一种琉璃材料及其烧制熔融状基料的工艺和应用，属于琉璃制造技术领域。
背景技术：
琉璃在中国古代是指用各种天然矿物质为原料，采用青铜脱蜡铸造法高温脱蜡或纯手工塑形烧制而成的类似于水晶或玻璃的一种作品，又称流离、瑠璃。近现代为了保持琉璃颜色的统一性及多样性，提高琉璃品质，许多原材料以化工产品替代。中国古代琉璃的主要成分是铅钡玻璃，所以不适合用于制作饮食器皿，一般常用于装饰品、礼器和随葬品等。也常用于建筑材料中，是中国古代建筑以及现代中式建筑的重要装饰构件，一般用于宫殿、庙宇、陵寝等重要建筑。自古以来，琉璃被人赋予了深刻的文化内涵，随着近现代琉璃铸造的复兴，琉璃工艺品日益流行。因为传统琉璃配方及工艺的特点，许多传统琉璃更接近于现在的玻璃，观感过于通透华丽、色彩漂浮、一览无余。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种质地如玉、色彩均一稳定的琉璃材料及其烧制熔融状基料的工艺和应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该琉璃材料，其特征在于，原料重量份组成为：石英砂100份、氢氧化钠36~43份、碳酸钾7.8~12.3份、硼砂6.2~9.9份、长石粉12~18份、碳酸钙粉2.1~3.9份、氧化铝6.2~9.7份、氧化锌10.3~13.2份、氟硅酸钠11.9~16.2份、氧化锑0.35~0.67份、氯化钠1.4~2.7份、镉黄1.5~2.6份、硒粉0.35~0.7份、色料0~4份。
本发明解决的主要问题是现有的琉璃过于通透、色彩漂浮的问题。本发明的琉璃配方，在烧制后能够制得透明度低、色彩均一、强度高的琉璃，使得琉璃的质感如玉而不通透，呈现出一种含蓄沉稳的厚重感。
优选的，原料重量份组成为：石英砂100份、氢氧化钠38.6~41.3份、碳酸钾8.7~11.1份、硼砂7.2~8.6份、长石粉14~15.8份、碳酸钙粉2.6~3.4份、氧化铝7.5~8.7份、氧化锌11.3~12.3份、氟硅酸钠12.4~15.4份、氧化锑0.42~0.61份、氯化钠1.7~2.3份、镉黄1.8~2.1份、硒粉0.5~0.61份、色料0~4份。优选的配方下，所用的物料之间搭配更加合理，所制得琉璃产品的质感更加温润含蓄厚重，本身的强度更高。
更优选的，原料重量份组成为：石英砂100份、氢氧化钠40份、碳酸钾10份、硼砂8份、长石粉15份、碳酸钙粉3份、氧化铝8份、氧化锌12份、氟硅酸钠14份、氧化锑0.5份、氯化钠2份、镉黄2份、硒粉0.55份、色料0~4份。达到本发明所制琉璃的最佳状态。
琉璃材料烧制熔融状基料的工艺步骤为：
1）将原料按所述重量份组成混料，将窑炉温度稳定在1395℃~1405℃；
2）投入混料量重量50%~67%的原料，经220min~260min熔化至半熔融状态，搅拌均匀；
3）然后第二次投入混料量重量18%~25%的原料，继续熔化110min~135min，并搅拌均匀；
4）将剩余原料全部投入坩埚后密封，继续熔化345min~380min后开封，降温至1290℃~1308℃保温静置90min~120min，消除原料中的气泡，然后再升温至1395℃~1405°即得熔融状基料。
因为本琉璃材料的配方特殊的原因，在烧制熔融状基料时发明人将加热温度设定在1400℃左右，远高于传统的琉璃烧制温度。配合配方组成发明人将物料按比例分三次进行熔融，在搅拌均匀后使得材料内部的应力能够形成类似有加强筋的效果，经过特定温度的保温，使得形成的琉璃在透光度降低的情况下，保持高的应力强度。
优选的，步骤1）中所述的窑炉温度稳定在1399℃~1401℃。最佳的加热温度为1400℃，所得到琉璃制品的质感接近玉质。
优选的，步骤2）和步骤3）中所述的搅拌均匀均使用铁质搅拌棒搅拌。发明人发现铁质搅拌棒的热传导速率与本发明的熔融环境最为适应，在搅拌后不会出现气泡或结疤。
优选的，步骤2）中投入混料量重量50%~55%的原料；步骤3）中第二次投入混料量重量20%~25%的原料。优选的物料投放比例下能够得到应力强度更好的琉璃制品。
优选的，步骤4）中降温至1298℃~1302℃保温静置100min~110min，消除原料中的气泡。优选保温条件下得到的琉璃在透光度降低的情况下，应力强度更高。
琉璃材料的应用，其特征在于：用于制作琉璃，琉璃材料在烧制成熔融状基料后成型为琉璃成品，在琉璃成品成型后的降温过程中进行回火，回火温度为990℃~1010℃。成品颜色的均一性决定着产品的质量。解决此关键难点主要在于烧制过程中回火的温度。
与现有技术相比，本发明的一种琉璃材料所具有的有益效果是：本发明提供一种全新的琉璃新材料及其关键制备工艺，适用生产具有浓郁中国传统文化底蕴的琉璃新产品。本发明在熔料时的窑炉温度是成品底色深浅调整的关键，防止出现颜色过深发暗，或者颜色变浅出现通透的现象。可以制成非常珍贵的华夏红琉璃。本材料制作的琉璃产品色彩稳定，表面张力高于普通琉璃，产品稳定性好；烧制的琉璃产品色感迥异于其它任何已见的琉璃红色，成品美观厚重，极具民族特色，且具唯一性。
本发明突破传统琉璃过于通透华丽、色彩漂浮、一览无余的观感缺点，采用独特配方和烧制工艺，产品能够呈现出类似鸡血石一样的红色，质地如玉而不通透，呈现出一种含蓄沉稳的厚重感。其色质因酷似国旗底色，故名华夏红；同时，可以在此红色底料中加入黄色、棕色等多种色料，使之呈现出一种飘逸秀美的云纹效果和品质，特别切合中国传统文化及中国人的审美观；
本琉璃材料工艺制备技术为首创，对促进国内琉璃产业结构调整、提升我国琉璃产业水平、以及在国际上的整体竞争力具有重要推进作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施。
实施例1
1）按以下原料重量份备料：石英砂100份、氢氧化钠40份、碳酸钾10份、硼砂8份、长石粉15份、碳酸钙粉3份、氧化铝8份、氧化锌12份、氟硅酸钠14份、氧化锑0.5份、氯化钠2份、镉黄2份、硒粉0.55份；将原料组成混料，将窑炉温度稳定在1400℃；
2）投入混料量53%的原料，经240min熔化至半熔融状态，使用铁质搅拌棒搅拌均匀；
3）然后第二次投入混料量22%的原料，继续熔化120min，并使用铁质搅拌棒搅拌均匀；
4）将剩余原料全部投入坩埚后密封，继续熔化360min后开封，降温至1300℃保温静置105min，消除原料中的气泡，然后再升温至1400℃即得熔融状基料；
在熔融状基料中取料，成型为100mm*100mm*4mm琉璃，琉璃成品成型后的降温过程中进行回火，回火温度为1000℃。成型后的琉璃材料的性能检测结果见表1。
实施例2
1）按以下原料重量份备料：石英砂100份、氢氧化钠38.6份、碳酸钾11.1份、硼砂7.2份、长石粉15.8份、碳酸钙粉2.6份、氧化铝8.7份、氧化锌11.3份、氟硅酸钠15.4份、氧化锑0.42份、氯化钠2.3份、镉黄1.8份、硒粉0.61份；将原料组成混料，将窑炉温度稳定在1401℃；
2）投入混料量50%的原料，经260min熔化至半熔融状态，使用铁质搅拌棒搅拌均匀；
3）然后第二次投入混料量25%的原料，继续熔化115min，并使用铁质搅拌棒搅拌均匀；
4）将剩余原料全部投入坩埚后密封，继续熔化370min后开封，降温至1302℃保温静置110min，消除原料中的气泡，然后再升温至1399℃即得熔融状基料；
在熔融状基料中取料，成型为100mm*100mm*4mm琉璃，琉璃成品成型后的降温过程中进行回火，回火温度为990℃。成型后的琉璃材料的性能检测结果见表1。
实施例3
1）按以下原料重量份备料：石英砂100份、氢氧化钠41.3份、碳酸钾8.7份、硼砂8.6份、长石粉14份、碳酸钙粉3.4份、氧化铝7.5~份、氧化锌12.3份、氟硅酸钠12.4份、氧化锑0.61份、氯化钠1.7份、镉黄2.1份、硒粉0.5份、黄色色料4份；将原料组成混料，将窑炉温度稳定在1399℃；
2）投入混料量55%的原料，经220min熔化至半熔融状态，使用铁质搅拌棒搅拌均匀；
3）然后第二次投入混料量20%的原料，继续熔化130min，并使用铁质搅拌棒搅拌均匀；
4）将剩余原料全部投入坩埚后密封，继续熔化360min后开封，降温至1298℃保温静置100min，消除原料中的气泡，然后再升温至1401℃即得熔融状基料；
在熔融状基料中取料，成型为100mm*100mm*4mm琉璃，琉璃成品成型后的降温过程中进行回火，回火温度为1010℃。成型后的琉璃材料的性能检测结果见表1。
实施例4
1）按以下原料重量份备料：石英砂100份、氢氧化钠36份、碳酸钾12.3份、硼砂6.2份、长石粉18份、碳酸钙粉2.1份、氧化铝9.7份、氧化锌10.3份、氟硅酸钠16.2份、氧化锑0.35份、氯化钠2.7份、镉黄1.5份、硒粉0.7份、色料0份；将原料组成混料，将窑炉温度稳定在1405℃；
2）投入混料量60%的原料，经220min熔化至半熔融状态，使用铜质搅拌棒搅拌均匀；
3）然后第二次投入混料量20%的原料，继续熔化110min，并使用铜质搅拌棒搅拌均匀；
4）将剩余原料全部投入坩埚后密封，继续熔化345min后开封，降温至1308℃保温静置120min，消除原料中的气泡，然后再升温至1405°即得熔融状基料；
在熔融状基料中取料，成型为100mm*100mm*4mm琉璃，琉璃成品成型后的降温过程中进行回火，回火温度为980℃。成型后的琉璃材料的性能检测结果见表1。
实施例5
1）按以下原料重量份备料：石英砂100份、氢氧化钠43份、碳酸钾7.8份、硼砂9.9份、长石粉12份、碳酸钙粉3.9份、氧化铝6.2份、氧化锌13.2份、氟硅酸钠11.9份、氧化锑0.67份、氯化钠1.4份、镉黄2.6份、硒粉0.35份、棕色色料2份；将原料组成混料，将窑炉温度稳定在1395℃℃；
2）投入混料量67%的原料，经260min熔化至半熔融状态，使用铜质搅拌棒搅拌均匀；
3）然后第二次投入混料量18%的原料，继续熔化135min，并使用铜质搅拌棒搅拌均匀；
4）将剩余原料全部投入坩埚后密封，继续熔化380min后开封，降温至1290℃保温静置90min，消除原料中的气泡，然后再升温至1395℃即得熔融状基料；
在熔融状基料中取料，成型为100mm*100mm*4mm琉璃，琉璃成品成型后的降温过程中进行回火，回火温度为950℃。成型后的琉璃材料的性能检测结果见表1。
对比例1
制备工艺同实施例1，不同的是原料重量份组成为：石英砂100份、氢氧化钠30份、碳酸钾15份、硼砂3份、长石粉10份、碳酸钙粉6份、氧化铝4份、氧化锌8份、氟硅酸钠20份、氧化锑0.1份、氯化钠4份、镉黄2份、硒粉0.55份；成型后的琉璃材料的性能检测结果见表1。
对比例2
制备工艺和原料重量份组成同实施例1，不同的是窑炉温度稳定在1400℃后；原料一次性投入并加热12h熔融，然后保温静置。成型后的琉璃材料的性能检测结果见表1。
对比例3
制备工艺和原料重量份组成同实施例1，不同的是窑炉为1000℃后；保温静置的温度为900℃。成型后的琉璃材料的性能检测结果见表1。
表1实施例及对比例制成的样品的性能检测结果
从表1可以看出本发明制成琉璃材料透明度低、色彩均一、强度高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。