陕西科技大学材料学院《陶瓷工艺学》课件第三章 釉料.ppt

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1、第三章第三章 釉料釉料3.1 釉料概述釉料概述3.2 釉的性质釉的性质3.3 釉配方确定的依据釉配方确定的依据3.4 釉料配方的计算釉料配方的计算3.5 釉层形成过程的反应釉层形成过程的反应3.6 釉的析晶釉的析晶3.7 坯釉适应性坯釉适应性1釉及其作用釉及其作用制釉原料及釉的分类制釉原料及釉的分类釉的组成及表示方式釉的组成及表示方式几种常见釉举例几种常见釉举例釉的特点釉的特点3.1 釉料概述釉料概述2釉的作用釉的作用 (1)装饰：提高艺术、欣赏价值。装饰：提高艺术、欣赏价值。(2)改善制品的各种性能：改善制品的各种性能：化学稳定性、防污性、（平滑、表面积减小）化学稳定性、防污性、（平滑、表面

2、积减小）力学性能、电学性能、抗菌性能等等。力学性能、电学性能、抗菌性能等等。3.1.1 釉及其作用釉及其作用釉的概念釉的概念：是附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与：是附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与晶体的连续粘着层。晶体的连续粘着层。3天然原料：石英、钾钠长石、粘土、滑石、石灰石、白云天然原料：石英、钾钠长石、粘土、滑石、石灰石、白云 石、石、硅灰石、锂辉石、锆英石、萤石等硅灰石、锂辉石、锆英石、萤石等。制釉原料制釉原料：天然原料和化工原料天然原料和化工原料化工原料：化工原料：ZnO、SnO2、ZrO2、Pb3O4、BaCO3、Al2O3、SrO、硼砂、硼酸、铅白、密陀僧（硼砂、硼酸、铅

3、白、密陀僧（PbO）等。等。3.1.2 制釉原料及釉的分类制釉原料及釉的分类釉的分类釉的分类4分类的依据分类的依据种类名称种类名称坯体的坯体的种类种类瓷器釉、炻器釉、陶器釉瓷器釉、炻器釉、陶器釉制制造造工工艺艺釉料制作方法釉料制作方法烧成温度烧成温度烧釉速率烧釉速率烧成方法烧成方法生料釉、熔块釉、挥发釉生料釉、熔块釉、挥发釉(食盐釉食盐釉)、自释釉、渗彩釉自释釉、渗彩釉低温釉低温釉(1300C)、易熔釉、难熔釉易熔釉、难熔釉慢速烧成釉、快速烧成釉慢速烧成釉、快速烧成釉一次烧成釉、二次烧成釉一次烧成釉、二次烧成釉 组组 成成主要熔剂主要熔剂主要着色剂主要着色剂长石釉、石灰釉（石灰长石釉、石灰釉（

4、石灰碱釉、石灰碱釉、石灰碱土釉）、锂釉、碱土釉）、锂釉、镁釉、锌釉、铅釉镁釉、锌釉、铅釉(纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土釉纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土釉)、无铅釉、无铅釉(碱釉、碱土釉、碱硼釉、碱土硼釉碱釉、碱土釉、碱硼釉、碱土硼釉)铜红铜红釉、镉硒红釉、铁红釉、铁青釉、玛瑙红釉釉、镉硒红釉、铁红釉、铁青釉、玛瑙红釉 性性质质外观特性外观特性物理特性物理特性透明釉、乳浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光透明釉、乳浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光泽釉、闪光釉、偏光釉、荧光釉（发光釉）、单色釉、泽釉、闪光釉、偏光釉、荧光釉（发光釉）、单色釉、多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、裂纹釉、纹理釉

5、、多色釉、变色釉、结晶釉、金星釉、裂纹釉、纹理釉、水晶釉、抛光釉水晶釉、抛光釉低低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉膨胀釉、半导体釉、耐磨釉、抗菌釉显微显微结构结构玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉玻璃态釉、析晶釉、结晶釉、分相釉用途用途装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等装饰釉、粘接釉、丝网印花釉、商标釉、电瓷釉等53.1.3 釉的组成及表示方式釉的组成及表示方式组成：化学组成和矿物组成和颗粒组成组成：化学组成和矿物组成和颗粒组成组成表示方式：组成表示方式：(1)矿物重量百分组成矿物重量百分组成 工厂配方工厂配方 原料原料 石英石英 长石长石 粘土粘土 石灰石石灰石 滑石滑石 湖南建湘（

6、长石釉）湖南建湘（长石釉）30 55 5 10 唐山某厂（石灰釉）唐山某厂（石灰釉）22 52 12 14 (2)氧化物重量百分组成氧化物重量百分组成(3)分子式、釉式、实验式、摩尔组成表示式分子式、釉式、实验式、摩尔组成表示式a R2Ob RO c R2O3 d RO2其中：其中：a+b=163.1.4 几种常见釉举例几种常见釉举例3.1.4.1 长石釉和石灰釉长石釉和石灰釉 原料原料 石英石英 长石长石 粘土粘土 石灰石石灰石 滑石滑石 湖南建湘（长石釉）湖南建湘（长石釉）30 55 5 10 唐山某厂（石灰釉）唐山某厂（石灰釉）22 52 12 14 0.4408 K2O0.1070 N

7、a2O0.0642 CaO0.3880 MgO0.7188 Al2O30.0114 Fe2O37.1480 SiO2 （湖南建湘）湖南建湘）0.2128 K2O0.1013 Na2O0.5133 CaO0.1724 MgO0.3161 Al2O30.0057 Fe2O330149 SiO2 （唐山某厂唐山某厂）7(1)釉式中釉式中K2O和和Na2O的的mol 数之和不小于数之和不小于0.5。(2)硬度大，光泽度较高，略带乳白色，烧成范围宽。硬度大，光泽度较高，略带乳白色，烧成范围宽。(3)与氧化硅含量较高的坯结合较好（南方瓷）。与氧化硅含量较高的坯结合较好（南方瓷）。(1)釉式中釉式中CaO的

8、的mol 数不小于数不小于0.5。(2)弹性好，透明度好，还原气氛易烟熏，烧成范围窄弹性好，透明度好，还原气氛易烟熏，烧成范围窄。(3)与氧化铝含量较高的坯结合较好（北方瓷）。与氧化铝含量较高的坯结合较好（北方瓷）。长石釉特点长石釉特点（A）石灰釉特点石灰釉特点（B）83.1.4.2 镁质釉及其特点镁质釉及其特点(1)由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物MgO在釉式中的含在釉式中的含(2)量不小于量不小于0.5 mol。(2)热膨胀系数小，不易烟熏，有利于白度和透光度的提高，热膨胀系数小，不易烟熏，有利于白度和透光度的提高，烧成范围宽。烧成范围宽。(3)对坯体的

9、适应性强对坯体的适应性强3.1.4.3 多熔剂混合型釉多熔剂混合型釉(1)高温釉高温釉（添加含（添加含ZnO、BaO、SrO、Li2O等熔剂的原料）等熔剂的原料）(2)低温釉（添加含低温釉（添加含PbO、B2O3等强熔剂的原料）等强熔剂的原料）93.1.5 釉的特点釉的特点3.1.5.1 大多数釉是玻璃体大多数釉是玻璃体具有普通玻璃的物理化学性质具有普通玻璃的物理化学性质3.1.5.2 釉与玻璃的不同点釉与玻璃的不同点(1)釉层中釉层中含有气泡和晶体。含有气泡和晶体。(2)釉化学组成中氧化铝的较玻璃高。釉化学组成中氧化铝的较玻璃高。(3)釉的熔融温度范围较宽。釉的熔融温度范围较宽。3.1.5.

10、3 产生差异的原因产生差异的原因(1)配方不同。配方不同。(2)烧成制度不同。烧成制度不同。(3)釉与坯体之间的扩散和反应。釉与坯体之间的扩散和反应。10釉的熔融特性釉的熔融特性釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性力学强度和硬度力学强度和硬度化学稳定性化学稳定性热膨胀热膨胀 性和弹性性和弹性光学性质光学性质3.2 釉的性质釉的性质113.2.1 釉的熔融特性釉的熔融特性3.2.1.1 釉的熔融温度范围釉的熔融温度范围 釉的烧成温度一般在其上限附近釉的烧成温度一般在其上限附近开始熔融温度开始熔融温度 完全熔融温度完全熔融温度软化变形温度软化变形温度 流动温度流动温

11、度 半球温度半球温度 1/3原高温度（国标）原高温度（国标）未烧未烧始熔始熔温度温度半球温度半球温度流动温度流动温度12影响熔融温度范围的因素影响熔融温度范围的因素(1)物料细度物料细度(2)各组分混合均匀程度各组分混合均匀程度(3)物料的化学组成物料的化学组成提高熔融温度范围的成份：提高熔融温度范围的成份：Ai2O3、RO2（SiO2、ZrO2）降低熔融温度范围的成份：降低熔融温度范围的成份：RO（软熔剂）、软熔剂）、R2O（硬熔剂）硬熔剂）软软熔剂熔剂RO：CaO、MgO、ZnO、BaO硬硬熔剂熔剂R2O：Li2O、Na2O、K2O、PbO、B2O313釉的釉的烧成温度的烧成温度的估算估算

12、(1)酸度系数法酸度系数法（C.A）(2)C.A（酸性氧化物酸性氧化物mol数）数）/（碱性氧化物（碱性氧化物mol数）数）式式中：中：RO2 酸性氧化物酸性氧化物mol数；数；R2O、RO、R2O3碱性氧化物碱性氧化物mol数；数；各氧化物分类情况见各氧化物分类情况见P154 注意：注意：Al2O3的的mol数在含铅釉中按数在含铅釉中按RO2计算；计算；B2O3的的mol数在精陶釉中按数在精陶釉中按R2O3计算；计算；C.A 1.4 2.5 烧温度成烧温度成1250 1250 1450C-(3-1)14釉的釉的烧成温度的烧成温度的估算估算（2）熔融温度系数法）熔融温度系数法 （K）式中：式中

13、：易熔氧化物熔融温度系数；易熔氧化物熔融温度系数；难熔氧化物熔融温度系数；难熔氧化物熔融温度系数；易熔氧化物质量分数；易熔氧化物质量分数；难熔氧化物质量分数。难熔氧化物质量分数。各各氧化物的熔融温度系数见氧化物的熔融温度系数见P155表表33K值与熔融温度的关系见值与熔融温度的关系见P155表表34 例题例题153.2.2 釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性3.2.2.1 高温粘度高温粘度 太大（太大（1000Pas）则产生橘釉、针孔、釉面不光亮等缺陷；则产生橘釉、针孔、釉面不光亮等缺陷；太小（太小（Na1+K1+二价价金属离子金属离子高温下降低粘度高温下降低

14、粘度,能力顺序：能力顺序：Pb2+Ba2+Cd2+Zn2+Sr2+Ca2+Mg2+16高温粘度的近似计算高温粘度的近似计算莱曼莱曼低温釉烧成温度时低温釉烧成温度时高温粘度近似计算公式：高温粘度近似计算公式：式中：式中：高温粘度，高温粘度，Pas；粘度指数；粘度指数；釉中釉中SiO2的的质量分数；质量分数；釉中釉中Al2O3的质量分数；的质量分数；上式没有考虑温度变化的影响上式没有考虑温度变化的影响其中：其中：(3-3)(3-4)17 过过大大阻碍气体排出和熔体均化不利于润湿，易产生阻碍气体排出和熔体均化不利于润湿，易产生“缩釉缩釉”过小易造成过小易造成“流釉流釉”，形成针孔缺陷。，形成针孔缺陷

15、。的值约为的值约为0.3N/m影响表面张力的因素：影响表面张力的因素：(1)化学组成：化学组成：(3-5)式中：式中：高温下釉的表面张力，高温下釉的表面张力，N/m；各氧化物表面张力计算因数，各氧化物表面张力计算因数，N/m；对应各氧化物的质量分数。对应各氧化物的质量分数。常见氧化物在不同温度下的常见氧化物在不同温度下的计算因数见计算因数见P158表表3-7表面张力表面张力 （）（B）18规律规律：K2O、B2O3、PbO、Na2O等能明显降低表面张力；等能明显降低表面张力；Al2O3、V2O5、MgO等能明显提高表面张力；等能明显提高表面张力；一、二价金属离子半径越大，对一、二价金属离子半径

16、越大，对 的降低能力越强。的降低能力越强。(2)烧成温度：烧成温度：釉的釉的 随温度升高而降低。随温度升高而降低。式中：式中：T温度下的表面张力，温度下的表面张力，N/m；0T0温度下的表面张力，温度下的表面张力，N/m；b经验系数一般取（经验系数一般取（1 2）10-4，1/K；TTT0，K。（3-6）(3)烧成气氛：烧成气氛：还原气氛下表面张力约比氧化气氛下大还原气氛下表面张力约比氧化气氛下大20，有利于色釉，有利于色釉和熔块釉的烧成，容易消除釉中气泡、针孔。和熔块釉的烧成，容易消除釉中气泡、针孔。19（C）润湿性润湿性润湿性常用润湿角润湿性常用润湿角()来来表示，表示，越小润湿越好越小润

17、湿越好测定方法测定方法：釉粉制成直径：釉粉制成直径10mm,高高10mm的圆柱试样，置于坯的圆柱试样，置于坯上，烧后测定其润湿角上，烧后测定其润湿角()。影响润湿性的因素：影响润湿性的因素：坯釉的化学组成坯釉的化学组成坯釉的坯釉的 坯釉的润湿角坯釉的润湿角()。Lg Sg SL(3-7)90时釉完全润湿坯体表面，才能得到质量良好的釉面。时釉完全润湿坯体表面，才能得到质量良好的釉面。一种釉料在不同的坯体上润湿性能不同。一种釉料在不同的坯体上润湿性能不同。注意：注意：203.2.3 力学强度和硬度力学强度和硬度（A）力学强度力学强度 抗压强度一般为抗压强度一般为400700MPa 抗张强度一般为抗

18、张强度一般为110130MPa影响抗张强度的因素：影响抗张强度的因素：(1)化学组成化学组成 玻璃结构网络的完整性玻璃结构网络的完整性釉釉强度计算强度计算加和性法则，各氧化物计算因子见下表加和性法则，各氧化物计算因子见下表CaOBaOZnOPbOAl2O3B2O3SiO2MgONa2O K2OP2O5抗张0.200.050.150.030.050.070.090.010.020.010.08抗压0.200.650.600.481.00.91.231.100.520.050.0821(2)微不均匀性和缺陷微不均匀性和缺陷(3)残余应力和温度残余应力和温度（B）硬度硬度 硬质瓷硬质瓷划痕划痕硬度硬

19、度釉面硬度一般为釉面硬度一般为 莫氏硬度莫氏硬度78；维氏硬度；维氏硬度52007500MPa 影响硬度的因素：影响硬度的因素：(1)化学组成：适应加和性法则计算因子如下：化学组成：适应加和性法则计算因子如下：SIO2B2O3Na2OK2OPbOCaOZnOBaOAl2O310.06.1-3.7-10.2-10.9-4.3-0.6-0.7-3.5(2)矿物组成：釉层中析出微晶体的种类和数量。矿物组成：釉层中析出微晶体的种类和数量。锆英石、尖晶石、莫来石、金红石、钙长石、硅灰石等。锆英石、尖晶石、莫来石、金红石、钙长石、硅灰石等。B2O315%，1012%，时在硼时在硼硅酸盐釉玻璃中硬度最大硅酸

20、盐釉玻璃中硬度最大22(3)釉的膨胀系数和弹性模量釉的膨胀系数和弹性模量釉的膨胀系数应该略小于坯的膨胀系数使釉受到压应力；釉的膨胀系数应该略小于坯的膨胀系数使釉受到压应力；弹性模量小弹性好均有利于硬度的提高。弹性模量小弹性好均有利于硬度的提高。3.2.4 化学稳定性化学稳定性（A）釉受水、碱和酸的侵蚀机理釉受水、碱和酸的侵蚀机理(1)水侵蚀机理水侵蚀机理 SiOR+HOH SiOH+R+OH-SiOSi +OH-SiOH+SiO-SiO-+HOH SiOH+OH+生成物：生成物：Si(OH)4 nH2O或者或者SiO2 xH2O类似硅凝胶类似硅凝胶23(2)碱侵蚀机理碱侵蚀机理 SiOSi +

21、Na+OH-SiOH+SiO-Na+(3)酸侵蚀机理酸侵蚀机理 一般酸（一般酸（HF例外）不与釉发生反应，但稀酸中的水侵蚀。例外）不与釉发生反应，但稀酸中的水侵蚀。SiOSi +H+F-SiOH+SiF釉釉玻璃与玻璃与HF的反应剧烈（有利用价值）的反应剧烈（有利用价值）有机酸中的有机阳离子在溶液中对釉玻璃有侵蚀作用有机酸中的有机阳离子在溶液中对釉玻璃有侵蚀作用(HAC)（B）釉化学稳定性与其化学组成的关系釉化学稳定性与其化学组成的关系(1)R2O降低化学稳定性降低化学稳定性,用碱土用碱土RO代替代替R2O能够提高能够提高(2)釉的化学稳定性。釉的化学稳定性。(2)SiO2、ZrO2能够提高化学

22、稳定性。能够提高化学稳定性。(3)Al2O3、ZnO能够提高化学稳定性。能够提高化学稳定性。243.2.5 热膨胀热膨胀 性和弹性性和弹性（A）热膨胀性热膨胀性 热震动振幅增大，化学键力约束。热震动振幅增大，化学键力约束。常用热膨胀性系数（常用热膨胀性系数（）来表示：）来表示：（38）各类陶瓷制品的热膨胀性系数各类陶瓷制品的热膨胀性系数P163表表39釉的热膨胀系数与组成中各氧化物的关系符合加和性法则，釉的热膨胀系数与组成中各氧化物的关系符合加和性法则，计算时各氧化物的量用摩尔分数结果与实测值较吻合。计算时各氧化物的量用摩尔分数结果与实测值较吻合。规律规律:(1)SiO2和和Al2O3（硼釉除

23、外）降低热膨胀系数；硼釉除外）降低热膨胀系数；(2)R2O和和RO提高热膨胀系数，且提高热膨胀系数，且R2O的能力强；的能力强；25（B）弹性弹性常用弹性模量来表示弹性，它们之间互为倒数关系。常用弹性模量来表示弹性，它们之间互为倒数关系。影响弹性的因素影响弹性的因素(1)釉的化学组成：釉的化学组成：金属离子半径大、电荷少的氧化物降低弹性模量金属离子半径大、电荷少的氧化物降低弹性模量 例如：例如：K2O、Na2O、BaO、SrO离子半径小、极化能力强的金属离子提高弹性模量离子半径小、极化能力强的金属离子提高弹性模量 例如：例如：Li2O、BeO、MgO、Ai2O3、TiO2、ZrO2硼硼反常现象

24、反常现象：B2O315 后加入的部分降低弹性模量后加入的部分降低弹性模量釉的弹性模量与组成中各氧化物的关系符合加和性法则。釉的弹性模量与组成中各氧化物的关系符合加和性法则。提高能力顺序：提高能力顺序：CaOMgO B2O3FeO Ai2O3 BaOZnOPbO26(2)釉的析晶釉的析晶 冷却时析出晶体的釉，晶粒小于冷却时析出晶体的釉，晶粒小于0.25 nm且分布均匀，且分布均匀，则提高弹性模量。反之，降低弹性模量。则提高弹性模量。反之，降低弹性模量。(3)温度的影响温度的影响 弹性模量随温度的升高而升高（弹性降低）。弹性模量随温度的升高而升高（弹性降低）。(4)釉层厚度釉层厚度 釉层愈厚弹性模

25、量愈大（弹性越小）。釉层愈厚弹性模量愈大（弹性越小）。瓷釉的弹性模量瓷釉的弹性模量 （5.716.48）104MPa3.2.6 光学性质光学性质（A）光泽度光泽度釉面对可见光的反射能力。釉面对可见光的反射能力。（39）27IDI0Ir式中：式中：I0入射光强度；入射光强度；Ir镜面反射光强度；镜面反射光强度；ID漫反射光强度。漫反射光强度。国标规定国标规定，用黑色平板玻璃作为标准板，釉面反光量与标准，用黑色平板玻璃作为标准板，釉面反光量与标准板的反光量之比即为釉面的光泽度，用百分比表示。板的反光量之比即为釉面的光泽度，用百分比表示。影响光泽度的因素影响光泽度的因素(1)釉玻璃的折射率：折射率愈

26、大，光泽度愈强。釉玻璃的折射率：折射率愈大，光泽度愈强。大密度元素大密度元素(Pb、Ba、Sr、Sn)密度大密度大折射率大折射率大 水晶釉是典型的高光泽度釉。水晶釉是典型的高光泽度釉。28(2)釉面平整度、光滑度。釉面平整度、光滑度。(3)釉层中析晶降低光泽度。（快速冷却的意义）釉层中析晶降低光泽度。（快速冷却的意义）（B）白度白度国标：国标：利用白度仪测定釉面对白光的反射量与化学纯的利用白度仪测定釉面对白光的反射量与化学纯的氧化镁对白光的反射量二者之比，即为试样的白度。氧化镁对白光的反射量二者之比，即为试样的白度。影响白度的因素影响白度的因素(1)坯料的化学组成：着色氧化物少，白度高。坯料的

27、化学组成：着色氧化物少，白度高。(2)烧成气氛：铁多钛少烧成气氛：铁多钛少 还原气氛还原气氛 铁少钛多铁少钛多 氧化气氛氧化气氛(3)添加剂：氧化钴、滑石、骨灰等添加剂：氧化钴、滑石、骨灰等高级日用瓷白度高级日用瓷白度70以上，普通日用瓷以上，普通日用瓷65以上以上29（C）色釉的主波长、色饱和度和明度色釉的主波长、色饱和度和明度主波长：主波长：决定色釉的色调。决定色釉的色调。色饱和度：色饱和度：决定颜色的深浅。决定颜色的深浅。明度：明度：决定颜色的明快程度。决定颜色的明快程度。30釉配方的网络化学基础釉配方的网络化学基础釉中各氧化物的作用釉中各氧化物的作用釉料配方的配制原则釉料配方的配制原则

28、釉料配方的确定釉料配方的确定试验方案的设计试验方案的设计3.3 釉配方确定的依据釉配方确定的依据313.3.1.釉配方的网络化学基础釉配方的网络化学基础（1）网络形成剂的特征）网络形成剂的特征（A）氧化物阳离子场强大（电荷数氧化物阳离子场强大（电荷数/半径平方）半径平方）P170表表312 规律：规律：Z/r21420 能形成玻璃能形成玻璃网络形成剂网络形成剂 SiO2 B2O3网络外体网络外体 R2O RO网络中间体网络中间体 Al2O3 釉釉(玻璃玻璃)结构结构无规则网络无规则网络32氧化物阳离子半径r（nm）阳离子电荷z阳离子场强z/r2形成玻璃的能力SiO2B2O3P2O5GeO2Li

29、2ONa2OK2OCaOMgOSrOBaOZnOPbO0.0420.0230.0350.0530.0680.0970.1330.0990.0660.1120.1340.0740.1204354111222222226756704080142022011060210460160110360140形成硅酸盐玻璃形成硼酸盐玻璃形成磷酸盐玻璃形成锗酸盐玻璃不能形成玻璃 阳离子场强与其形成玻璃的能力阳离子场强与其形成玻璃的能力 33（B）氧化物键强大氧化物键强大 （单键强度分解能（单键强度分解能/阳离子配位数）阳离子配位数）规律：单键强度规律：单键强度 335KJ/mol 是网络形成剂（孙汉光）是网络形

30、成剂（孙汉光）表表313 网络形成氧化物单键能网络形成氧化物单键能氧化物氧化物阳离子价数阳离子价数 氧化物分解能（KJ/mol）配位数单键能（KJ/mol）单键能/熔点（KJ/molK）B2O3SiO2GeO2Al2O3B2O3P2O5V2O5As2O5Sb2O5ZrO23443355554149017701803168213261490185018781460181820293444（6）444444984444524233303724643684693773642933562853390.6860.2220.3260.1950.510.4350.5480.3970.49834单键能单键能/

31、熔点熔点0.21（Rawson）易形成易形成 玻璃玻璃（C）氧化物化学键为极性共价键（混合键）氧化物化学键为极性共价键（混合键）键角易变，键长不易变。键角易变，键长不易变。规律：离子键成份占规律：离子键成份占3955能形成稳定的玻璃。能形成稳定的玻璃。表表314 氧化物的键性与玻璃形成能力氧化物的键性与玻璃形成能力氧化物配位数结果类型键的离子性形成玻璃能力SO2B2O3SiO2GeO2Al2O2MgONa2O43或4444或64或66或8分子结构层状结构三维空间结构三维空间结构刚玉型结构NaCl型结构CaF2型结构20425055607080不能形成玻璃形成玻璃形成稳定玻璃形成稳定玻璃难成玻璃

32、不能形成玻璃不能形成玻璃35（D）熔体结构熔体结构 阴离子聚合程度大；阴离子团对称性低；熔点粘度大的阴离子聚合程度大；阴离子团对称性低；熔点粘度大的 熔体易形成玻璃。熔体易形成玻璃。（2）网络外体）网络外体 （助熔剂）（助熔剂）特征：特征：单键强度单键强度 Na2O K2O Li2O 在无铅釉中在无铅釉中使用可使釉的热膨胀系数降低，光泽度使用可使釉的热膨胀系数降低，光泽度高，强度和耐酸性有一定的提高。高，强度和耐酸性有一定的提高。Na2O 降低弹性和抗张强度，提高热膨胀系数，光泽度差。降低弹性和抗张强度，提高热膨胀系数，光泽度差。K2O 常由钾长石引入，比钠长石熔融温度范围宽，粘度大，常由钾长

33、石引入，比钠长石熔融温度范围宽，粘度大，其他性能都优于钠长石，但用量也不能太大。其他性能都优于钠长石，但用量也不能太大。（6）ZnO 少量（少量（2左右）降低成熟温度，加宽成熟范围，改善釉左右）降低成熟温度，加宽成熟范围，改善釉 的的力学性能，提高釉的光泽度和白度（乳浊作用）。在结晶釉和大力学性能，提高釉的光泽度和白度（乳浊作用）。在结晶釉和大红釉也有重要的作用。红釉也有重要的作用。39（7）PbO 最强的熔剂。硅酸铅玻璃折射率高，光泽度高。适量的最强的熔剂。硅酸铅玻璃折射率高，光泽度高。适量的 引入与碱金属氧化物相比可以降低高温粘度，加宽熔融范围；引入与碱金属氧化物相比可以降低高温粘度，加宽

34、熔融范围；提高强度、光泽度和弹性；降低热膨胀系数。在低温釉中大提高强度、光泽度和弹性；降低热膨胀系数。在低温釉中大 量使用釉的强度和热稳定性降低。量使用釉的强度和热稳定性降低。（8）B2O3 强熔剂，降低釉的熔融温度，温度升高粘度降低大，有利强熔剂，降低釉的熔融温度，温度升高粘度降低大，有利 于釉面的铺展，提高釉玻璃的折射率（光泽度），适量加入于釉面的铺展，提高釉玻璃的折射率（光泽度），适量加入 可以降低热膨胀系数，提高化学稳定性。过量导致釉的各种可以降低热膨胀系数，提高化学稳定性。过量导致釉的各种 性能变差。性能变差。1000C以上易挥发。以上易挥发。（9）BaO 助熔剂，少量引入可以提高釉

35、的光泽度和力学强度，代替助熔剂，少量引入可以提高釉的光泽度和力学强度，代替CaO和和ZnO能提高釉的弹性。能提高釉的弹性。40（10）SrO 助熔剂，具有助熔剂，具有BaO所有的优点。在改善坯釉适应性、提所有的优点。在改善坯釉适应性、提 高釉面硬度、加宽石灰釉的烧成范围等方面都有很好作用。高釉面硬度、加宽石灰釉的烧成范围等方面都有很好作用。（11）骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等）骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等 骨灰骨灰 可提高光泽度，促进釉料分相，提高白度。可提高光泽度，促进釉料分相，提高白度。瓷粉瓷粉 取代长石调节釉料，可提高釉的熔融温度，取代长石调节釉料，可提高釉的熔融温度，降低釉的高温粘度。减少

36、釉面针孔，提高白度。降低釉的高温粘度。减少釉面针孔，提高白度。乳浊剂乳浊剂 SnO2、TiO2、ZrO2、ZrSiO4、锑化物、磷酸盐锑化物、磷酸盐 着色剂着色剂 Mn、Cr、Co、Fe、Ni、Cu、V、Pr 等的等的 氧化物、化合物或合成颜料。氧化物、化合物或合成颜料。413.3.3 釉料配方的配制原则釉料配方的配制原则（1）满足制品对釉面的性能要求）满足制品对釉面的性能要求日用瓷、强地砖、卫生洁具、电瓷等。日用瓷、强地砖、卫生洁具、电瓷等。（2）釉的成熟温度在坯的烧成范围之内）釉的成熟温度在坯的烧成范围之内一次烧成釉，一次烧成釉，始熔温度应高，成熟范围应宽。避免干釉和始熔温度应高，成熟范围

37、应宽。避免干釉和起泡。起泡。二次烧成釉二次烧成釉，生釉的粘附性要强。，生釉的粘附性要强。（3）坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应）坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应要求：要求：釉釉 坯坯 （略（略小于小于 微正釉微正釉 受压应力）受压应力）E釉釉 E坯坯 （釉有较大的弹性对机械应力、热应力（釉有较大的弹性对机械应力、热应力 的适应能力强）的适应能力强）42（4）坯釉的化学组成相适应）坯釉的化学组成相适应坯釉的化学组成一般应有一定的差别，常用坯釉的化学组成一般应有一定的差别，常用C.A控制。控制。瓷坯瓷坯C.A1 2 瓷釉瓷釉C.A1.8 2.5陶坯陶坯C.A1.2 1.3 陶釉陶釉C.A1.5 2

38、.5（5）合理选择原料）合理选择原料 既要保正生产工艺性能和釉面质量，又要经济合理。既要保正生产工艺性能和釉面质量，又要经济合理。MgO 由滑石、白云石、菱镁矿由滑石、白云石、菱镁矿、MgO引入效果差别很大。引入效果差别很大。PbO 通常由铅丹引入，不用碱式碳酸铅。通常由铅丹引入，不用碱式碳酸铅。Al2O3通常由长石引入，不用粘土。通常由长石引入，不用粘土。433.3.4.釉料配方的确定釉料配方的确定（1）掌握必要的资料）掌握必要的资料（A）坯料的化学和物理性质：组成、坯料的化学和物理性质：组成、加热过程的物理化学、加热过程的物理化学 变化、烧成温度范围和气氛等。变化、烧成温度范围和气氛等。（

39、B）釉的性能要求：光学、力学、电学、热学和化学稳定性等釉的性能要求：光学、力学、电学、热学和化学稳定性等（C）制釉原料的化学组成、纯度、细度及工艺性能。制釉原料的化学组成、纯度、细度及工艺性能。（D）燃料种类、烧成方法和烧成气氛等。燃料种类、烧成方法和烧成气氛等。（2）釉料配方的确定方法）釉料配方的确定方法（A）借助成功的经验借助成功的经验 根据制品的种类特点，查阅资料参考成功的配方，结合可根据制品的种类特点，查阅资料参考成功的配方，结合可选用原料的组成和性能，生产厂的生产工艺条件，通过计算、选用原料的组成和性能，生产厂的生产工艺条件，通过计算、调整、试验、性能测试等环节，最后得出各方面性能满

40、意同时调整、试验、性能测试等环节，最后得出各方面性能满意同时又经济合理的最优配方。又经济合理的最优配方。44（B）借助三元系统相图借助三元系统相图相图特点相图特点：只考虑三组分，缓慢升温的平衡过程。：只考虑三组分，缓慢升温的平衡过程。釉的特点釉的特点：多组分系统，快速升温的非平衡过程。：多组分系统，快速升温的非平衡过程。（C）利用釉的组成温度图利用釉的组成温度图 P175 图图33abc1 41 51 6Al2O3SiO21:202.52.01.51.00.5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131:10Al2O3/SiO245该图对应釉式该图对应釉式 0.3R2O 0.7ROn

41、Al2O3 mSiO2其中其中：R2OK2O+Na2O ROCaO+MgO例如：图中例如：图中a、b、c 三点，成熟温度均为三点，成熟温度均为1300C，釉式如下：釉式如下：点点a：0.3R2O0.7RO2.04Al2O3 10.20SiO2点点b：0.3R2O 0.7RO1.85Al2O3 11.10SiO2点点c：0.3R2O 0.7RO1.71Al2O3 12.0SiO246（D）参考测温锥的组成进行配方参考测温锥的组成进行配方 每一个标号的测温锥都有确定的组成。每一个标号的测温锥都有确定的组成。SK7起熔剂不变，起熔剂不变，铝硅比不变，氧化铝每锥号增加铝硅比不变，氧化铝每锥号增加0.1

42、(4),0.2(4)0.3(3)。某标定。某标定温度组成的锥料作为釉料时，该釉的烧成温度应当比标定温温度组成的锥料作为釉料时，该釉的烧成温度应当比标定温度高度高45个锥号。个锥号。例如：欲设计例如：欲设计1350C 成熟的釉，试确定参考釉式。成熟的釉，试确定参考釉式。1350C 锥号锥号SK12 12（4 5）7 8 参考参考SK7、SK8的组成的组成 SK7：0.3K2O 0.7CaO0.7Al2O3 7.0SiO2SK8：0.3K2O 0.7CaO0.8Al2O3 8.0SiO2473.3.5 试验方案的设计试验方案的设计（1）变更釉料的一个组分）变更釉料的一个组分 为了使釉的某一性能符合

43、一定的要求（坯料或制品），而为了使釉的某一性能符合一定的要求（坯料或制品），而该性能主要与一个组分有关时。该性能主要与一个组分有关时。例如：初步拟订例如：初步拟订1000C烧成的釉配方如下：烧成的釉配方如下：0.1Na2O 0.3CaO 0.6PbO0.2Al2O3 1.6SiO2调节坯釉适应性只需调整调节坯釉适应性只需调整SiO2的含量的含量1.60.2得两个配方得两个配方 0.1Na2O 0.3CaO 0.6PbO0.2Al2O3 1.4SiO2 0.1Na2O 0.3CaO 0.6PbO0.2Al2O3 1.8SiO2（A）（B）481）分别将）分别将A和和B制成等细度、等密度两种釉浆。

44、制成等细度、等密度两种釉浆。2）将两种釉浆按一定比例（比如下图）调制成一组只有）将两种釉浆按一定比例（比如下图）调制成一组只有SiO2 不同的釉料。不同的釉料。1#配方：配方：100A SiO2 1.42#配方：配方：87.5A+12.5B SiO2 1.4255#配方：配方：50A+50B SiO2 1.57#配方：配方：25A+75B SiO2 1.551 2 3 4 5 6 7 8 9 B1.6 ASiO2 1.43）9种釉料施在同一种坯料试片上种釉料施在同一种坯料试片上1000C下试烧，选优。下试烧，选优。49（2）变更釉料的两个组分）变更釉料的两个组分 四角配料法四角配料法例如：初步

45、拟订例如：初步拟订1390C烧成的釉配方如下：烧成的釉配方如下：0.3K2O 0.7CaO1.5Al2O3 8.0SiO2通过变更通过变更SiO2 和和 Al2O3的的含量选优。含量选优。SiO2：8.04 （4，12）Al2O3：1.5 1 （0.5，2.5）0.3K2O 0.7CaO2.5Al2O3 12.0SiO2 0.3K2O 0.7CaO2.5Al2O3 4.0SiO2 0.3K2O 0.7CaO0.5Al2O3 4.0SiO2（A）0.3K2O 0.7CaO0.5Al2O3 12.0SiO2（B）（C）（D）等密度、等细度四种调配得一组（等密度、等细度四种调配得一组（25个）试烧选

46、优。个）试烧选优。50SiO2Al2O34 6 8 10 122.52.0 1.51.00.511034578692231920151413121124251721162218ABDC四种釉料等密度、等细度按上图调配得一组（四种釉料等密度、等细度按上图调配得一组（25个）个）釉料试烧选优。釉料试烧选优。51配方配方 6 组成：组成：75C+25AAl2O375 2.5+25 0.52.0 SiO24.0釉式：釉式：0.3K2O 0.7CaO2.0Al2O3 4.0SiO2同理配方同理配方10组成：组成：75D+25B釉式：釉式：0.3K2O 0.7CaO2.0Al2O3 12.0SiO2配方配

47、方8组成：组成：（50 6#）+（50 10#）釉式：釉式：0.3K2O 0.7CaO2.0Al2O3 8.0SiO2按照数学的方法把四角配料图看成平面直角坐标系读数即可。按照数学的方法把四角配料图看成平面直角坐标系读数即可。52（3）变动釉料的三个组分）变动釉料的三个组分 三角配料法三角配料法为了得到性能优异的釉料通常需要同时调整三个组分为了得到性能优异的釉料通常需要同时调整三个组分例如：基础釉配方如下：例如：基础釉配方如下：为了考察不同熔剂的作用效果分别以为了考察不同熔剂的作用效果分别以0.3mol的的BaO和和MgO取代取代CaO得到得到B和和C两种釉。两种釉。0.3K2O 0.7CaO

48、0.6Al2O3 3.8SiO2（A）0.3K2O 0.4CaO 0.3BaO 0.6Al2O3 3.8SiO2（B）0.3K2O 0.4CaO 0.3MgO 0.6Al2O3 3.8SiO2（C）53123546109871511121314ABC255075100利用三角配量法利用三角配量法A、B、C三组分，同密度、同细度按比例三组分，同密度、同细度按比例调制（参考下图），得到一组（调制（参考下图），得到一组（15个）配方，试烧选优。个）配方，试烧选优。各个点的配方计算同三元相图各个点的配方计算同三元相图4#：50 A+50 B 0.3K2O 0.55CaO 0.15BaO 0.6Al2O

49、33.8SiO25#：50 4#+50 6#0.3K2O 0.55CaO0.075MgO0.075BaO同上同上54（4）正交实验设计）正交实验设计 四个以上组分四个以上组分（因素）（因素）调整调整 在参考资料较少的情况下采用正交实验方法可以减少实验次在参考资料较少的情况下采用正交实验方法可以减少实验次数，找到各因子之间数，找到各因子之间 的内在关系，获得最佳因子组合（配方）。的内在关系，获得最佳因子组合（配方）。正交实验设计正交实验设计利用规格化的利用规格化的正交表正交表来安排实验的多因素来安排实验的多因素优选设计方案。优选设计方案。正交表：正交表：正交表通常用正交表通常用L来表示，不同因素

50、和水平的正交表来表示，不同因素和水平的正交表有不同的表示数值。例如有不同的表示数值。例如 L8(27)表示可以安排表示可以安排7个因素，每个因素，每个因素有个因素有2种水平，共做种水平，共做8次实验的正交表。次实验的正交表。正交表的纵列数，指最正交表的纵列数，指最多可安排的因素个数多可安排的因素个数L9(34)正交表的代号正交表的代号正交表的横行数正交表的横行数也表示实验个数也表示实验个数正交表的水平数正交表的水平数55符号符号L9(34)代表的正交表如下表代表的正交表如下表（列号列号）表示实验欲确定的）表示实验欲确定的因素因素（4个），表中数字分别是各因素的变化个），表中数字分别是各因素的变