一种多次分相乳浊釉及其乳浊机理

研制了一种具有相当遮盖力和白度的新型分相乳浊釉，其主要成分为ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｋ２Ｏ和Ｎａ２Ｏ．通过电子显微镜观察，证实这种釉是分相乳浊釉．引用玻璃分相理论进行分析，探讨其产生分相现象的原因和其光学乳浊原理。

R_2O–RO–B_2O_3–SiO_2–Al_2O_3–P_2O_5–CaF_2系分相–析晶乳浊釉的形成机理

通过正交试验方法优化釉料组成和烧成工艺,制备了R_2O–RO–B_2O_3–SiO_2–Al_2O_3–P_2O_5–CaF_2多元系光亮无锆的分相–析晶乳浊釉。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜/X射线能谱、场发射扫描电子显微镜等研究了釉的显微结构及分相与析晶的形成机理。结果表明析晶与分相结构并存,分相促进析晶;尺寸接近可见光波长的孤立液滴和所析出的钙钠长石晶体是釉面产生乳浊的根本原因。研究了不同烧成制度对分相–析晶乳浊釉显微结构的影响,发现缓冷釉样的分相液滴尺寸明显大于急冷釉样,急冷釉样中的第二相形貌表里存在明显差异,内部呈球形液滴状,表面则为蠕虫状。

R_2O-RO-SiO_2-B_2O_3-Al_2O_3系统乳浊釉的制备及微观结构分析

通过调整配方组成,成功制备了R2O-RO-Si O2-B2O3-Al2O3多元系统无锆乳浊釉,重点探讨了釉料化学组成关系对釉面乳浊程度的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）研究了釉层微观结构及釉层乳浊机理。结果表明：釉料组成中n（R2O）/n（RO）、n（Ca O）/n（Mg O）、n（Si O2＋B2O3）/n（Al2O3）对釉面白度及质量影响显著。当n（R2O）/n（RO）在0.38~0.49、n（Ca O）/n（Mg O）在1.03~2.19、n（Si O2＋B2O3）/n（Al2O3）在12.69~18.42范围时,釉面白度高、质量好。釉面乳浊的原因是由析晶与分相共同作用,分相促进了晶体的析出,晶体形状主要为短柱状,尺寸约1~4μm,并以类球状团聚包裹形式分散于釉层中。

烧成制度对分相乳浊釉显微结构的影响

制备了R2O-RO-Si O2-Al2O3-P2O5系非晶结构分相乳浊釉。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱、白度测试仪等分析测试方法研究了非晶结构分相釉的显微结构及光学性能。结果表明,分相结构尺寸接近可见光波长、分相结构分布均匀的分相釉对光的反射作用较强,可以获得较好的乳浊效果。研究了不同烧成制度对分相显微结构的影响,发现烧成温度为1200℃、保温时间为10 min、缓慢冷却时,分相结构具有较规整、分布均匀、尺寸较小的特征,白度较高达到了93.0。

顽火辉石微晶乳浊釉的析晶过程及性能研究

采用熔块法制备了SiO2-Al2O3-MgO-K2O-Na2O系顽火辉石微晶乳浊釉。借助DSC、XRD、SEM、维氏硬度计、CIE L*a*b*等测试手段研究了釉面的显微结构及综合性能。结果表明,尺寸接近可见光波长、分布均匀的顽火辉石微晶对可见光的反射作用较强,产生良好的乳浊效果;形状完好的顽火辉石晶体使得釉面具有较高的硬度。釉面白度和硬度均优于锆釉,可以作为代替锆釉的一种经济实惠的选择。

SiO2对K2O-Na2O-CaO-Al2O3-SiO2-B2O3分相乳浊釉性能及结构的影响

为认识SiO2对分相乳浊釉的分相过程及其性能的影响,选择K2O-Na2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2分相乳浊釉为研究对象,通过SEM、TEM、FTIR等测试手段,探究SiO2对釉面乳浊度、硬度及釉层显微结构的影响。结果表明：随SiO2摩尔含量的增加,釉玻璃中[BO4]向[BO3]转变,提高了釉的分相倾向,致使分相结构由连通贯穿状向孤立液滴状转变,80~150 nm范围内分相液滴的体积分数和平均尺寸均显著增加,同时,两相之间折射率差值增大,三者共同作用下提高了釉面乳浊度,白度由50.09%提高至74.33%;同时,釉中[SiO4]含量的增多促使釉面硬度由2685.2 MPa提高至7126.7 MPa。

中温低锆乳浊熔块釉的制备研究

采用单因素试验法对R_2O-RO-ZnO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-B_2O_3-ZrO_2系统进行调试,研制出一种适合辊道窑快烧的低成本低锆乳浊熔块釉,在线使用效果优良。通过对釉面Lab色值的对比研究,分析配方组成对釉面效果的影响;采用XRD分析推测低锆釉的乳浊机理。

组分对(K,Na)2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2系分相乳浊釉性能的影响

采用正交试验法探究组分对(K,Na)2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2系分相乳浊釉性能的影响,结果表明,(K,Na)2O/CaO、Al2O3的变化致使釉的熔融温度和表面张力发生改变,对釉面光泽度影响较大,而Al2O3、SiO2含量的变化主要改变Al、Si在釉中的配位多面体状态以及Si对游离氧的争夺,因此对釉面乳浊白度有较大影响。(K,Na)2O/CaO值的变化影响了釉中网络改性剂的含量,B2O3摩尔含量的变化影响了釉中[BO3]、[BO4]的相对含量,因此两者改变了釉玻璃的结构致密程度进而影响釉面硬度。最优条件下制得釉样白度高于正交试验所有试样,釉式为0.5mol(K,Na)2O-0.5molCaO-0.4molAl2O3-0.4molB2O3-6molSiO2,全熔块制备工艺条件下,釉样白度为58.2%,光泽度为89.3%,维式硬度为669.33 HV,釉面针孔缺陷得到显著改善。

P2O5对(K,Na)2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2系分相乳浊釉性能及结构的影响

在(K,Na)2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2分相乳浊釉中引入P2O5,用热膨胀仪、色度仪、维氏硬度计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱等测试方法探究其对釉面性能及釉玻璃结构的影响。结果表明:釉面白度和维氏硬度随P2O5引入量的增加而显著提高,白度由46.58%提高至71.79%,维氏硬度由737.94 HV提高至1 153.03 HV;在P2O5组分引入量较低时(0.58%,摩尔分数,下同),[PO4]易夺取基质玻璃相中[BO4]的桥氧促使[BO4]向[BO3]转变,促进釉熔体分相,此时P2O5多存在于富硼分相液滴中。当P2O5组分引入量较高时(1.15%~1.72%),液滴相与基质相之间的界面为釉中晶体成核提供条件,釉中析出六棱柱形Ca3(PO4)2晶体,异相粒子与基质相之间的折射率差值提高,且Ca3(PO4)2晶体尺寸在可见光波长范围内,Mie散射作用加强,釉面白度提升;同时,釉玻璃结构的致密度随[PO4]含量的增加而提升,促使釉面维氏硬度提高。