乳濁釉在現(xiàn)代陶瓷工業(yè)中,包括日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生潔具等各個方面都具有廣泛的應用。乳濁釉就是在透明釉中加入乳濁劑,是釉中產生細小結晶體、氣泡或熔析現(xiàn)象等,對光線產生散射作用,而獲得的不透明的乳濁狀釉面。乳濁劑是乳濁釉中最關鍵的成分。在現(xiàn)代陶瓷工業(yè)中常用的乳濁劑主要有:硅酸鋯(ZrSiO4)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化錫(SnO2)、氧化鈰(CeO2)、五氧化二銻(Sb2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁(Al2O3)、含鋰礦物、含磷礦物、氟化物等。本文將從成分、特性、作用和適用范圍等方面對每一種乳濁劑進行簡單介紹。
一、 硅酸鋯(ZrSiO4)
在日用陶瓷和建筑陶瓷中最為常用的的乳濁劑是硅酸鋯。硅酸鋯,分子式為ZrSiO4, 是以鋯英砂(鋯英石)為原料,經過除鐵、鈦、獨居石等雜質,超細粉磨和表面改性等工藝加工而成的。鋯英砂(鋯英石)是一種深層巖漿礦物,為正硅酸鋯。其理論組成為ZrSiO4:67.2%、SiO2:32.8%,并含有少量氧化鐵、氧化鈦等少量雜質。
硅酸鋯的乳濁作用非常穩(wěn)定,而且不受燒成氣氛的影響。研究表明,硅酸鋯配入熔塊中的乳濁效果比以生料形式加入到釉中的好是因為從熔體中析出的硅酸鋯晶粒比殘留的硅酸鋯顆粒小,更接近可見光的波長,從而乳濁度高。對硅酸鋯乳濁作用影響最大的因素是其顆粒的細度,顆粒越細,乳濁作用越好。
硅酸鋯在陶瓷釉面中不僅起到乳濁增白的作用,而且能增進坯釉結合,增加釉面的抗水性、耐磨性和硬度,是制造高檔易潔陶瓷所必需的。
硅酸鋯作為乳濁劑還具有原料來源豐富、加工工藝成熟、性價比高、綠色環(huán)保等特點,能夠滿足陶瓷工業(yè)對各種級別硅酸鋯的需求。
目前,在國內專業(yè)生產陶瓷釉用硅酸鋯的企業(yè)還不是特別多。其中,山東金澳科技新材料有限公司為國內最大的硅酸鋯生產和研發(fā)基地。此公司生產的硅酸鋯種類齊全、性能優(yōu)良、質量穩(wěn)定。
二、氧化鋯(ZrO2)
ZrO2雖然比硅酸鋯的乳濁作用好,但由于價格昂貴,一般不使用。
三、氧化鈦(TiO2)
在低溫釉料,如白色搪瓷釉中,二氧化鈦(TiO2)是一種有效的乳濁劑。在無硼釉或含Al2O3高的釉中,TiO2不是一種穩(wěn)定的乳濁劑。它的適用溫度不超過1150℃。在墻地磚的生產中,目前已有用硅酸鋯和氧化鈦共同作為乳濁劑的鋯-鈦乳濁釉。鈦乳濁釉不能用于還原氣氛燒成。
四、氧化錫(SnO2)
二氧化錫(SnO2)是衛(wèi)生瓷釉中常用的乳濁劑。SnO2在釉中的溶解度很小,未溶解的晶粒懸浮在釉中,從而使釉產生乳濁效果。因為是未溶解顆粒產生乳濁,則顯然要求SnO2要磨得很細,才有利于提高乳濁度。加入4-6%的SnO2,釉在氧化條件下燒成,乳濁均勻,釉潤滑,金屬光澤強,但價格昂貴。
五、氧化鈰(CeO2)
氧化鈰(CeO2)的乳濁效果很強,2.5%的氧化鈰乳濁效果與8%的氧化錫相當。但價格昂貴,所以不常用。
六、五氧化二銻(Sb2O5)
五氧化二銻(Sb2O5)作為陶瓷釉料乳濁劑,易于溶解,不穩(wěn)定。熔塊潔白,而面磚燒成后呈淡黃色。與TiO2一樣,燒成條件有較大變化時,才能像搪瓷一樣使用Sb2O5.
七、氧化鋅(ZnO)
氧化鋅(ZnO)是陶瓷釉料中常用的成分,但一般是作溶劑用的。鋅釉具有強烈的析晶傾向,即使在透明釉中也可以看到大顆粒結晶。
八、氧化鋁(Al2O3)
氧化鋁(Al2O3)在低熔鋯釉中處于網絡形成體中,能提高釉的精度,是積極的乳濁成分。它也降低鋯英石釉的溶解度,使析晶的晶粒不再溶解。Al2O3以殘留固相的形式參與固相乳濁行為,在快速燒成中應予重視。
九、含鋰礦物
代表礦物為鋰輝石、鋰云母等,一般含鋰礦物有很低甚至是負的熱膨脹性能,能改善釉面性能,如急冷急熱、硬度、光澤度以及化學穩(wěn)定性,使一些堿性顏料顏色更鮮艷,是一種良好的礦化劑和絮凝劑,常用來對硅酸鋯進行表面改性,改善鋯釉性能。
十、含磷礦物
代表礦物是磷灰石,主要用于骨瓷和生物陶瓷,它在釉中能形成乳濁,并能促進鋯英石釉中的乳濁效果。
十一、氟化物
代表礦物是冰晶石,主要用于微晶材料中作助晶劑和形成劑。其析晶傾向強,在乳濁相中作輔助乳濁劑,有利于最初的晶核形成。