陳祁宇

摘 要：陶瓷磚晶花釉在現(xiàn)代建筑裝飾中被廣泛應(yīng)用，其不僅具備實(shí)用性，同時(shí)也兼顧觀賞性，但在實(shí)際燒制過程中會(huì)受多種因素影響，導(dǎo)致晶花釉實(shí)際效果差強(qiáng)人意。基于此，本文針對(duì)陶瓷磚釉面晶花兼容性分析，而后闡述陶瓷磚燒制工藝要求，最后對(duì)建筑陶瓷磚釉面晶花裝飾效果進(jìn)行研究，以期為相關(guān)人員提供參考幫助。

關(guān)鍵詞：建筑陶瓷磚；釉面晶花裝飾；效果研究

1前言

由于水晶釉晶花的形成受多種因素的影響，主要體現(xiàn)在：結(jié)晶熟化溫度范圍窄、結(jié)晶演化溫度范圍窄、高溫下黏度低、釉料易流動(dòng)，所以大部分產(chǎn)品水晶始終停留在陶瓷圈中所示的過程中。同時(shí)，配方成分不同，相應(yīng)的燒成溫度也會(huì)不同。一般水晶釉的燒成溫度為1250～1280℃，溫度范圍比較窄。同時(shí)，水晶釉中的結(jié)晶體對(duì)溫度變化也比較敏感。當(dāng)燒結(jié)溫度低時(shí)，不能形成晶核。因此，有必要研究水晶花在琺瑯建筑磚上的裝飾效果。

2陶瓷磚釉面晶花兼容性分析

2.1粉料對(duì)縫隙的影響

由于兩種不同鋯石的疊加，透明熔塊對(duì)釉層中形成的氣孔影響最大。鋯石的流動(dòng)性差時(shí)，顆粒間的空隙較多，高溫射出時(shí)，細(xì)小顆粒的溶液會(huì)流動(dòng)，填充空隙。冷卻后易形成孔洞，釉面不光滑。當(dāng)顆粒過大（大于60目）時(shí)，其自身重力會(huì)使下層的彩色鋯石散開，使鋯石的顏色變得不透明。另外，由于鋯石晶粒級(jí)配大、間距大，高溫熔化時(shí)容易包裹氣泡，拋光后容易形成氣孔。顆粒過小（小于250目）時(shí)，顆粒堆積密度大，不利于燒成時(shí)氣體的釋放，容易包上一層釉料，導(dǎo)致形成許多小顆粒。拋光后釉層中出現(xiàn)氣孔[1]。

2.2撒量對(duì)毛孔的影響

涂上彩色鋯石后，再覆蓋一層透明的鋯石。經(jīng)過燒制和拋光，得到鏡面光潔度高的全釉產(chǎn)品。當(dāng)透明鋯石的含量超過一定范圍時(shí)，與彩色鋯石重疊的地方就會(huì)出現(xiàn)氣泡。透明鋯石用量太少，拋光后鏡面不高，釉面不平整。根據(jù)對(duì)膠水灰度和膠粘劑中鋯石用量的實(shí)驗(yàn)，有色鋯石的最佳分布范圍在300～400g/㎡之間。不同透明鋯石用量的實(shí)驗(yàn)表明，分布范圍應(yīng)在700～900g/㎡之間?？紤]到兩種鋯石的相容性，為找出兩種鋯石的適用范圍，進(jìn)行了釉面效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)。當(dāng)有色鋯石用量保持在300g/㎡時(shí)，透明鋯石用量分別為700g/㎡、750g/㎡、800g/㎡、850g/㎡和900g/㎡。當(dāng)透明鋯石用量為700g/㎡和750g/㎡時(shí)，拋光底消失。而在900g/㎡時(shí)，毛孔大于800g/㎡，大于850g/㎡。當(dāng)有色鋯石用量保持在320g/㎡時(shí)，透明鋯石用量為700g/㎡、750g/㎡、800g/㎡、850g/㎡、900g/㎡。當(dāng)透明鋯石用量為700g/㎡時(shí)，拋光底消失。 750g/㎡釉面有時(shí)有黃邊；當(dāng)透明鋯石用量達(dá)到900g/㎡時(shí)，拋光后彩色鋯石覆蓋的區(qū)域出現(xiàn)許多孔洞。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，有色鋯石的最佳分布范圍為300-400g/㎡，透明鋯石的最佳分布范圍為800-850g/㎡。

3陶瓷磚燒制工藝要求

3.1吸水性要求

吸水率是瓷磚的一個(gè)重要指標(biāo)。吸水率越低，瓷磚的抗折性、密封性、強(qiáng)度、耐熱性、耐寒性和耐化學(xué)腐蝕性就越好。此外，吸水率對(duì)磚砂漿的黏結(jié)性能也有很大的影響，吸水率不同，砂漿的黏結(jié)效果也不同。如果瓷磚吸水率低、燒結(jié)性好、氣孔率低，瓷磚的物理機(jī)械錨固機(jī)制就會(huì)減弱，瓷磚的黏結(jié)強(qiáng)度就不會(huì)高。

3.2勾縫膠粉要求

為有效應(yīng)對(duì)瓷磚及粘接材料的熱應(yīng)力變形，最大限度減少瓷磚損耗，需要充分考慮瓷磚接縫膠粉的柔韌性，確保材料具有良好的防水保護(hù)。例如，以硅酸鹽水泥為主要膠凝材料的干粉砂漿，可通過可再分散乳化粉和其他外加劑混合攪拌制備。這種黏結(jié)粉具有良好的施工性和防水性，施工效果好[2]。

3.3建筑陶瓷磚釉面晶花裝飾效果的研究

3.3.1建筑陶瓷磚釉面晶花組成與影響

結(jié)晶釉的成分主要有釉基成分、結(jié)晶劑、結(jié)晶底漆等。

（1）結(jié)晶釉的成分。熔體的主要成分是長(zhǎng)石、石英和高嶺石，其中長(zhǎng)石是熔劑和主要的玻璃形成劑，高嶺石是與坯料結(jié)合的懸浮劑，硅是形成二氧化硅網(wǎng)絡(luò)的結(jié)晶劑。 硅酸鋅、硅酸鈦、硅酸鈣、硅酸鎂等晶體。用氧化物火焰燒制的結(jié)晶釉通常在 1280-1350℃的溫度下燃燒。氧化和儲(chǔ)存需要3-4h才能達(dá)到理想的結(jié)晶效果。這種水晶釉燃燒面積窄，燃燒時(shí)間長(zhǎng)。水晶花可大可小，不適合搬運(yùn)和追蹤。此外，該產(chǎn)品原材料成本高，量產(chǎn)難度大。結(jié)晶釉不需要隔離在再生氣氛中，一次燒成即可。該類釉料適合大批量生產(chǎn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

（2）結(jié)晶釉的作用。結(jié)晶釉與二氧化硅、金紅石和鐵基釉的不同之處在于它使用了多種結(jié)晶劑。氧化鋅是使水晶堅(jiān)果和水晶生長(zhǎng)的初級(jí)結(jié)晶。在高溫?zé)Y(jié)過程中，硅酸鋅在約 750℃ 時(shí)開始形成。隨著溫度升高，2ZnO+SiO2→Zn2SiO4反應(yīng)加快，Zn2SiO4含量增加。但是，當(dāng)釉進(jìn)一步熔化時(shí)，Zn2SiO4 也會(huì)熔入釉中。二氧化鈦?zhàn)鳛楦郊咏Y(jié)晶劑，在釉液中更容易形成金紅石晶體，但形成的晶花較小，不易結(jié)塊。液釉中的石灰和滑石能析出輝石晶體。當(dāng)釉液中含有大量的鈣、鎂離子時(shí)，Ca2+和Mg2+℃在適宜的高溫粘度下，可形成透輝石晶體（aO·MgO·2SiO2）。 SiO4，晶?；蚨讨鶢罹w。這種水晶生長(zhǎng)速度較快，可以長(zhǎng)成理想的水晶花[3]。

（3）有助于結(jié)晶。結(jié)晶劑的成功是結(jié)晶釉研究成功的關(guān)鍵。結(jié)晶助劑的生產(chǎn)方法是選用氧化鋁、石英和一定礦化度兩種不同的堿金屬氧化物，按一定比例準(zhǔn)確稱取物料，用干法混合均勻，將匣缽置于1310±10℃。烘箱烘烤研磨后，過120目篩備用，輔助晶體主要促進(jìn)結(jié)晶、結(jié)晶和保護(hù)晶體生長(zhǎng)。由于結(jié)晶釉是在高溫還原氣氛中燒成，晶種的生長(zhǎng)不是孤立的，結(jié)晶非常重要。輔助晶在高溫熔體下不應(yīng)熔化，其作用是控制晶核，促進(jìn)晶體生長(zhǎng)，防止晶花熔化。結(jié)晶添加劑的作用機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

3.3.2晶花釉面效果分析

釉料粘度對(duì)結(jié)晶有很大影響。釉中熔體的粘度越大，晶體擴(kuò)散的阻力越大，釉中的氣泡往往會(huì)持續(xù)存在。反之，粘度越小，擴(kuò)散作用越明顯，有利于結(jié)晶生長(zhǎng)，但粘度太低的釉容易產(chǎn)生氣泡和針孔，因此釉的化學(xué)成分直接影響釉的結(jié)晶效果。 SiO2是釉料中使用最廣泛的原料。如果配方中的二氧化硅含量高，熔體在高溫下的粘度會(huì)顯著增加，熔體中結(jié)晶的演化速率會(huì)降低。但SiO2含量過少，硅酸鹽結(jié)晶的形成會(huì)減少，出現(xiàn)不規(guī)則的結(jié)晶，造成釉面裂紋。同時(shí)，過高的Al2O3含量不僅會(huì)提高整個(gè)釉料的熔化溫度，還會(huì)增加釉料在高溫下的黏稠度，從而降低釉料的流動(dòng)性，形成逆晶生長(zhǎng)，抑制結(jié)晶.生長(zhǎng)。因此，配方中氧化鋁的用量一定要適中。要想在釉上獲得良好的晶花效果，需要在配方中協(xié)調(diào)好兩種原料的關(guān)系。

3.3.3晶花形成分析

對(duì)配方4#磚燒成拋光后的晶花點(diǎn)進(jìn)行XRD、SEM和EDS分析。樣品的主相為鋯石（Z，SiO），其他相幾乎沒有出現(xiàn)衍射峰。經(jīng)證實(shí)晶花的晶體成分為鋯石，與實(shí)驗(yàn)初步分析一致。晶體區(qū)的主要元素是Zr，O和Si與XRD分析結(jié)果一致，主晶相為鋯石。玻璃相區(qū)檢測(cè)到的主要元素O、Si、Ca、Al、Ba、Mg與晶區(qū)檢測(cè)到的主要元素Zr、O、Si完全不同，這也證實(shí)了ZrSiO晶區(qū)是。在沉淀釉層中[4]。

3.3.4燒制影響分析

正確的燒制系統(tǒng)（包括溫度、氣氛和冷卻曲線）是保證釉面效果的關(guān)鍵。釉料加熱速度可達(dá)1120℃，表面效果不明顯，如果工件能承受高溫，加熱速度會(huì)很快。還原溫度為1120℃，在還原氣氛中迅速升溫至最高燃燒溫度?？鞠浞浅Ｈ菀卓刂?。當(dāng)達(dá)到最高燃燒溫度（1310℃±10℃）時(shí)，保持10-20min。為了調(diào)節(jié)窯內(nèi)溫度，減少上下溫差，使釉的不同化學(xué)成分均勻熔化，燒成后高爐門和煙囪必須完全關(guān)閉，這對(duì)晶粒形狀和釉面生長(zhǎng)至關(guān)重要。

3.3.5燒制效果分析

琺瑯在整個(gè)燒制過程中都處于晶體生長(zhǎng)和熔化的過程中，因此在燒制過程中必須延長(zhǎng)燒制時(shí)間，以形成晶核，加長(zhǎng)隔熱區(qū)的晶體。基于此，在之前的實(shí)驗(yàn)中，選擇了更大的粒徑、140min的燒成時(shí)間、1210℃的最高燒成溫度，利用現(xiàn)有燒成工藝生產(chǎn)的陶瓷釉料，產(chǎn)生了晶花效果。然后，將 1000 ℃ 的快速燃燒系統(tǒng)與最高燃燒溫度為 1220 ℃、燃燒時(shí)間小于 40 min的慢速燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了比較。宏觀上看，燒結(jié)曲線比較平均，但在燒結(jié)曲線以下，粒徑較大且較均勻，而?；捷^小，點(diǎn)分布較大。弧形晶體主條紋長(zhǎng)，晶粒小，外緣光滑。燒弧曲線基本呈圓形，模糊疊加效果明顯。同時(shí)，晶花周圍的邊框也更加清晰?？梢钥闯?，燃燒曲線有效地延長(zhǎng)了熔化溫度區(qū)與晶體生長(zhǎng)之間的隔離時(shí)間，為晶體形成創(chuàng)造了有利條件。這些結(jié)果與之前的分析一致。

3.3.6氧化鋅的影響

為了保證晶色在釉中的正確分布，我們實(shí)施了晶核放置措施，點(diǎn)的放置有助于晶色的形成和生長(zhǎng)。但與此同時(shí)，用作結(jié)晶劑的氧化鋅顆粒的尺寸應(yīng)該更細(xì)，以防止形成危險(xiǎn)的成核位點(diǎn)。釉料含有較大的氧化鋅顆粒，加熱時(shí)不會(huì)完全反應(yīng)，但會(huì)保留下來。在冷卻階段，其余氧化鋅形成固（液）介質(zhì)反應(yīng)，與主要結(jié)晶載體硅酸鋅形成均質(zhì)基體，進(jìn)一步發(fā)展成肉眼可見、無瑕疵的花狀團(tuán)塊. .因此，玻璃中氧化鋅顆粒的直徑一定要小，避免顆粒大[5]。

3.3.7厚度影響分析

釉的厚薄對(duì)水晶釉中水晶花的形成、大小和數(shù)量有一定的影響。釉層厚度的變化會(huì)影響釉液中晶核的形成和生長(zhǎng)。釉層太薄，釉液中晶核量少，晶體生長(zhǎng)困難。當(dāng)釉層厚度控制在2～3mm時(shí)，釉液中晶核分布均勻，有一定的晶體生長(zhǎng)空間，可以使晶花的形成均勻合理。嚴(yán)格控制釉層厚度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。

4結(jié) 語(yǔ)

總而言之，結(jié)晶釉研究的成功在于其合理的化學(xué)成分，尤其是自制的結(jié)晶促進(jìn)劑。無需特殊保溫條件，高溫再生火焰，可適配光釉，水晶適合花朵大小，水晶形狀可為星環(huán)。實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用結(jié)果表明，結(jié)晶無需熱保護(hù)即可適應(yīng)高溫還原氧氣氛。釉面光澤好，晶體大小中等，呈星形或環(huán)狀。光滑，優(yōu)雅，能夠保持自然美。藝術(shù)效果如同人文生活。在配方中采用鋯作為晶核，調(diào)整各組分配比，保證熔體在高溫下良好的黏性，結(jié)合曲線和火焰，使板材拋光后光彩照人，它具有可見的水晶飾面。

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