陶瓷材料工藝學--藝術釉.ppt

1、藝術釉,藝術釉是在顏色釉的基礎上，采用專門的工藝方法，以增加釉面藝術效果的一類釉。 它廣泛裝飾于日用陶瓷、陳設瓷和建筑陶瓷，增加了陶瓷產(chǎn)品的藝術感染力和產(chǎn)品的附加值。,結晶釉,除透明釉是接近于非晶質玻璃體以外，很多類型的釉都含有形狀大小不同的晶體。 乳濁釉中的晶粒尺寸為13m或者更細小。無光釉中晶粒雖較乳濁晶粒大56倍，但仍較小，肉眼不能看出。 天目、油滴、兔毫等釉中的晶粒大小也屬于微晶范疇，只有砂金釉才具有肉眼可見的懸浮小晶粒。 此處所謂結晶釉，是指釉面分布著星形、針狀或花葉形粗大聚晶體的一種裝飾釉。,結晶釉,按釉中結晶劑的種類可將其分為六類，即硅酸鋅、硅酸鈦、硅鋅鉛、錳鈷等結晶釉和砂金釉。

2、常見的結晶形體有星形、冰花、晶簇、晶球，花朵、松針以及纖維狀等。 硅鋅礦和硅鋅鈦系結晶釉制造較普遍，前者易于結晶，晶花大而圓，因而極適于裝飾花瓶類產(chǎn)品。后者晶花比較小，呈松針狀或朵狀小花，容易滿布器皿，對小煙缸、小動物之類藝術品尤為合適。,結晶釉,根據(jù)泰曼析晶理論，熔體析晶首先要有處于過飽和狀態(tài)的成晶物質，以形成晶核。 其次是熔體冷卻時，須在該物質的析晶溫度范圍內進行保溫，以使晶核發(fā)育成長，而保溫溫度和保溫時間的不同選擇，又可以控制晶花的大小和形狀。 如圖111所示，熔體只有在二曲線相交區(qū)才能析出晶體，最好的結晶溫度范圍是t1t2。熔體在近于t1溫度下保溫慢冷，可獲得少量大晶體；在近于t2溫度

3、下保溫慢冷則能獲得多而小的晶體。在兩曲線相交點的相應溫度下保溫，則晶體密集，使釉失透無光。,熔體析晶過程圖,結晶釉,結晶釉是在含氧化鋁低的釉料中加入ZnO、MnO2、TiO2等結晶形成劑使之達到飽和程度而獲得的。 在嚴格控制燒成的過程中，晶核形成并長大。若欲對結晶大小、形狀與出現(xiàn)部位進行控制，則比較困難，在許多情況下帶有偶然因素。 高溫粘度愈大，則愈不易析晶，晶體長大也困難。因而，應選用高溫熔體粘度低的釉料，以促進析晶及晶體長大。 結晶釉用的原料按照它們的作用可分為三類，即晶核劑，熔劑和著色劑。,結晶釉料,結晶釉料常用玻璃粉，它主要調節(jié)釉的高溫粘度與析晶溫度。若玻璃粉用量少則釉高溫粘度大，晶體

4、不易析出與生長。但用量過多，會因引人大量堿金屬氧化物增大了釉的膨脹系數(shù)而導致釉面開裂。 硅鋅礦2ZnOSiO2的析晶與生長速度大，所以常用ZnO作為晶核劑。ZnO用量過多則晶花浮在釉面上使表面粗糙，用量過少則不易析晶。硅-鋅系統(tǒng)結晶釉中ZnO含量為2535。,結晶釉,釉中石英含量多會提高釉的粘度和降低析晶速度。石英數(shù)量少時，減少硅鋅礦晶體的生成，而且釉面易開裂。 由于Al2O3會提高釉的粘度，降低釉的流動性，阻礙晶體的析出與生長，所以結晶釉中通常不會含Al2O3或者含量很低，釉式中的Al2O3的量小于0.1mol。 釉料配方只能使釉料具有析晶能力，合理的燒成制度才能保匪獲得優(yōu)質結晶釉。,結晶釉

5、的溫度控制,燒成制度的重點在于，嚴格掌握最高燒成溫度，關系到能否獲得結晶釉，若溫度過高，晶核全部熔化，即使在析晶溫度下延長保溫時間，也不能獲得晶花。而欠火則由于釉的流動性差，晶核析出太多，造成晶體細小密集和釉面無光。 結晶釉的燒成溫度范圍僅有510。正確選擇1000以上的升溫速率和冷卻階段的析晶保溫溫度，采用氧化焰燒成快速升溫，到達高溫后迅速降溫至一定溫度進行保溫。 硅酸鋅和硅鋅鈦系結晶釉的析晶溫度，一般略高于釉的始熔溫度。,結晶釉的溫度控制,如果由高溫迅速降至此溫度下進行保溫，可得團形放射狀的大晶體，如果在略低于該溫度下保溫，則得松針狀發(fā)育不完全的小晶花。若止火溫度略為偏高晶核少，但因釉的粘

6、度低晶體易長大，常得到大而少的晶花。 圖112為在一般硅碳棒電爐中，燒制上述兩類結晶釉的升溫曲線。,預放晶種的方法,預放晶種的方法，即在施釉前或施釉后的坯體上，在預定的部位放置一定粒度的人工合成晶體，并使它在釉燒溫度下不完全熔化而成為結晶中心。 然后再控制燒成工藝，在析晶溫度處保溫，此時釉料基本上已完全熔化，而新的晶核又難于形成，所以成晶組分只能而且極容易就圍繞預放晶種結晶長大，從而克服了上述缺點。這也是目前研究開發(fā)并采用的一項新技術。,鐵紅釉,鐵紅釉是近期發(fā)展的一種新型朱紅釉，如紅色以斑點狀出現(xiàn)，則稱之為朱斑釉。 它是在含堿和鎂比較多的石灰釉中，添加1115的氧化鐵和同等數(shù)量的骨灰，于氧化焰

7、或還原焰燒成的釉。 氧化燒成的朱斑釉在棕色彩底上呈現(xiàn)出蠶豆大的橘紅色斑塊(紅花)，還原燒成時底色變黑，習慣上稱之為紅結晶釉。 發(fā)現(xiàn)該釉的呈色和結晶機理為析晶和液相分離行為的總效應。,鐵紅釉,該釉分為三層，表面為含較多Ca3(PO4)2的富鐵紅色薄層，中間為含Ca3(PO4)2和鐵都少的棕色或黑色層，底層無色。 在釉熔化的初期，各層處于混濁的液態(tài)，在棕色或黑色熔體中分散著許多偏紅色的富鐵細小熔球，隨著溫度上升各相熔體的粘度、表面張力和密度降低的程度不同，小熔球開始上升并聚集成大熔滴浮到釉表層，其中鐵離子被進一步氧化，因而形成了所謂大紅花， 經(jīng)X射線鑒定，其中有極多高折射率的血紅色a-Fe2O3亞

8、微針晶形成的球晶。,鐵紅釉,由于液相進行二次分離，從而除形成無色底層外，在中間層再次形成富鐵的棕色或黑色連續(xù)相和分散其中的淺黃貧鐵聚集相，這就是所謂的紅結晶釉的“花心”。 如果燒成溫度過高，發(fā)生各相的擴散均勻化，則紅花和花心消失，這就成了朱紅釉。溫度過低影響貧鐵相的聚集，從而獲得無花心的大紅花。,砂金釉,砂金釉是釉內結晶呈現(xiàn)金子光澤的細結晶的一種特殊釉，因其形狀同自然界的砂金石相似而得名。 砂金釉中的微晶體通常是Fe2O3，但也有的為Cr2O3或鈾酸鈉。鐵砂金釉中的微晶呈相互孤立像小金泊一樣閃閃發(fā)光的單個薄片狀晶體。微晶顏色視其粒度而異，最細的發(fā)黃色，最粗的發(fā)紅色。結晶數(shù)量愈多則釉的透明性愈差

9、。,砂金釉,以Fe2O3為晶體的鐵砂金釉，是在紅色坯體上出現(xiàn)氧化鐵結晶。而以Cr2O3為結晶體的鉻砂金釉，晶粒更細小。前者有金星釉之稱，而后者有貓眼釉之稱。 鐵砂金釉中，F(xiàn)e2O3引入量較高(1030)，以求釉熔體對Fe2O3有過飽和特性。Al2O3應盡可能低，以防止熔體高溫粘度太大。SiO2用量0.4mol時，有阻止微晶形成的不利影響。ZnO對形成微晶不利，釉不引入ZnO。PbO能使砂金釉外觀更美麗，它提高砂金釉的光亮度。砂金釉通常制成熔塊釉，但也有用生料釉的。,砂金釉,砂金釉釉層宜厚一些，但一般不超過2mm。釉層過薄時釉色向黑色方向轉化，結晶也小。過厚則不但易發(fā)生流釉與粘足缺陷，而且晶體易

10、出現(xiàn)在釉層深處，效果差。 砂金釉可以施在鐵質坯體上，也可施在非鐵質坯體上。鐵質坯體有利于鐵砂金釉析晶，但由于鐵含量高的坯體，燒結溫度低，燒結溫度范圍窄，對砂金釉的析晶溫度控制不利。,砂金釉,砂金釉的燒成制度對析晶很關鍵。一般采用氧化焰燒成。升溫時宜快速，就這一點看，熔塊釉比生料釉有利。 降溫時，在進入析晶溫度范圍內宜緩慢冷卻，甚至在某一溫度下保溫。一般采用比釉熔化溫度低5080保溫。,無光釉,無光釉的表面對光反射不強烈，沒有玻璃那樣高的光澤度，只在平滑的表面上呈絹狀、蠟狀或玉石狀的光澤。這種釉用在藝術陶瓷和建筑陶瓷上可以獲得特殊的藝術效果,無光釉,無光釉可用以下三種方法來制得： 降低釉燒溫度或

11、增加釉料中的A12O3含量， 用稀氫氟酸溶液輕度腐蝕釉面； 冷卻時使透明釉析出微晶。 控制普通光澤釉中各氧化物比例可以制得無光釉。減少SiO2與增加Al2O3可使釉無光。低溫無光釉的鋁硅比(摩爾比)為1:3，高溫無光釉為1:6。也可以控制氧化率(2SiO2+3B2O3)(RO+R2O+3Al2O3)，高溫無光釉氧化率為4:3，低溫無光釉為3:2。而普通光澤釉為4:1。,無光釉,無光釉的酸度系數(shù)應控制在11.25。例如光澤釉(0.72CaO十0.28K2O) 0.4Al2O32.8SiO2，酸度系數(shù)為1.27，變更組成為(0.72CaO+0.28K2O)0.65Al2O32.6SiO2， 酸度系

12、數(shù)為1.13，即成無光釉。 在粘土多的陶瓷坯體與長石多的瓷器坯體上，形成無光釉的組成范圍是不同的。 高溫無光釉可用生料釉配成，低溫無光釉常用熔塊釉配制。,無光釉,向普通的光澤釉中加人適量的添加物，可制成無光釉。如添置加少量的BaSO4可得到白色無光釉。加入TiO2可得深淺不同的黃色無光釉。加入合成的鋇長石、硅鋅礦也可得到很好的無光釉。也可以用RO取代部分Na2O，以MgO取代部分CaO與K2O，或引入ZnO與SnO2都可以獲得無光釉。 一般采用緩慢冷卻，可以便釉析晶而無光。冷卻過快，會變成透明釉。 無光釉中加人色料即成為無光色釉。,碎紋釉,碎紋釉又稱紋片釉、裂紋釉。釉面上的裂紋是陶瓷產(chǎn)品的一種

13、缺陷，但是碎紋釉是人為地在釉中造成清晰的開裂紋樣，使陶瓷產(chǎn)品具有獨特的藝術效果。 由于裂紋形態(tài)不一，其名也隨之而異，如魚子紋、百圾碎、冰裂紋、蟹爪紋等品種。最名貴的一種叫“金絲鐵線”或“鱔爪紋”，它是在粗疏的黑色紋片中交織著細密的紅、黃色裂紋，色調深，淺的裂紋相互襯托。,碎紋釉,按制備方法的不同，裂紋釉又分為夾層型和鑲嵌型兩種。 夾層型是在制品釉層上再覆蓋一層高膨脹系的色釉，重復焙燒，冷卻時因收縮不一致而形成外層釉裂，由裂紋顯底釉顏色。 鑲嵌型則是利用坯釉膨脹系數(shù)差直接產(chǎn)生釉裂，再用金屬溶液或黑汁浸漬制品使裂紋染色，從而獲得布滿彩色紋路網(wǎng)絡的釉面。浸漬彩料的制品需在750800進行彩燒。,碎紋

14、釉,當坯體組成一定時，釉具有高膨脹系數(shù)是形成裂紋釉的基礎。減少釉中石英含量，增加堿金屬氧化物的含量。 細顆粒石英易熔解于長石熔體中，降低釉膨脹系數(shù)，不易形成裂紋。若釉中未熔解的石英顆粒增多，轉化成方石英的機會也多，易使釉面開片。 同樣的釉，厚釉層較薄釉層易開裂。,碎紋釉,制造碎紋釉時，釉的厚度要厚一些，通常在0.81.5mm。 釉漿的密度要大，且采取多次施釉來保證釉層厚度。 快速燒成時，釉與坯結合不牢固，中間層沒有形成，則冷卻時釉面易布滿網(wǎng)狀裂紋。 若釉燒溫度高，釉中低溫熔劑揮發(fā)，以及釉熔解坯體中的SiO2增多，會使釉的膨脹系數(shù)降低，釉面不易開裂。,碎紋釉,當燒成時間較短時，則燒成溫度愈高的坯

15、體中殘余石英量愈少，生成方石英的機會也少，釉層中的壓應力愈低，從而易于釉裂。 若燒成時間長，坯體中石英剩余量雖少，但因冷卻時間也長，方石英生成充分，坯體的膨脹系數(shù)大，對于組成一定的釉料來說尚不致出現(xiàn)裂紋。 對陶器制品，素燒溫度對釉裂比較敏感，降低素燒溫度或縮短保溫時間則釉易出現(xiàn)碎紋釉。,變色釉,變色釉又稱異光變彩釉。一般色釉是異光同色的，即其顏色不因照射光源的波長而影響。變色釉則在不同光源照射下，釉面呈現(xiàn)不同的顏色，而且這種光敏特性是可逆的稱為變色釉。,變色釉,變色釉由兩部分組成，即基礎釉與專用的著色劑。它是以高級細瓷白釉釉料作為基礎釉，著色劑是以釹，鈰、鋱、錯、釤、銪，鑭、鐿、鈥等混合稀土氧

16、化物，經(jīng)過一定的工藝處理，精制成著色劑。 然后按比例與基礎釉一道配制成釉料，經(jīng)施釉，干燥后入窯燒成，使它在高溫下發(fā)生物理化學變化，生成一種新的固熔體。 該固熔體在不同的光源照射激發(fā)下產(chǎn)生電子躍遷，出現(xiàn)能級差，使釉面呈現(xiàn)不同的顏色。,變色釉,變色釉采用稀土氧化物作著色劑，這是由于鑭系元素的電子層結構比較特殊的緣故。 它們具有6s125d184fx型電子結構，隨著鑭系元素原子序數(shù)的增加，原子最外面二層電子層的排布幾乎無變化，所增多的電子任意分布在7個4f軌道之間，使其電子能級與光譜線條多種多樣，因而可在紫外，可見光以至紅外區(qū)域內吸收與反射各種波長的輻射波，而呈現(xiàn)異光變色的效果。,變色釉,用混合稀土

17、氧化物作著色劑的變色釉其表面反射率較強的波長為：410nm(紫)、440nm(藍)、490nm(青綠)、550nm(綠)、610nm(橙)、650nm(紅)、700nm(紅)， 見圖113。,變色釉表面反射率曲線,變色釉,變色釉的顏色變化取決于可見光范圍內波長反射的各種顏色的比例，實際上取決于照射光源的波長(能量)。如在太陽光下呈淡紫色；在普通燈光下是玫瑰色，在日光燈下呈天青色；在水銀燈下顯深綠色；在高壓鈉燈下呈橙紅色；在鈧鈉燈下呈深藍色。 由于Nd2O3的變色效應明顯，所以變色釉著色劑多用純Nd2O3或富Nd2O3的稀土混合物。這類色劑分別屬于Nd2O3-Pr6O11Sm2O3系統(tǒng)，Nd2O

18、3-Er2O3系統(tǒng)或Nd2O3-Pr6O11-CeO2系統(tǒng)，也有采用CeO2-V2O5系統(tǒng)色劑。,變色釉,色劑中Nd2O3含量會影響變色的靈敏度，一般希望Nd2O3含量大于85。色劑中引入Sm2O3能促進Nd2O3變色，而較多的Pr6O11(2.5)會干擾Nd2O的呈色。 常見的變色色料有兩種類型： 硅酸釹型。富釹氧化物6080，石英2040，硼砂520。 鋁酸釹型。氧化釹5060，氧化鋁3050，硼砂510。,變色釉,以上兩種類型均在12501300煅燒。 硅酸釹型色料可采用品位較低的富釹氧化物來合成，而鋁酸釹型色料須用化學純的氧化釹來合成，否則顏色不正。,金屬光澤釉,金屬光澤釉是指釉面產(chǎn)生色調和光澤等外觀類似某種金屬表面的陶瓷光澤釉。 如金光釉、銀光釉、銅光釉、銅紅色金屬光澤釉等。,金屬光澤釉的制作方法,使釉料含有過量的氧化物，如MnO2、TiO2、PbO、CuO、NiO、Fe2O3、V2O5等。 電鍍法。通過電鍍使釉表面附著一層金屬離子。 熱噴涂法。在熾熱的釉面(600800)噴涂無機金屬鹽溶液或有機金屬鹽溶液，在高溫的熱分解作用下使釉表面形成一層金屬膜。 低溫鍍膜法。在干凈陶瓷釉面上涂覆一層金屬鹽溶液，涂覆時陶瓷制品應加熱。干燥后在600800烤燒，制得金屬氧化物薄膜產(chǎn)生金屬光澤。,金棕色金屬光澤釉釉式,0.016 Li2O 0.246 Na2