬度、强度、折射率、可见光透过率、热膨胀系数等测试,研究了Sc_(2)O_(3)含量对钾长石结晶釉结构及性能的影响。结果表明,当Sc_(2)O_(3)含量从0%(质量分数,下同)增加至10%,结晶釉的析晶温度从958.5℃降低至827.8℃,析晶能力增强,烧结后的结晶釉晶粒尺寸不断增大。随着Sc_(2)O_(3)含量的增加,结晶釉中伴随析出硅酸钪晶体,结晶釉的结晶度、努氏硬度、抗弯强度和折射率均在Sc_(2)O_(3)含量为6.67%时达到最佳,可见光透过率先减小后增大,热膨胀系数减小。

低温快烧自生微晶乳浊釉的研究

采用ＳＥＭ、ＥＤＸ、ＸＲＤ 等手段，研究了ＫＮａＯ－ ＭｇＯ－ Ａｌ２Ｏ３ － Ｂ２Ｏ３ － ＳｉＯ２ 系全熔块乳浊釉的形成规律，指出釉层中均匀分布的大量ＭｇＳｉＯ３ 微晶是釉面乳浊的原因。组成中Ｂ２Ｏ３ 含量愈高，釉熔体的析晶倾向愈大。少量Ａｌ２Ｏ３ 则可以降低釉熔体高温粘度，抑制析晶，改善釉面白度和光泽度。在釉烧过程中，析晶继续进行，Ｂ２ Ｏ３ 含量的增加使基质釉玻璃的成熟温度降低。设计合理组成及快烧工艺，可得到釉面综合质量良好的微晶乳浊釉。

煤矸石的纳米结构研究及用其烧制结晶釉的试验

研究了硅质煤矸石的物质成分和微观结构 ,揭示了其纳米结构的特点。用硅质煤矸石配料烧成了硅酸锌结晶釉 ,并发现其烧成温度较传统配料烧成者低。煤矸石中所含的少量铁质对烧成及制品性能无不利影响。

R_20-RO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5系分相／析晶乳浊釉乳浊粒子的形成机理

在普通石灰碱釉的基础上引入骨粉和滑石,形成R2O-RO-Al2O3-SiO2-P2O5系统釉料,通过调整釉料的化学组成获得分相／析晶乳浊釉。利用XRD,SEM,EDS等测试技术,研究了SiO2与P2O5和SiO2与MgO的摩尔比与釉层显微结构的关系,分析了乳浊粒子(玻璃液滴和微晶)的形成机理。

稀土氧化物对变色结晶釉呈色的影响

系统地探讨了稀土氧化物对变色结晶釉呈色的影响。在硅酸锌结晶釉的基础上加入变色颜料 ,从基础结晶釉的组成、变色颜料的组成与添加量、稀土氧化物的种类与添加量 ,制备工艺条件等方面进行了系统研究试验 ,主要考察了Pr2 O3、Sm2 O3、La2 O3、CeO2 、Y2 O3对变色釉变色及着色的影响 ,分析了影响变色结晶釉变色效果的诸因素。通过电脑测色分光光度计SP - 10 0 0对釉反射率及色度测试表明 ,变色釉在可见光的范围内有3个比较大的吸收峰 ,从而在不同的光源下显现不同的颜色。

组成及工艺条件对分相/析晶乳浊釉乳浊行为的影响

以天然矿物原料为主要原料,通过合理的组成设计和工艺控制,使R2O-RO-Al2O3-SiO2-P2O5系釉在高温下发生分相和析晶,得到分相/析晶乳浊釉。XRD、SEM、EDS等测试技术研究表明:在高骨粉区域以分相乳浊为主,其连续相为富铝、硅贫磷的硅酸盐玻璃,分散相是富磷、锌、镁贫铝、硅的磷硅酸盐玻璃,分散相粒子粒度约为0.3～0.8μm,且分布均匀,釉面白度80%、光泽度101%;在骨粉和滑石均较高的区域,得到分相和析晶共存的乳浊釉,析出的晶体以原顽火辉石为主,釉面白度85%、光泽度98%。

Co^(2+)掺杂Zn_2SiO_4结晶釉生长机理的研究

以高岭土、石英、钠长石、石灰石、氧化锌等矿物为原料,Zn O为晶核剂,并掺杂Co2+控温烧结Zn2Si O4结晶釉。利用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,白度色差计测量釉料色度(L*、a*、b*),EDS能谱仪分析样品组成含量。采用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程对釉的结晶动力学进行分析,探讨釉中晶体的生长机理。结果表明:高温时Co2+置换了Zn2Si O4结晶釉中的Zn2+。随着保温时间的延长,掺杂了Co2+的Zn2Si O4晶体颗粒不断长大,在1140℃下保温170 min晶花达到最大,其晶花面积均值为410.91 mm2。模拟动力学分析,釉中晶体的Avrami指数n1100℃=0.82,n1140℃=1.23,n1180℃=1.12,表明晶体的形成由扩散机制向成核机制转变。拟合Arrhenius方程,晶体的活化能Ea=148.2 k J/mol。

定位硅酸锌结晶釉析晶动力学研究

本文利用定位结晶法研究了氧化锌和硅酸锌两种晶种对硅酸锌结晶釉釉面晶花的影响,根据结晶动力学理论,对结晶釉中硅酸锌晶体的生长规律和结晶机理进行了探讨,并比较了不同晶种对硅酸锌晶体生长规律的影响。实验结果表明:采用氧化锌和硅酸锌作定位晶种的釉面晶花外观效果基本相同;釉熔体中硅酸锌晶体生长半径与保温时间成线性关系;不同的定位晶种对硅酸锌晶体的生长基本没有影响;结晶常数随着析晶保温温度的提高而增加,当析晶保温温度分别为1150℃,1100℃和1050℃时,所对应的结晶常数依次为1.0911,0.9996和0.7177;即使在同一析晶保温温度下,不同的保温时间段其结晶常数也不同。

氧化焰低温无铅生料快烧Fe_2O_3-B_2O_3-SiO_2砂金艺术釉制备工艺研究

以烧硼砂、石英、氧化铁、钾长石,苏州土等为主要原料制备铁系低温砂金釉。主要研究了釉料组成、最高烧成温度、析晶保温温度、析晶保温时间等对釉面性能的影响。

MnO2-ZnO-SiO2结晶釉的研制

在硅锌矿结晶釉基础上引入氧化锰制备MnO2-ZnO-SiO2系结晶釉，主要研究了釉料配方组成及烧成制度对釉面结晶效果的影响。结果表明：当硅锌矿结晶釉中加入MnO210wt％-15wt％，熔融温度为1230℃、保温lOmin、析晶温度1160℃、保温30min条件下，可获得晶形完整、单个晶体呈柱状、集合体呈扇形纹样的红褐色结晶釉。

辉石结晶釉析晶体的研究

利用天然矿物岩石为原料试制大晶体辉石类结晶釉陶瓷，并根据结晶釉中析出晶体的形成条件、生长习性、化学组成和晶体结构，应用光学显微镜、Ｘ射线结构分析和电子探针成分分析等手段，参照国际矿物学辉石小组确定的辉石命名法，最后确定该釉中析晶晶体为透辉石。

非铁系茶叶末结晶釉的研制

采用ZnO作为结晶体,TiO2和NiO作为着色剂,采用合理的烧成制度,制得一种茶叶末形结晶釉。探讨了釉料的配方、釉料制备、釉层厚度、烧成制度、对釉面质量的影响。制得产品不仅釉面品质比铁系茶叶末结晶釉滋润、亮艳。

定位锌结晶釉的析晶动力学分析

本文以ZnO作为定位结晶剂在1100℃下制备了ZnSiO3结晶釉,测试了其在不同析晶保温时间下釉面晶花大小,并根据结晶动力学理论,对结晶釉中ZnSiO3晶花的生长规律和结晶机理进行了分析探讨。结果表明:当析晶保温时间超过30 min,晶花的形成速率随时间增加而显著提高,并在45 min到60 min范围内达到最大值;当析晶保温时间超过90 min,晶花形成速率随时间增加而快速下降,并在析晶保温时间超过150 min后,晶花基本上不再生长,形成速率达到稳定值。采用ZnO作定位晶种的釉面结晶稳定性好,釉面晶花大小与析晶保温时间符合S型生长曲线关系,可用Logistic函数拟合,本研究为实现锌结晶釉的可控生长提供了参考。

结晶釉的绿辉石研究

本文报道利用天然长石、石英、石灰岩、白云岩为主要原料配制结晶釉釉料,通过均匀成核方式,研制辉石结晶釉的工艺和釉析晶的晶体化学及形态学特征。析晶形态多样,长达10-13mm,经光学显微镜、电子探针、X射线粉晶衍射分析,确定釉析晶属于透辉石-硬玉系列的绿辉石,称为绿辉石结晶釉。以此说明用天然矿物岩石配制结晶釉釉料是可行的,具有降低成本,扩大结晶釉应用领域的前景。

结晶釉的硅灰石研究

本文报导利用天然矿物岩石为原料配制结晶釉釉料的实验，并对形成硅灰石结晶釉的条件及釉析晶的晶体化学、形态学特征进行了讨论。

普通辉石结晶釉的研究

利用天然矿物岩石作原料，研究结晶釉中辉石的形成，及其种属确定。应用Ｘ－ｒａｙ结构分析电子探针成分分析及图像分析，所得结果参照国际矿物学会辉石小组确定的辉石命名法，确定该结晶釉中的析晶晶体为普通辉石。

分形理论在硅酸锌系结晶釉研究中的应用

本实验对采用不同工艺条件(析晶温度、析晶保温时间、釉层厚度)制备出具有晶花形貌的硅酸锌系结晶釉,应用分形理论对其晶花形貌进行了研究。结果发现该结晶釉的晶花形貌具有良好的分形特征,并且分形与制备工艺存在一定关系:随着析晶温度的增加,分形维数值与析晶温度除了在1140℃时稍有波动,基本上是成反比例关系,结晶形貌的变化趋势由针状或棒状转化为叶片状或圆盘状;随着析晶保温时间的增加,分形维数值逐渐增大,结晶形貌由针微晶逐渐转化成放射状晶体,尺寸也有明显增大的趋势;随着釉层厚度的增加,结晶产物的分形维数明显减小。

利用白岗岩为基础釉原料制备硅锌矿结晶釉

以白岗岩为主要原料、氧化锌为结晶剂,以二氧化锰、氧化铜或氧化铁为着色剂,成功制备出了硅锌矿结晶釉.以晶核定位的方法解决了晶花生长杂乱的弊端.研究了不同含量氧化锌、滑石和着色剂对釉面花色的影响,结果表明：当配方中白岗岩含量（质量分数）为58.5％、滑石20％左右、Zn0 18％ ～22％、着色剂1.5％时,能制备出精美的结晶釉,同时发现保温时间也是影响结晶大小的重要因素.对釉层物相的XRD分析表明,所制备的样品是硅酸锌结晶釉.