乳濁釉在現(xiàn)代陶瓷工業(yè)中,包括日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生潔具等各個(gè)方面都具有廣泛的應(yīng)用。乳濁釉就是在透明釉中加入乳濁劑,是釉中產(chǎn)生細(xì)小結(jié)晶體、氣泡或熔析現(xiàn)象等,對(duì)光線產(chǎn)生散射作用,而獲得的不透明的乳濁狀釉面。乳濁劑是乳濁釉中最關(guān)鍵的成分。在現(xiàn)代陶瓷工業(yè)中常用的乳濁劑主要有:硅酸鋯(ZrSiO4)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化錫(SnO2)、氧化鈰(CeO2)、五氧化二銻(Sb2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁(Al2O3)、含鋰礦物、含磷礦物、氟化物等。本文將從成分、特性、作用和適用范圍等方面對(duì)每一種乳濁劑進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
一、 硅酸鋯(ZrSiO4)
在日用陶瓷和建筑陶瓷中最為常用的的乳濁劑是硅酸鋯。硅酸鋯,分子式為ZrSiO4, 是以鋯英砂(鋯英石)為原料,經(jīng)過(guò)除鐵、鈦、獨(dú)居石等雜質(zhì),超細(xì)粉磨和表面改性等工藝加工而成的。鋯英砂(鋯英石)是一種深層巖漿礦物,為正硅酸鋯。其理論組成為ZrSiO4:67.2%、SiO2:32.8%,并含有少量氧化鐵、氧化鈦等少量雜質(zhì)。
硅酸鋯的乳濁作用非常穩(wěn)定,而且不受燒成氣氛的影響。研究表明,硅酸鋯配入熔塊中的乳濁效果比以生料形式加入到釉中的好是因?yàn)閺娜垠w中析出的硅酸鋯晶粒比殘留的硅酸鋯顆粒小,更接近可見光的波長(zhǎng),從而乳濁度高。對(duì)硅酸鋯乳濁作用影響最大的因素是其顆粒的細(xì)度,顆粒越細(xì),乳濁作用越好。
硅酸鋯在陶瓷釉面中不僅起到乳濁增白的作用,而且能增進(jìn)坯釉結(jié)合,增加釉面的抗水性、耐磨性和硬度,是制造高檔易潔陶瓷所必需的。
硅酸鋯作為乳濁劑還具有原料來(lái)源豐富、加工工藝成熟、性價(jià)比高、綠色環(huán)保等特點(diǎn),能夠滿足陶瓷工業(yè)對(duì)各種級(jí)別硅酸鋯的需求。
目前,在國(guó)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)陶瓷釉用硅酸鋯的企業(yè)還不是特別多。其中,山東金澳科技新材料有限公司為國(guó)內(nèi)最大的硅酸鋯生產(chǎn)和研發(fā)基地。此公司生產(chǎn)的硅酸鋯種類齊全、性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定。
二、氧化鋯(ZrO2)
ZrO2雖然比硅酸鋯的乳濁作用好,但由于價(jià)格昂貴,一般不使用。
三、氧化鈦(TiO2)
在低溫釉料,如白色搪瓷釉中,二氧化鈦(TiO2)是一種有效的乳濁劑。在無(wú)硼釉或含Al2O3高的釉中,TiO2不是一種穩(wěn)定的乳濁劑。它的適用溫度不超過(guò)1150℃。在墻地磚的生產(chǎn)中,目前已有用硅酸鋯和氧化鈦共同作為乳濁劑的鋯-鈦乳濁釉。鈦乳濁釉不能用于還原氣氛燒成。
四、氧化錫(SnO2)
二氧化錫(SnO2)是衛(wèi)生瓷釉中常用的乳濁劑。SnO2在釉中的溶解度很小,未溶解的晶粒懸浮在釉中,從而使釉產(chǎn)生乳濁效果。因?yàn)槭俏慈芙忸w粒產(chǎn)生乳濁,則顯然要求SnO2要磨得很細(xì),才有利于提高乳濁度。加入4-6%的SnO2,釉在氧化條件下燒成,乳濁均勻,釉潤(rùn)滑,金屬光澤強(qiáng),但價(jià)格昂貴。
五、氧化鈰(CeO2)
氧化鈰(CeO2)的乳濁效果很強(qiáng),2.5%的氧化鈰乳濁效果與8%的氧化錫相當(dāng)。但價(jià)格昂貴,所以不常用。
六、五氧化二銻(Sb2O5)
五氧化二銻(Sb2O5)作為陶瓷釉料乳濁劑,易于溶解,不穩(wěn)定。熔塊潔白,而面磚燒成后呈淡黃色。與TiO2一樣,燒成條件有較大變化時(shí),才能像搪瓷一樣使用Sb2O5.
七、氧化鋅(ZnO)
氧化鋅(ZnO)是陶瓷釉料中常用的成分,但一般是作溶劑用的。鋅釉具有強(qiáng)烈的析晶傾向,即使在透明釉中也可以看到大顆粒結(jié)晶。
八、氧化鋁(Al2O3)
氧化鋁(Al2O3)在低熔鋯釉中處于網(wǎng)絡(luò)形成體中,能提高釉的精度,是積極的乳濁成分。它也降低鋯英石釉的溶解度,使析晶的晶粒不再溶解。Al2O3以殘留固相的形式參與固相乳濁行為,在快速燒成中應(yīng)予重視。
九、含鋰礦物
代表礦物為鋰輝石、鋰云母等,一般含鋰礦物有很低甚至是負(fù)的熱膨脹性能,能改善釉面性能,如急冷急熱、硬度、光澤度以及化學(xué)穩(wěn)定性,使一些堿性顏料顏色更鮮艷,是一種良好的礦化劑和絮凝劑,常用來(lái)對(duì)硅酸鋯進(jìn)行表面改性,改善鋯釉性能。
十、含磷礦物
代表礦物是磷灰石,主要用于骨瓷和生物陶瓷,它在釉中能形成乳濁,并能促進(jìn)鋯英石釉中的乳濁效果。
十一、氟化物
代表礦物是冰晶石,主要用于微晶材料中作助晶劑和形成劑。其析晶傾向強(qiáng),在乳濁相中作輔助乳濁劑,有利于最初的晶核形成。