B₂O₃-TiO₂系窑变陶瓷结晶釉的制备方法

专利名称：B₂O₃-TiO₂系窑变陶瓷结晶釉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种B2O3-TiA系窑变陶瓷结晶釉的制备方法。
背景技术：
有些窑变陶瓷釉是由熔体相分离形成的，即具有特定化学组成的高温釉在熔融过程中，在一定的物理-化学平衡条件下会分离为化学组成和物理性质都不相同的二种液相，一种为连续相，一种为含有悬浮细微小珠的连续相，形成液相分离，由此生成的釉称分相釉。二种相在熔体时不互相互溶，冷却凝固后依然保留液相时的状态，如窑变花釉、天目釉等。有关窑变花釉、天目釉等分相釉报道比较多，但目前尚未发现采用化03作为助长分相材料用于制备分相釉的报道。钧釉是窑变花釉的杰出代表，创烧于宋代。其特点是在通体天蓝色中，闪烁着红色或紫色的斑块。据分析，这是由于在连续的玻璃相介质中悬浮着无数圆球状的小颗粒。这些小颗粒能散射短波光，使釉面呈现美丽的蓝色乳光。又由于釉料中还原铜的呈色作用，而现出红紫色，与天兰色互相掩映，好似一片彩霞。经测定，钧釉是在1260 1270°C的高温下用还原气氛烧成。
炉钧为景德镇在清雍正年间仿钧窑而烧出的一种低温窑变花釉，色调丰富，几乎月白、 葱翠、钧红、朱砂红等诸色皆备。由于使用了熔块釉，所以光泽性强，外表华美、艳丽。其特点是釉流动很快，流动处呈现紫红，釉面常有桔皮纹似片状，反光显五色。CN94100765. 0公开了一种红天目釉陶瓷及生产方法，是在泥胎上涂高低温红釉， 在还原窑中充氮气加温烧制，待温度达800°C时撤氮，继续升温，1000°C停止加温，冷却即成，红天目釉是在光照下，红釉下闪现密密的红色或近于红色的斑点和花纹。CN200510034903. 2 公开了一种红色窑变天目陶瓷制造方法及其所使用的陶瓷釉，该陶瓷釉主要含有K2O和/或NEt2CKAl2OysiOyMgOJe2OyP2O^CaO和化03，将上述陶瓷釉施于陶瓷生坯或素坯上，釉烧，在氧化气氛下，每小时升温120 180°C，1050 1150°C后每小时升温30 70°C，在1200 1300°C保温10 120分钟，止火，自然冷却，得到具有红色窑变天目陶瓷制品。本发明制造的陶瓷制品为深棕色的底釉，红色或黄色结晶斑点，周围是金色具有镜面效果和金属光泽的光晕，发光位置随观察角度的变化而移动，耀眼夺目，烧制工艺操作易于掌握，烧制成品率可达70%。CN1962557公开了一种陶瓷大红窑变釉及其应用方法，所述陶瓷大红窑变釉包括大红釉和钛白釉，所述大红釉的化学组成为SiO2: 53-58、Al2O3: 10-11、K2O: 4-4.5、 Na2O: 1-1. 2, MgO: 0. 1-0. 12、CaO: 11. 5-12. 5, ZnO: 5-7, Fe2O3: 0. 5-1、大红包裹色料 9-11;所述钛白釉的化学组成为SiO2: 52-56, Al2O3: IO-IUK2O: 4. 5-5, Na2O: 1.3-1.5、 CaO: 9-10、TiO2: 11-13、BaO: 5-6、P2O5: 0. 5-0. 7、MgO: 0. 4-0. 6> Fe2O3: 0. 23-0. 28。 其应用方法是先将钛白釉施于经过950°C素烧的陶瓷坯体上，然后再施大红釉，最后通过 1230°C -1250°C烧成，即可得到颜色深浅不同的大红窑变陶瓷。本次发明所得到的大红窑变釉陶瓷的釉面质量高，釉泡、针孔率均小于1. 5。
CN101624297公开了一种茶叶末天目釉的制备方法，首先将黄土，长石，石英，高岭土，滑石，石灰石，磷酸钙，氧化铁，BaCO3,以及适量三聚磷酸钠和纤维素混合，再球磨调制成比重为1. 6-1. 7g/cm3的釉浆，然后将釉浆均勻地敷在坯体上，干燥后，在1000-1240°C 范围内烧制得到茶叶末天目釉。这种方法的特有的优点是工艺操作控制简单，烧成周期短， 烧成温度低，烧成温度范围宽，可制备出多种茶叶末效果，且釉面淡雅柔和而且比较稳定， 所以有利于目前提倡的节能环保要求；而且基本都采用矿物原料，主要原料是来源广范的黄土，对环境亦无污染满足环保要求，由于这些优点使该方法具有实现工厂实际生产的潜力。CN301012048开了一种花瓶(红天目液分相釉)外观专利主视图形。

发明内容
本发明的目的是旨在提供一种B2O3-T^2系窑变陶瓷结晶釉，以得到棕色背景下带有青绿色蛙目状图案的分相结晶釉，具有色泽鲜艳、釉面饱满，有很好的装饰效果。同时， 通过原料改变能简化产品的烧成工艺，从而节省制造成本。本发明的技术方案是提供了 IO3-T^2系窑变陶瓷结晶釉形成的二个关键条件 一是原料中加入比例较大的含化03专用硼熔块；二是建立了较为简便的焙烧工艺。原料来源和组成为(质量份):含化03为11. 6 15. 5%的专用硼熔块(质量比)50. 4 55. 2，平江产钾长石10. 6 16. 2，凤阳产石英5. 8 10. 5，宣城产方解石5. 7 10. 9，苏州陶瓷土 2. 1 4. 4，工业纯SiO为5. 2 8. 8，工业纯TiR为3. 7 6. 5和工业纯Fii2O3为5. 1 10. 2等。原料的预处理工艺为专用硼熔块、工业纯氧化锌、工业纯TiA需要在1100 1250°C进行预焙烧I-^1后再加入配方中，以去除有机物杂质，从而减少结晶釉层中的气泡和针孔缺陷，改善釉面质量；同时也使专用硼熔块中的可溶性盐(如硝酸盐)通过焙烧后转变成玻璃相而不溶于水，确保可溶盐成分能进入结晶釉。所用的专用硼熔块和苏州土原料需研磨成300 320目以上细度的粉料，其余原料均研磨成100 150目以上细度的粉料。 釉浆制备工艺为按照配方分别称取原料，先将专用硼熔块球磨池后再加入其它原料球磨，使之均勻分散，确保釉料成分稳定。球磨时按照原料球石水等于1 1.5 1的比例球磨成釉浆，使釉浆细度达到250目筛筛余为0. 08 0. 12%，比重为1. 4 1. 6g/cm3。 施釉工艺为采用一步法施釉，素烧坯体的吸水率应为2. 5 3. 5%，用喷釉或浇釉的方法将釉浆施于素烧坯体上，使釉层厚度为0. 4 0. 6mm,晾干后待焙烧。焙烧工艺为施釉坯体在氧化焰中烧成，最高温度1190 1220°C，高火保温20 30min，烧成时间为5 6.证，烧成周期约21 士池，冷却至室温，得到产品。本发明的有益效果是本发明提供的焙烧工艺较为简便，即施釉坯体在氧化焰中烧成，从而大大提高了产品合格率，降低了成本。制得的产品其背景色调为浅棕，且棕色背景下带有青绿色蛙目状图案、色泽鲜艳、釉面饱满、有毒的铅、镉离子溶出量低，是具有很好装饰效果的一种IO3-TiO2系窑变陶瓷结晶釉。同时，产品的铅、镉离子的溶出量分别小于 0. 226ppm和0. 5ppm，达到国际最严格的标准规定，能确保用户健康。另外，通过原料和烧成工艺改进，大大降低了制造成本。


图1是本发明B2O3-TiO2系窑变陶瓷结晶釉的照片。
具体实施例方式按照一种IO3-TiO2系窑变陶瓷结晶釉要达到的性能指标，对材料、工艺路线、烧成条件的实施方式如下
首先是结晶釉的原料配方，共选择了 7种
配方1 (质量份)含化03为11. 6 15. 5%的专用硼熔块(市售)50. 4，平江产钾长石 13. 0，凤阳产石英8. 2，宣城产方解石7. 3，苏州陶瓷土 3. 2，工业纯ZnO为6. 1，工业纯TiO2 为4. 8和工业纯Fe2O3为7.0。配方2(质量份):含B2O3为11. 6 15. 5%的专用硼熔块51. 0，平江产钾长石14. 0， 凤阳产石英7. 8，宣城产方解石6. 7，苏州陶瓷土 4. 1，工业纯ZnO为6. 2，工业纯TiO2为4. 1 和工业纯Fe2O3为5. 1 10. 2等。配方3(质量份):含B2O3为11. 6 15. 5%的专用硼熔块52. 1，平江产钾长石13. 1， 凤阳产石英6. 6，宣城产方解石8. 2，苏州陶瓷土 3. 0，工业纯ZnO为5. 2，工业纯TiO2为4. 1 和工业纯佝203为7. 7。配方4(质量份):含B2O3为11. 6 15. 5%的专用硼熔块52. 8，平江产钾长石11. 4， 凤阳产石英7. 2，宣城产方解石7. 3，苏州陶瓷土 3. 3，工业纯ZnO为6. 0，工业纯TiO2为5. 1 和工业纯佝203为6. 9。配方(质量份)5 =^B2O3为11. 6 15. 5%的专用硼熔块53. 3，平江产钾长石14. 5， 凤阳产石英5. 9，宣城产方解石5. 9，苏州陶瓷土 2. 5，工业纯ZnO为7. 1，工业纯TiO2为4. 7 和工业纯佝203为6. 1。配方6(质量份):含B2O3为11. 6 15. 5%的专用硼熔块54. 3，平江产钾长石12. 7， 凤阳产石英6. 8，宣城产方解石6. 7，苏州陶瓷土 2. 6，工业纯ZnO为5. 7，工业纯TiO2为3. 9 和工业纯佝203为7. 3。配方7(质量份):含B2O3为11. 6 15. 5%的专用硼熔块54. 6，平江产钾长石12. 1， 凤阳产石英6. 3，宣城产方解石7. 5，苏州陶瓷土 3. 1，工业纯ZnO为5. 6，工业纯TiO2为4. 7 和工业纯佝203为6. 1。原料预处理工艺为专用硼熔块、工业纯氧化锌、工业纯TiO2需要在1100 1250°C进行预焙烧Ih (—般1小时以上均可)后再加入配方中，以去除有机物杂质，从而减少结晶釉层中的气泡和针孔缺陷，改善釉面质量；同时也使专用硼熔块中的可溶性盐(如硝酸盐)通过焙烧后转变成玻璃相而不溶于水，确保可溶性盐成分能进入结晶釉。所用的专用硼熔块和苏州土原料需研磨成300 320目以上细度的粉料，其余原料均研磨成100 150 目以上细度的粉料。釉浆制备工艺为按照配方分别称取原料，先将专用硼熔块球磨池后再加入其它原料球磨，使之均勻分散，确保釉料成分稳定。球磨时按照原料球石水等于1 1.5 1 的比例球磨成釉浆，使釉浆细度达到250目筛筛余为0. 08 0. 12%，比重为1. 4 1. 6g/
3
cm ο施釉工艺为采用一步法施釉，素烧坯体的吸水率应为2. 5 3. 5%，用喷釉或浇釉的方法将釉浆施于素烧坯体上，使釉层厚度为0. 4 0. 6mm,晾干后待焙烧。
焙烧工艺为施釉坯体在氧化焰中烧成，最高温度1190 1220°C，高火保温20 30min，烧成时间为5 6.证，烧成周期约21 士池，冷却至室温，得到产品。实施例按照上述配方对一种B2O3-TW2系窑变陶瓷结晶釉实施方式制作了 6吋平盘、220ml咖啡杯、8吋碗各100件，其主要性能如下
1、产品为棕色背景下带有青绿色蛙目状图案的分相结晶釉，色泽鲜艳、釉面饱满，对陶瓷工艺品和餐饮具具有很好的装饰效果。2、制成的结晶釉化学成分为(质量份)=SiO2为50. 1 56. 3，Al2O3为8. 7 9. 7， B2O3 为 6. 5 8. 7, Fe2O3 为 6. 4 9. 0，Ca0 为 6. 1 6. 8，ZnO 为 6. 4 6. 9，TiO2 为 0. 9 5. 2，K2O 为 3. 1 3. 5，Na2O 为 2. 5 3. 1，BaO 为 0. 7 1. 0，MgO 为 0. 3 0. 4，其它组分小于0. 5。3、产品热稳定性好，在20 200°C热交换3次釉层不开裂。釉泡和针孔率小于 1. 5% ο4、制成的结晶釉铅镉溶出量分别小于0. 226ppm和0. 5ppm,达到美国加州《65提
案》对铅镉溶出量的限量要求，为国际最严格的标准规定。
权利要求
1.B2O3-TiO2系窑变陶瓷结晶釉的制备方法，其特征在于该种窑变陶瓷结晶釉的原料组成为(质量份)含化03为11.6 15.5% (质量比)的硼熔块50. 4 55. 2，平江产钾长石 10.6- 16. 2，凤阳产石英5. 8 10. 5，宣城产方解石5. 7 10. 9，苏州陶瓷土 2. 1 4. 4， 工业纯ZnO为5. 2 8. 8，工业纯TiR为3. 7 6. 5和工业纯Fii2O3为5. 1 10. 2。
2.根据权利要求1所述IO3-T^2系窑变陶瓷结晶釉的制备方法，其特征在于窑变陶瓷结晶釉原料中的专用硼熔块、工业纯氧化锌、工业纯TiO2在1100 1250°C进行预焙烧 1 他后再加入配方中；所用的专用硼熔块和苏州土原料需研磨成300 320目以上细度粉料，其余原料均研磨成100 150目以上细度粉料。
3.根据权利要求1所述IO3-TiO2系窑变陶瓷结晶釉的制备方法，其特征在于将窑变陶瓷结晶釉原料配制成釉浆的制备工艺按照配方分别称取原料，先将专用硼熔块球磨池后再加入其它原料球磨，使之均勻分散，确保釉料成分稳定。球磨时按照原料球石水等于 1 1.5 1的比例球磨成釉浆，使釉浆细度达到250目筛筛余为0. 08 0. 12%，比重为 1. 4 1. 6g/cm3 ；然后采用一步法施釉，素烧坯体的吸水率应为2. 5 3. 5%，用喷釉或浇釉的方法将釉浆施于素烧坯体上，使釉层厚度为0. 4 0. 6mm,晾干后待焙烧；焙烧工艺为施釉坯体在氧化焰中烧成，最高温度1190 1220°C，高火保温20 30min，烧成时间为5 6.证，烧成周期约21 士池，冷却至室温，得到产品。
4.根据权利要求1所述IO3-TiO2系窑变陶瓷结晶釉的制备方法，其特征在于制成的窑变陶瓷结晶釉其化学组成为(质量份)=SiO2为50. 1 56. 3，Al2O3为8. 7 9. 7，B2O3为 6. 5 8. 7，Fe2O3 为 6. 4 9. 0，CaO 为 6. 1 6. 8，ZnO 为 6. 4 6. 9，TiO2 为 0. 9 5. 2， K2O为3. 1 3. 5，Na2O为2. 5 3. 1，BaO为0. 7 1. 0，MgO为0. 3 0. 4，其它组分小于 0. 5。
全文摘要
B2O3-TiO2系窑变陶瓷结晶釉的制备方法，原料为含B2O3为11.6～15.5%的硼熔块50.4～55.2，平江产钾长石10.6～16.2，凤阳产石英5.8～10.5，宣城产方解石5.7～10.9，苏州陶瓷土2.1～4.4，工业纯ZnO为5.2～8.8，工业纯TiO2为3.7～6.5和工业纯Fe2O3为5.1～10.2。硼熔块、氧化锌、TiO2在1100～1250℃进行预焙烧1～6h后再加入配方中；原料均研磨成粉料。用喷釉或浇釉的方法将釉浆施于素烧坯体上，使釉层厚度为0.4～0.6mm，晾干后待焙烧；焙烧工艺为施釉坯体在氧化焰中烧成，最高温度1190～1220℃，高火保温20～30min，烧成时间为5～6.5h，烧成周期21h，冷却至室温。
文档编号C04B41/86GK102173875SQ20111004435
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者孔令仁, 孔德双, 孔祥杲, 谷昌军, 陈春明 申请人:江苏高淳陶瓷股份有限公司