低温快烧结晶釉的制备与性能

论文摘要

结晶釉是一种极富观赏价值和装饰效果的艺术釉,用其装饰陶瓷制品,可以提升陶瓷的观赏性和艺术性。目前,结晶釉主要应用于艺术陶瓷及日用陶瓷,但其烧成温度较高(通常在1300℃左右),且烧成周期较长(一般长达数小时)。因此,结晶釉不能满足建筑陶瓷的低温快烧要求,在建筑陶瓷领域难以得到广泛的推广和应用。如果结晶釉能实现低温快烧,不仅可以增加建筑陶瓷的装饰品种,满足人们日益增长的艺术欣赏需求,而且符合节能减排的时代需要。本课题以缩短结晶釉的烧成周期、降低烧成温度、减少生产成本为目的,结合三元系统相图以及正交试验法,通过配方和工艺的详细研究,制备适合低温快烧的硅酸锌结晶釉产品。通过在釉料配方中加入多种助熔物质,如玻璃粉等,降低硅酸锌结晶釉的烧成温度(1200℃左右)。通过工艺创新,如干法施釉、预加晶种等可以缩短烧成周期(70min左右),同时能避免因釉料粘度低造成的施釉困难等问题。通过XRD研究发现,本实验结晶釉配方中析出的晶体为硅锌矿。以SEM观察其微观形貌,发现硅锌矿晶体为纤维状,且存在小角分叉现象。探讨了硅酸锌结晶釉的析晶机理。分析了工艺条件,如施釉量、晶种粒径、烧成制度对硅酸锌结晶釉性能的影响。本课题中主要研究了CoO和CuO对硅酸锌结晶釉的影响及其机理。部分金属离子可以进入硅锌矿晶体,取代锌离子。故在硅酸锌结晶釉中加入着色氧化物可改变晶体色调。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 结晶釉简介
• 1.1.1 结晶釉的组成和分类
• 1.1.2 结晶釉的发展
• 1.2 硅酸锌结晶釉简介
• 1.2.1 硅酸锌结晶釉研究进展
• 1.2.2 非定位与定位硅酸锌结晶釉
• 1.2.3 硅酸锌结晶釉的相关机理
• 1.3 着色氧化物在结晶釉中的研究现状
• 1.4 研究目的、意义及内容
• 1.4.1 研究目的、意义
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 实验方案及研究方法
• 2.1 实验原料及主要仪器
• 2.1.1 实验用原料及其化学组成
• 2.1.2 实验仪器及设备
• 2.2 分析测试方法
• 2.2.1 热分析测试
• 2.2.2 粒度测试
• 2.2.3 线收缩率的测定
• 2.2.4 吸水率及体积密度的测定
• 2.2.5 抗弯强度的测试
• 2.2.6 显微硬度的测试
• 2.2.7 物相分析
• 2.2.8 显微结构分析
• 第三章 硅酸锌结晶釉的配方及其性能研究
• 3.1 釉料配方
• 3.1.1 硅酸锌结晶釉的配方原则
• 3.1.2 硅酸锌结晶釉中各氧化物的作用
• 3.1.3 最佳釉料配方的确定
• 3.2 坯料配方
• 3.2.1 坯料配方的设计原则
• 3.2.2 最佳坯料配方
• 3.3 坯釉的性能研究
• 3.3.1 釉的熔融温度
• 3.3.2 坯、釉的烧结性能
• 3.3.3 坯、釉力学性能
• 3.3.4 坯釉结合性
• 3.3.5 结晶釉的外观形态
• 3.3.6 硅酸锌结晶釉的微观形貌
• 3.4 硅酸锌结晶釉的析晶机理
• 3.4.1 硅酸锌结晶釉的析晶过程
• 3.4.2 硅酸锌结晶釉的生长
• 3.5 着色氧化物对硅酸锌结晶釉的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 硅酸锌结晶釉的工艺研究
• 4.1 硅酸锌结晶釉产品的工艺流程
• 4.2 制釉与施釉
• 4.2.1 球磨
• 4.2.2 干压法施釉
• 4.3 预加晶种
• 4.3.1 晶种类型
• 4.3.2 晶种大小
• 4.4 烧成制度
• 4.4.1 最高烧成温度及保温时间
• 4.4.2 冷却速度
• 4.4.3 晶体生长温度与保温时间
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附表