無錫工藝職業(yè)技術學院,江蘇 宜興 214206
陶瓷是陶器與瓷器的總稱。中國在瓷器文化上有很大的發(fā)展,在世界上享有“瓷國”的稱號,因此中國陶瓷在世界陶瓷有著很高的地位,并且中國陶瓷文化的發(fā)展在世界上也起著領導性的作用,中國陶瓷在陶瓷藝術上的成就已達到了極致。附著在陶瓷表面的一層玻璃質稱作釉,釉賦予陶瓷更廣泛的實用價值和美學意義。陶瓷釉料種類繁多,根據陶瓷產品呈現出來的釉面效果,可以分為透明釉、顏色釉、結晶釉、金屬釉、裂紋釉等,其中金屬釉因為金屬釉仿古磚而為大家所熟悉[1]。在所有的材料大類中,作為裝飾材料使用時,金屬材料具有名貴、華麗的藝術效果,因而深受消費者喜愛,但金屬材料價格昂貴,在戶外使用時耐候性差,這些缺點局限了其在建筑裝飾材料、日用陶瓷、藝術陶瓷上大規(guī)模使用,只能采取少許裝飾在日用陶瓷、建筑陶瓷表面,起到點綴粉飾的作用,因而人們研究出了具有同樣效果的金屬釉。金屬釉是一種新型的陶瓷藝術釉,它不僅具有金屬裝飾材料所擁有的金屬光澤,還具有原料廣泛、價格低廉、耐候性好等特點,因而在建筑陶瓷、日用陶瓷和藝術陶瓷中占有一席之地。因此本文主要介紹金屬釉的研究及其展望。
金屬釉是指在陶瓷基礎釉中加入一種或多種不同含量的鈷、錳、鐵、鎳、銅、礬等著色金屬氧化物,在高溫下達到飽和,析出晶體,在陶瓷制品表面產生類似金屬光澤的藝術效果。
金屬光澤釉種類繁多,要形成金屬光澤釉基本上都會在配方中添加一定量的MnO2、CuO、CoO、V2O5等金屬氧化物[2]。有研究表明,這些金屬氧化物的加入最終并不是簡單的在過飽和狀態(tài)下以金屬析出的方式存在于釉體中,也就是說,金屬光澤的產生并不能簡單理解為金屬單質的析出。實際上,通過多種現代材料測試手段如X 射線衍射/能譜分析(XRD/EDS)、掃描電鏡(SEM)、透射掃描電鏡(TEM)等檢測發(fā)現,金屬釉釉層表面能夠析出大量的微小晶體。這些微小晶體定向生長,往往與釉層表面平行,形成一種微觀有序的平衡結構。當釉層表面有一層沿釉面平行生長的晶體后,此時光線照射到釉面時,就會使釉面發(fā)生較強的鏡面發(fā)射,從而產生金屬光澤。陶瓷工作者不斷探索金屬光澤釉的呈色機理,很多研究者均認為這種晶體的結構為尖晶石結構,然而目前還沒有定論,但可以肯定的是,金屬光澤釉金屬光澤的產生是由于Fe、Mn、Ni、Co、V、Cu 等金屬氧化物的加入后,在釉層形成了能夠規(guī)則、平行釉面生長的晶體,由于光線的鏡面反射而引起的特殊效果[3]。實質上,金屬釉也是一種“結晶釉”,只是肉眼完全無法觀測到的微米級尺度晶體,甚至是納米級的晶體。
金屬釉的特點主要包括下面三點:(1)金屬釉作為釉面磚使用時,豐裕了其感染力,為釉面磚的裝飾設計提供了較為寬闊的設想境地,新一代金屬光澤釉可以達到與金屬非常接近的效果。(2)金屬釉作為于陶瓷磚使用時,使得生產工藝方面具有較大的靈活性。陶瓷廠在生產過程中,在不改變原有的生產條件下,可以根據客戶不同的設計需求,配制出不同顏色的金屬光澤釉。(3)金屬釉使用時,其金屬光澤持久亮麗,質地堅韌,賦予了裝飾墻面別樣的魅力;同時,金屬釉還具有陶瓷釉料良好的特性,比如熱穩(wěn)定性好,耐候性強,耐臟不易吸灰塵,不會與空氣中的氣體發(fā)生反應,能夠保持表面長時間的干凈;在施工過程中,還可以將金屬釉與鮮明活潑的淺色釉面磚搭配使用,可以產生動與靜相互結合,明與暗相互交替,完美協(xié)調的藝術效果。
金屬釉的制備方法主要包括下面4 種方法:
將金屬或氧化物制成膠狀液體,再涂敷在陶瓷表面,經750~830℃溫度處理后,就會使釉面產生金屬光澤。使用最多的彩飾料有金水、白金水及各種電光水等。近年來,為了替代昂貴的黃金或白金,又發(fā)展了仿金裝飾的各種技術。
將分解溫度較低的金屬鹽溶液噴涂在熾熱的釉表面上,瞬間就會分解,并與釉面發(fā)生反應,形成Si-O-M 結構的金屬氧化物薄膜或金屬膠體膜。
在陶瓷釉面直接蒸鍍涂層;在制品上先涂上烴氧基鐵,再與氨反應,即形成氮化鐵膜,該方法實際上屬化學氣相沉積CVD 工藝,但它不需要真空設備,沉積的工藝較簡單。另一種工藝方法是首先將液態(tài)的四氯化鈦和氣態(tài)的氨反應,形成固態(tài)的Ti-N-Cl 化合物,將它與陶瓷制品同置于加熱區(qū)中加熱,同時通人氨氣,這樣Ti-N-Cl 固態(tài)化合物就會升華,形成TiN 化合物而堆積在陶瓷制品表面。盡管TiN 可以用于一般陶瓷的裝飾,但要使TiN 膜顏色色彩純粹,對制備工藝技術要求較高,從而也影響了它的廣泛使用[4]。
與大部分陶瓷釉料的制備方法大體一致,除了需要在釉料中加入金屬氧化物(Co、Mn、Fe 等),使得其在高溫中達到飽和狀態(tài),從而析出具有晶體[5]。這也是用來制備金屬釉最常用的方法。
目前,新一代金屬光澤釉制品因為其原料廣泛、成本低、耐酸堿、機械性能良好等優(yōu)點,因此在建筑陶瓷、裝飾藝術陶瓷中占有一席之地,廣受消費者喜愛。但在金屬釉的制備過程中通常會引入鉛(主要存在于熔塊中),由于鉛熔塊制備的釉料光澤度非常好,所以被大量應用于陶瓷釉料的制備中,但鉛是一種重金屬材料,被列為有毒有害物質,所以無鉛環(huán)保金屬釉的研制也是金屬釉的一大研究方向。另外,雖然我國陶瓷釉料的發(fā)展非常迅速,但與部分發(fā)達國家相比仍具有一定的差距,研究試制新型綠色環(huán)保的金屬釉是非常有必要的。在飛速發(fā)展的現代大環(huán)境中,陶瓷釉料向多元化、功能化、精細化不斷發(fā)展,才能長足繁盛。