结晶釉范文汇总.docx

1、结晶釉范文汇总摘 要本课题以氧化锌，玻璃粉，石英为原料，外加不同着色剂，研制出具有大片晶花，结晶效果较好的釉面。本实验主要对配方组成（如结晶剂、着色氧化物的最佳用量）进行单因素试验，并对烧成制度以及工艺因素进行探讨。实验表明，釉料配方中选用23%30%的锻烧氧化锌作主结晶剂，引入长石、玻璃粉，碳酸钠和硼砂，可降低高温粘度，促进结晶。 关键词：氧化锌 玻璃粉 着色剂 结晶AbstractThe subject is mainly about zinc oxide, glass, quartz as long as a variety of coloring agents. With these

2、materials we can develop better crystalline glaze with large crystal flower .It is though single test to study the influences of different compositions to crystallization (crystallization agent、 The best amount of coloring oxides). And then explore the firing system and technological factors. The th

3、esis is a relatively systematical research about crystal art gaze from theory and production practical respect. In the glaze formula the main crystallization agent is consisted of 23%30% burnt Zinc oxide and then introduce large amount of Feldspar and some Glass as long as some Sodium carbonate and

4、Borax so as to reduce the high-temperature viscosity .The introduction of some Ashes and burnt Taic is in aim of promoting crystallization. Key words: zinc oxide Glass Quartz Crystalline glaze目录摘要 1Abstract. 2 目录 3 前言 3 文献综述5 1硅锌矿结晶釉基本概念及其发展过程5 2硅锌矿析晶原理6 3结晶釉的分类8 4结晶釉的生成条件及影响因素 10 5应用及前景 11 实验内容12 1

5、课题研究目标12 2试验原料12 3实验设备与仪器14 4工艺流程14 5实验过程14 5.1探索实验 15 5.2单因素实验部分16结果分析与讨论21 1结晶釉的析晶原理21 2釉料对析晶的影响21 3呈色物质对结晶釉析晶的影响24 4工艺因素对析晶的影响26结 论31经济分析32参考文献33致谢34前 言结晶釉是由于釉内含有足够的结晶性物质，经熔融后处于饱和状态，在冷却时析出晶体而形成。在釉熔液中形成结晶，有两个独立过程的速度起着重要的作用，晶相晶核的形成和晶核的发育速度。晶核的形成速度在冷却的开始和终结时为零，而在某温度下达到最大值；晶核的生长速度也在冷却的开始时与终结时为零，而在某温度

6、下达到最大值。两个最大值都在熔点以下，但后者温度高于前者。因此结晶最好的温度范围是晶核形成速度最大值和晶核生长速度最大值之间。所以在烧成结晶釉时，必须在烧成冷却阶段，选择在适宜的温度范围内进行保温，使熔体析出晶核并使晶体长大。任何类型的结晶釉均需要适当的烧成曲线，同时还需要釉料具有最有利的高温粘度。高温粘度过强不仅使分子与离子移动困难，并会阻碍晶核的形成，而且使釉面光泽度降低，晶花小且过于密集；高温粘度过低则使晶体破裂和流逝，晶花稀少甚至无晶花出现，因此要得到优质的结晶釉产品，不但要有合适的釉料配方、釉料制备工艺、施釉方法，还必须制定严格的烧成制度。硅锌釉能形成尺寸大的扇形纹样，因其结晶性能优

7、秀、晶形美观多变，被人们称作“入门结晶釉”，锌釉的低熔融温度更是改善了釉面的光泽度和硬度。加入少量的Zn0能有效地控制釉面开列，而A.还可用于多种复合锌釉料中，这些更是给硅锌釉新产品的研发提供了有利条件，在釉熔体中，硅锌矿可以由多种方式成核，但硅锌矿均相核要在高度过冷的件下才能形成，因为对温度的控制十分严格，由晶种残留的非均相核，其数量与部位均易人为控制，而能在较宽的烧成温度范围内残留，因而对硅锌矿晶花的生长极具意义，硅锌矿晶花的生长形态与晶核种类，与晶核取向及生长温度有关，采用不同的成核方式，控制不同的温度，能得到千姿白态的生长形态。进一步研究釉料组成及烧成条件对硅锌矿生长形态的影响;研究着

8、色离了对硅锌矿晶体和无花釉面呈色的影响;探求胶体着色，光致变色等在硅锌矿结晶釉呈色中的应用以及是否能采用天然矿物原料或废渣配置结晶釉釉料都是摆在我们面前有待重视和解决的问题。本课题对结晶艺术釉从理论、生产实践方面进行较为系统的研究，釉料配方中用23%30%的锻烧氧化锌作主结晶剂，同时引入大量长石和部分玻璃粉，还要引入部分碳酸钠和硼砂，以降低高温粘度，促进结晶。文献综述1硅锌矿结晶釉基本概念及其发展过程 硅锌矿结晶釉它可以成为尺寸较大的扇形纹样的结晶釉，具有结晶性能良好、晶型美观、有复杂的变化性、易制作的特点，故被称为“入门结晶釉”。它要求釉中有较大的氧化锌量（一般在20%30%），对基质釉料的

9、要求不甚严格。如若在硅锌矿结晶釉中加入一定量的铅粉或铅丹，可促使晶花的形式变化，呈现出各种纤维状、针状花条及放射状的结晶形态，被称为硅锌铅结晶釉。硅锌矿结晶釉是一种在烧成后自然形成结晶体(亦称为人工晶体)的釉，它是由硅酸盐材料和氧化锌、氧化钦、氧化锰等结晶材料及着色金属氧化物配制而成的。结晶釉的效果是手工彩绘所不能达到的，也是人所预想不到的。晶形丰富多彩，美丽异常，有单一形、星形、簇形、彩条形、网格形和冰花形等等。 结晶釉种类较多，其中有高温结晶釉(烧成温度在1300左右)、低温结晶釉(烧成温度在1120 - l180 )。按结晶剂的不同又可分为铁系结晶釉、硅酸锌结晶釉、锰钻结晶釉、硅酸钦结晶

10、釉等等。结晶釉的组成较复杂，一般须含有大量玻璃粉或大量熔剂(这种熔剂须提前经高温锻烧)，因此制作成本较高。硅锌矿结晶釉属于巨晶釉类，因为其中可形成粗大(几毫米，甚至几厘米)的球粒状硅锌矿2ZnO SiO2晶体。对锌结晶釉的最初研究是在1847 -1852年。1906年，Riddl较系统地研究了经1050-1100烧成的含硼锌熔块釉，并概括了釉组成对其结晶的影响。 Riddl认为，添加着色剂Fe2O3 ,CuO ,MnO不会对硅锌矿的结晶产生明显影响，将其引入后依然析出白色硅锌矿晶体，只是基础釉玻璃的底色有些变化。 1937年，美国Norton F H详细地研究了锌釉晶体成核和生长过程动力学。这

11、种釉的分子式如下:0. 0513Na2O 0.2350 K2O0.0880CaO0.5750 ZnO 0.0513BaO 0. 1620A12O3 1. 7000 SiO20.2020 TiO2及0. 25% CoO添加剂。除A12O3 ,CaO和SiO外，所有成分都预熔融。 在研究过程中，Norton F H首先将釉样置于电炉中(炉温变化范围为士2 )加热至1270 ，保温30min，接着急速冷却至不同温度并保温1h，然后他测定了所析出a ,b ,c ,d四种类型晶体的数量和最大尺寸，获取了晶体成核速度和生长速度与温度的关系曲线。 Norton F H认为，a的主要结晶相是硅锌矿。为了避免形

12、成无光釉面和获得粗大球粒状晶体a，应将釉加热至大量晶核溶解的极高温度(高于晶体生长温度范围)，而后将温度降至晶体生长温度并保温。 Norton F H还认为，晶体生长温度影响晶体形状，在釉组成中引入某些添加剂(如Na2CO3 ,CaCO3)作催化剂可以在晶体生长温度下改变釉熔融物的局部粘度。这样会达到硅锌矿的可控结晶。 由于釉层厚度的限制，晶体只能在釉层平面生长。因此，Norton F H极为关注所析出晶体的晶系并认为，只有六方晶系晶体才能产出较大尺寸的球粒形成物。 Norton F H的论文为后来该领域的研究奠定了基础。他的研究方法和主要结论至今仍是研究结晶釉的理论基础。但是，由于当时缺乏较

13、先进的研究方法，Norton F H没能对四种析出晶体做定性分析，也未完全证实自己的结果，因此他的某些结论带有推测性质。 近年来，各国都提高了对硅锌矿釉的重视程度，仔细研究了釉组成对硅锌矿结晶、硅锌矿球粒的结构特点和釉烧成制度的影响。中国、德国和日本已工业生产施用这种釉的瓷器。硅锌矿属于SiO2-ZnO-CaO ( MgO)K2O(Na2O)系统。 一些国家研究人员对硅锌矿球粒的结构和形态进行了显微镜分析，并推翻了Norton F H的观点在釉层中形成粗大球粒的根据是只能在与釉面并行的两个方向生长的硅锌矿六方晶系。硅锌矿的针状晶体为纤维结构，以交错形式相对配置并能在C轴(沿陶瓷表面)生长。由热

14、力学的知识，釉玻璃内能高于同成分有部分结晶的结晶釉内能，这样，釉熔体冷却定会造成析晶现象的产生，熔体能量和晶体能量差的越大，析晶越容易出现。因为冷却时熔体粘度快速增加，析晶的阻力随之增大，釉熔体也可能不析晶而直接成过冷液体，这样对粘度的控制就要求非常严格。2.硅锌矿析晶原理 析晶是在冷却过程中进行的，包括晶核形成和晶核长大2个阶段，对于大多硅酸盐熔体而言，晶体长大速度最快的时候温度都相对较高，而晶核形成速度则处于低温段。找到一个合适的温度与析晶好场、有着必然的联系。为了保证结晶的质量，结晶釉制 品烧成工艺的制度一般是“快烧慢冷”，快烧是在坏体安全条件下，是升温速度尽量缩短，只要能满足玻璃化完善

15、的要求，高温保温时间越短越好，这样既可以避免大量的釉流出，又可以避免结晶剂熔融。而慢冷，是在冷却过程中，在最佳析晶区域保温时问尽可能足够长，再慢慢冷却，这样做的目的是使得结晶最充分目晶形也最佳。根据泰曼析晶理论，在冷却过程中，晶体从熔体中析出来，有两个因素在起主要作用：一是晶核形成速度。它是指在一定温度下，单位时间、单位体积内所形成的晶核数量。用公式表示就是：K核=M/Vt 式中K核晶核形成速度；M晶核的数量；V熔体的体积；t时间。其次是晶核长大速度，它是指在一温度下，单位时间内，晶体沿发育方向上增长的长度，用公式表示就是K晶=I/t 式中：K晶一晶体长大速度；L一晶体增长的长度；t一时间 K

16、核、K晶与T、关系的示意图晶核形成速度和晶核长大速度是受熔体的温度和粘度制约的。析晶时，熔体的粘度要相适应。粘度大了，结晶质点无法扩散迁移，晶核无法形成和长大；粘度过小时，釉熔体流动性大，晶核也不能形成和长大。不同温度下晶核形成速度和晶体长大速度的坐标图，以温度作横坐标，以速度作纵坐标，将各温度下测得的速度描在坐标上，就得到两条不重合得曲线。图中，虚线表示晶核形成速度；实线表示晶体长大速度；上面实线表示熔体的粘度。从图可知，晶核形成速度曲线与晶体长大速度曲线不重合。形成晶核的温度曲间TOTC,要低于晶体长大的温度区间TBTS,说明两者是不同步的，釉熔体中晶体的析出过程，经历着过冷度较大的温度区

17、间TOTC,以形成晶核，再回升到过冷度较小的温度区间TBTS,使晶体长大，这样两个过程。在晶核形成过程中，由于熔体中熔质的过饱和度大，其质点互相碰撞的机会多，且碰撞后，异性质点不易分开，就按线晶面晶晶核的规律调整位置，形成晶核，又由于熔体具有适当的粘度，成晶质点受粘度的束缚，又不可能扩散迁移的太远，所以只能就近形成晶核。晶核形成有一个相适应的温度区间TOTC,在此温度区间内，熔体的过冷度较大，熔体中成晶物质过饱和度较大，熔体的粘度较大，具有适合形成的条件，若再降低温度，熔体就凝固，若再升高温度，晶核就熔化或溶解。在此温度区间内，有一个晶核形成速度最大值所对应的温度T核,若在此温度下来使晶核形成

18、，则在单位时间内，单位面积内形成的晶核最多。在晶体长大过程中，成晶物质的过饱和度较低，互相碰撞的机会少，同时，由于粘度较低，质点的能量高，运动速度较大，晶核不易形成，但又由于原有晶核的表面力的作用，使质点可以粘附到晶核的一定位置上，从而使晶核长大为晶体。有一个适合晶体长大的温度区间TBTS,此温度区间内，具有晶体长大的条件，同样，也有一个晶体长大速度最大值所对应的温度T晶，在此温度下晶体长大速度最快。从图可以看出，在晶核形成和晶体长大的温度区间内，有一段温度区间是重叠的，图中为TBTC,在此温度区间内，既有一定大小的晶核形成速度，又有一定大小的晶体长大速度，因此，此区间称为结晶温度范围，若是在

19、此温度范围析晶，是可获得晶体的。晶核形成速度和晶体长大速度曲线交点A所对应的温度TA,落在结晶温度范围内，在温度TA析晶时，K核与K晶是相等的。对于不同组成的釉熔体，晶核形成速度和晶体长大速度不尽相同，它们的最大值所对应的温度也不同，结晶温度范围也不同。生产结晶釉，使晶花能顺利析出的关键问题，就是要控制晶核的形成和晶体的长大，首要选择和确定结晶温度范围。根据统计，硅酸盐系统结晶釉的结晶温度范围一般是过冷60200,实际上，对于某一具体的结晶釉而言，结晶温度范围是很窄的，如锌结晶釉的结晶温度范围TBTC只有510。硅酸根据统计，晶体长大速度最大值所对应的温度过冷100左右。当过冷到300时，晶体

20、长大速度很小，几乎停止生长了。 3.结晶釉的分类关于结晶釉的分类，目前国内尚无系统的科学的方法予以分类，结晶釉按照所含的矿化剂划分为如下几点：锌结晶釉：硅酸锌、硅锌铅结晶釉钛结晶釉：硅酸钛、硅锌钛结晶釉锰结晶釉：锰锌结晶、锰、钴、锌结晶釉铁结晶釉；各种天目釉（包括雨点釉）、茶叶末、铁锈花釉等砂金石釉（金星釉）其他结晶釉：铬酸铅结晶釉A、硅酸锌结晶釉硅酸锌结晶釉它可以成为尺寸较大的扇形纹样的结晶釉，具有结晶性能良好、晶型美观、有复杂的变化性、易制作的特点，故被称为“入门结晶釉”。它要求釉中有较大的氧化锌量（一般在20%30%），对基质釉料的要求不甚严格。如若在硅酸锌结晶釉中加入一定量的铅粉或铅丹

21、，可促使晶花的形式变化，呈现出各种纤维状、针状花条及放射状的结晶形态，被称为硅锌铅结晶釉。B、硅酸钛结晶釉 硅酸钛结晶釉也是较易制作的一种结晶釉，一般只要求釉中有10%15%的二氧化钛，就会在高温下呈现过饱和状态，形成结晶能力好的结晶釉。此结晶釉晶型小而复杂，多呈星状、针状、树枝状、花簇状。若加入其他着色金属氧化物，也会出现网状、冰花状、条纹状晶体。用它装饰小件产品，非常美观。C、铁红结晶釉铁红结晶釉是在棕黑色釉面上分布有鲜艳绯红色花斑，有的尚有金圈，绚丽多彩，它主要应用于美术瓷，也是最符合墙地砖装饰的结晶釉之一。该釉是一种含铁磷硅酸盐的生料釉。釉熔体在冷却过程中，由于在磷硅酸盐玻璃基质中逐渐

22、形成富铁液滴，分散在基质中的这种液滴其表面张力小，能够聚集成团形成朱斑。这种聚集体继续发生液相分离，从而形成更加富铁的高铁相相和低铁的贫铁相，在连续的高铁相中析出-Fe2O3构成大红花。如从断面观察，能很明显地看出釉的表面颜色和釉面下的断层有着明显的颜色区别，上层是红色，下面是黑色，这是两种明显不同的液相的分离现象。D、金星釉金星釉是一种特殊类型的结晶釉。它也是由于釉中含有一种或几种含量较高的作为结晶剂的金属氧化物，在釉的成熟温度下，这些金属氧化物完全溶解在釉里，但在冷却过程中，部分金属氧化物则以晶体形式析出，它们埋藏在釉的表面之下，悬浮在透明的玻璃基体之中，由于这些晶体对入射光的反射作用，看

23、上去就像金星一样光辉闪耀，所以称为金星釉，也有称作为砂金釉的按结晶剂的不同，金星釉又可分为铁金星釉、铬金星釉、铀金星釉、铬铁金星釉等。4.结晶釉的生成条件及影响因素结晶釉，它的形成是使用一种或两种以上的结晶组分，将他们加入釉料中，当釉熔融形成玻璃时，该组分在釉中形成过饱和状态，当釉冷却时，它就从液相中析晶，即形成形态各异的结晶釉。结晶釉的析晶过程是硅酸盐熔体在冷却过程中，其熔体中某些质点或晶籽起晶体的晶核作用，逐渐发育成有规律的晶体。在该过程中，产生结晶动力，取决于晶核的生成速率和晶体的生长速率一切能影响晶核的形成速度和晶体的发育长大速度的内在和环境因素，都会影响晶体的结构，也就是影响结晶釉结

24、晶的花型。影响结晶结构的主要因素如下：（1）釉料组成结晶釉组成主要包括晶体构成物质、釉料基质、及呈色物质三个部分。釉料基质中以二氧化硅和其他引晶物质的浓度影响最大，即所谓过饱和度的高低，他是影响结晶釉组成的关键因素。饱和度低，结晶难以长大；饱和度过高，则晶核堆积，晶花过小或析晶粗糙。釉料基质主要用来调整结晶釉的烧成温度、粘度和热膨胀系数，+1价碱金属氧化物含量过多会削弱析晶作用。+2价碱土金属氧化物会促进析晶。除结晶组成外，其中呈色物质的主要作用是赋予釉体和晶花特定的色调，一般他用量很少，影响作用小。（2）烧成曲线的影响按照热力学原理，当熔体冷却到析晶温度时，由于粒子动能的降低，液体中粒子的“

25、近程有序”排列得到了延伸，晶核逐渐形成，如继续冷却，晶核就可以成为稳定的籽晶，继而以籽晶为中心，发育成晶体。晶核形成、晶粒长大两过程受到相隔相互矛盾的因素的共同的影响。一方面，当冷却程度增大，温度下降，液体质点动能降低，吸附力相对增大，因而容易聚结和附在晶核表面上，有利用晶核形成和晶体长大；另一方面，由于冷却程度增加，液体的粘度增加，粒子移动困难，因此我们通常把晶核形成速率（KB）温度曲线和晶体成长速率（KG）温度曲线的重合、区域作为最适合析晶和晶体成长的区域。（3）制作工艺的影响结晶釉的制作工艺与普通釉并没有原则区别，但是有几个部分如果不能正确处理，也很难生成结晶釉的。A 制釉为了不使结晶芽

26、太细小，制备釉浆时先将其他原料入球磨机磨细，结晶剂要在釉浆细后加入，混磨均匀即可，以此增大结晶剂或晶种的粒度，从而增加它抵抗高温熔体熔融的能力。B 施釉结晶釉和其他普通釉一样可以采用各种不同的施釉方法及施釉设备机器，但结晶釉的施釉量要比普通釉多，因而敷施的釉层比普通釉层厚。这样才有利于晶体的析出。C 烧成结晶釉的烧成条件苛刻，对升温和降温速率有很高的要求，特别是降温速率，如果速率过快，则可能快速穿过能够结晶的区域，导致釉层无析晶发生。5 应用及前景结晶釉拥有非常十分优秀的艺术效果，这点在艺术釉的应用中已经得到了广泛认可，如果能成功将它用于建筑陶瓷装饰中，不仅大大拓展了建筑陶瓷的装饰风格和装饰手

27、法，而且还能带来无穷的商机和丰富的商业价值。 实验部分1课题研究目标1.配方组成对硅锌矿结晶釉的发色与析晶效果的影响2.通过引入ZnO作为结晶剂和CuO，TiO2等氧化物作为结晶釉形成剂，对硅锌矿结晶釉的发色与析晶效果的影响3.比较碱金属种类对硅锌矿结晶釉的发色与析晶效果的影响2试验原料2.1坯用原料 本实验用的所有坯体均为景德镇老厂地区制作的坯体，无特殊加工和改进。2.2釉用原料（1）粘土 粘土是形成陶器主体结构和陶瓷中莫来石晶体的主要来源.粘土的加热分解产物和莫来石晶体是决定陶瓷器只要性能的结构组成,莫来石晶体能给予瓷器以良好的力学强度,介电性能,热稳定性和化学稳定性.本实验用的粘土是苏州

28、土,其化学组成表1苏州土原料的化学组成表1Table 1 chemical composition of kaolin to suzhou（%） 化 学 组 成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2MnOCaOMgOK2ONa2O 烧失总量46.4238.960.50.320.114.499.86（2）石英石英主要是二氧化硅，是釉的主要成分，可提高釉的熔融温度和粘度，给釉以高的力学强度，提高釉的白度，透明度，化学稳定性，并降低釉的膨胀系数。本实验石英来源是江西景德镇，其化学组成表2江西景德镇（石英）化学组成表2（产地：景德镇）Table 2 chemical composition of Qua

29、rtz to jiangxi jindezheng（%） 化 学 组 成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2MnOCaOMgOK2ONa2O烧失总量98.2498.24（3）氧化锌氧化锌可使釉易熔，降低高温釉的烧成温度，对釉的力学强度，弹性，熔融性能和耐热性能均能起到良好的作用，还能增加釉的光泽度，白度，增大釉的成熟温度范围，一般氧化锌用量不能过多，用量过多，可提高耐火度，粘读，使釉不易熔融，但釉面光泽并不降低，当达到饱和度时，氧化锌析晶，形成结晶釉。本实验用的氧化锌在12501280煅烧，这样可以减少釉在烧成过程中的收缩，减少了因收缩而出现的秃釉和气泡，针空等缺陷，增加起密度，避免因密度小而使釉浆呈豆腐状，从而改善生釉性能（4）铅丹PbO是最强的助熔剂，PbO 和Si2O极易反应生成底熔点的硅酸铅，由于硅酸铅折射率高，因而可形成光泽度高的釉面。与碱金属氧化物相比，PbO作为