余國(guó)明

摘 要：本文主要敘述了鉆砂釉面磚的研制內(nèi)容，重點(diǎn)研究具有高光發(fā)射效果的熔塊顆粒及面釉，并通過控制面釉和熔塊顆粒的熔融性能。采用淋釉技術(shù)，將熔塊顆粒均勻分布于面釉表面，經(jīng)過煅燒，熔塊顆粒形成丘陵?duì)钔蛊?，利用丘陵?duì)钔蛊鸬墓饣砻?，?duì)外加光源產(chǎn)生點(diǎn)狀反射，使釉面磚的產(chǎn)品表面發(fā)出如碎鉆砂狀般閃爍星光的特殊裝飾效果。

關(guān)鍵詞：鉆砂釉面磚；熔塊顆粒；面釉

1 前言

天然石材以其獨(dú)特的圖案、光滑細(xì)膩的表面和特殊的反光效果，在高檔室內(nèi)裝修中起著畫龍點(diǎn)睛、提升裝修品質(zhì)和品味的作用。特別是現(xiàn)代高檔裝修追求燈光與石材的相互襯托，燈光的合理運(yùn)用與石材本身對(duì)光線的折射與反射等獲得特定的光影效果，進(jìn)一步增加高檔石材的雍容華貴的裝飾效果。例如，一些如砂糖狀的結(jié)晶巖石（又名細(xì)晶巖、金砂石）等，這些石材在燈光照射下，其巖石內(nèi)的細(xì)小石英晶體、輝石粒及細(xì)小云母片等會(huì)發(fā)出如碎鉆砂狀閃爍的星光。再加上表面經(jīng)過打磨處理后，光滑細(xì)膩，顯得高檔、典雅。但是，高檔天然石材具有的稀缺性注定其無法滿足日益擴(kuò)大的市場(chǎng)需求。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)家居裝飾要求也越來越傾向于個(gè)性化設(shè)計(jì)，對(duì)裝飾材料的獨(dú)特效果不斷提出更高的要求。因此，如能在大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)的墻地磚技術(shù)上，開發(fā)出表面具有如巖石內(nèi)的細(xì)小石英晶體、輝石粒及細(xì)小云母片等會(huì)發(fā)出如碎鉆砂狀閃爍星光的墻地磚產(chǎn)品，必然會(huì)在陶瓷裝飾技術(shù)中產(chǎn)生明顯的技術(shù)革新，引領(lǐng)陶瓷裝飾技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步拓展陶瓷裝飾市場(chǎng)，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

高檔石材中是通過特定形狀的晶體對(duì)光線的反射而獲得特定的光影效果。在普通墻地磚上"仿生"這種結(jié)構(gòu)，需要解決如下問題：

（1） 反光體的形成

反光體是能夠?qū)饩€起到反射作用的作用面。這個(gè)作用面可以為一定尺寸的晶體的光滑面或者玻璃體的光滑表面。最佳的反光體是鉆石，一般具有57個(gè)切面可供反光。但這種極限條件無法復(fù)制在天然石材或者墻地磚中。石材中是依靠相對(duì)分散、具有特定形狀和一定尺寸的晶體來反射光線的，這種特殊形狀的晶體釉料如輝石（CaMgSi2O6）或者梢石（CaO·SiO2·TiO2）等，在側(cè)光或燈光照射下，會(huì)反射出閃爍的星光，但這些晶體釉料需要特殊的環(huán)境（高溫、緩慢地析晶）才能生成，這對(duì)于采用輥道窯快速生產(chǎn)的墻地磚而言是不容易實(shí)現(xiàn)的，但墻地磚的釉層表面具有少量晶體和大量玻璃態(tài)物質(zhì)，為形成光滑的表面提供了可能性。在實(shí)際制備中，需要將墻地磚的表面制備成丘陵?duì)畹膱A形反射面，也就是說，需要獲得特定的反射面，才能獲得既定的目標(biāo)。

（2） 反光體的分布

若獲得如星光狀的反射效果，反光體的數(shù)量應(yīng)較多且能夠在多個(gè)方向上對(duì)光線產(chǎn)生反射。目前有結(jié)晶釉的生產(chǎn)技術(shù)，可以在釉層中獲得一定數(shù)量的晶體，能夠起到反光體的作用。但是，這些方法獲得晶體一般都比較大，而且數(shù)量相對(duì)較少，實(shí)際起反射的釉層面積相對(duì)較少。更重要的是，這些晶體的取向會(huì)影響到對(duì)光線的反射，只有在特定的方向才具有反射效果。亞光釉技術(shù)獲得的晶體的尺寸太小，不能產(chǎn)生反光體效果。砂金釉技術(shù)可以獲得反光體的效果，但是，存在的問題是不適合在采用輥道窯快速生產(chǎn)的墻地磚技術(shù)中使用。因此，可能的技術(shù)是必須采用分布式的分散技術(shù)，獲得數(shù)量多且均勻分散分布的反光體。

（3） 墻地磚的表面抗污性

反光體的形成及分布要求墻地磚的表面具有一定的粗糙度，以增加反射面積。但是，這種粗糙度會(huì)在一定程度上降低墻地磚的耐污性和表面耐磨性。如何平衡這兩者的矛盾，是獲得墻地磚仿生高檔天然石材技術(shù)的關(guān)鍵。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 反光體的制備

高光反射熔塊顆粒（即：反光體）的熔塊釉式如下：

按以上釉式稱取相應(yīng)的原料入熔塊爐內(nèi)熔制，熔制溫度為1525±5 ℃，水淬后成透明玻璃體，取樣烘干再破碎成60～120目的顆粒備用。

2.2 面釉的制備

面釉的釉式如下：

按上釉式稱取相應(yīng)的原料，再添加適量的甲基纖維素、三聚磷酸鈉和水，放入球磨機(jī)磨成細(xì)度為325目篩，篩余為0.2%～0.4%的釉漿，經(jīng)除鐵過篩備用。

2.3 高光反射熔塊顆粒釉漿的制備

2.3.1膠水的配制

膠水的配方如表1所示。

按表1中膠水配方稱取相應(yīng)的原料一起入攪拌桶混合攪拌均勻過篩備用。

2.3.2高光反射熔塊顆粒釉漿的配制

按表2高光反射熔塊顆粒釉漿的參數(shù)，稱取合適比例的高光反射熔塊顆粒及膠水一起入攪拌桶混合攪拌均勻，過篩備用。

2.4 鉆砂釉面磚的制備工藝

首先將素坯先淋正常生產(chǎn)的底釉；然后再淋上面釉，經(jīng)過印花后，再淋上高光反射熔塊顆粒釉漿；最后經(jīng)洗邊，與正常生產(chǎn)的釉面磚產(chǎn)品一起入輥道窯中進(jìn)行釉燒。燒成溫度為1125±5 ℃，燒成時(shí)間50 min。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

本文研制的鉆砂釉面磚具有外觀似亞光狀，手指觸摸表面呈微微凹凸，但溫滑細(xì)膩，在斜光或燈光照射下；釉面發(fā)出如碎鉆砂般閃爍星光，如詩如畫；印花圖案紋理細(xì)膩、逼真、視覺效果獨(dú)特、整體藝術(shù)感強(qiáng)等特點(diǎn)；同時(shí)，該產(chǎn)品質(zhì)量好、檔次高。經(jīng)測(cè)試，斷裂模數(shù)達(dá)到27 MPa，防污性能好，耐酸性、耐堿性均達(dá)到GLA級(jí)。如果用油性記號(hào)筆在表面劃痕，然后用濕毛巾擦試，表面不留痕跡，防滑性能好。另外，其磨擦系數(shù)（干法）可達(dá)1.05，因此，適用性廣。

3.1 “鉆砂”效果產(chǎn)生的原理分析

為了進(jìn)一步分析產(chǎn)品表面產(chǎn)生"鉆砂"效果的原理，筆者采用數(shù)碼相機(jī)拍下產(chǎn)品在一定角度的燈光下釉面對(duì)光的反射情況如圖1（光線和目光垂直于釉面，燈光位于上方）、圖2（光線平行于釉面，目光垂直于釉面，燈光位于右方）所示。

從圖1可以看出，產(chǎn)品釉面呈亞光狀，熔塊顆粒分散分布，但又相互連接凸于面釉上，手摸有微弱的凹凸感。但表面溫滑細(xì)膩，且釉面產(chǎn)生強(qiáng)烈的反光效應(yīng)。

從圖2可以看出，產(chǎn)品釉面在平行燈光的照射下則呈現(xiàn)出較多的近圓形凸起形狀，每一個(gè)凸起均成為光線的一個(gè)反射點(diǎn)，即反光體，這些凸起形狀使得即使在相對(duì)較遠(yuǎn)的位置處，也有相應(yīng)的反光點(diǎn)，因而釉面具有良好的“鉆砂”效應(yīng)。

基于上述實(shí)驗(yàn)，能夠推測(cè)出利用熔塊同樣可以在釉面上產(chǎn)生視覺效果上的“鉆砂”效應(yīng)。其形成機(jī)理是將具有一定形狀的、尺寸合適的、能夠凸出于釉面的熔塊顆粒（即反光體），利用其多個(gè)且相互分散開的丘陵?duì)畹慕Y(jié)構(gòu)，在相當(dāng)大的角度范圍內(nèi)反射燈光，從而產(chǎn)生"鉆砂"效應(yīng)，如圖3所示。

從圖3可知，熔塊顆粒即反光體在釉面表面形成的丘陵?duì)罱Y(jié)構(gòu)，這種無規(guī)則的結(jié)構(gòu)使得在自然光條件下，釉面具有較高的漫反射，具有亞光的效果。從微觀的角度看，這些丘陵?duì)钔蛊鸬谋砻媸菆A滑的，能夠成為光線的反射鏡面。當(dāng)外加光源的光線照射在這些丘陵?duì)钔蛊鸬谋砻?，其不同的位置?huì)將光線反射向不同的角度，當(dāng)人眼在不同角度（如圖3中的視角1和視角2）時(shí)，均能夠接收到一定的光線，從而感受到光點(diǎn)。受丘陵?duì)钔蛊鹦螤畹南拗?，人眼所能感受到的只是丘陵?duì)钔蛊鸨砻嬷械囊徊糠郑ㄍ瞧渲械囊稽c(diǎn)）反射的，具有合適角度的光。因此，釉面在視覺效果上呈現(xiàn)“鉆砂”效應(yīng)。

影響墻地磚釉面上的“鉆砂”效應(yīng)除了釉面中熔塊凸起的形狀外，還包括熔塊顆粒凸起的數(shù)量。如圖3所示，熔塊顆粒凸起數(shù)量越多，產(chǎn)生的光線反射點(diǎn)越多，形成的“鉆砂”效應(yīng)越明顯。除此以外，熔塊顆粒凸起高出釉面的高度在一定程度上也會(huì)影響對(duì)光線反射進(jìn)入人的眼睛的范圍。熔塊顆粒凸起的高度越高，能夠滿足光線反射的熔塊凸起表面積越大，產(chǎn)生鏡面反射的角度越大，人的眼睛能夠在更大范圍內(nèi)感受到釉面的反射光，"鉆砂"效應(yīng)越明顯。

3.2 產(chǎn)品釉面微觀結(jié)構(gòu)分析

用掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)所得樣品進(jìn)行斷面和表面形貌觀察，其結(jié)果如圖4 、圖5所示。

從圖4可以看出，熔塊與面釉結(jié)合較好。熔塊層呈現(xiàn)一定的起伏，這與肉眼觀察的結(jié)果是一致的。從圖5可以看出，釉面表面比較平坦，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的凸起，這與測(cè)試中能夠觀測(cè)到的面積相對(duì)較小，無法顯示熔塊整體形貌有關(guān)。由于釉面表面比較平坦，這在一定程度上提高了單個(gè)熔塊顆粒表面對(duì)光線的反射。因此，該面釉具有最佳的“鉆砂”效應(yīng)。盡管面釉的表面具有手觸的凹凸感，但是釉面表面無針孔、裂紋等缺陷，這使得相應(yīng)產(chǎn)品具有較好的抗污能力和表面耐磨性。

3.3 熔塊顆粒與面釉的熔融性能對(duì)鉆砂效果的影響

為了進(jìn)一步分析熔塊顆粒與面釉的熔融性能對(duì)鉆砂效果產(chǎn)生的影響，筆者采用影像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀（SJY-10，湖南湘潭）分別測(cè)量了熔塊顆粒和面釉的始熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)，其結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，面釉的始熔點(diǎn)比熔塊高34 ℃，而軟化點(diǎn)比較接近，比熔塊略低8 ℃，從上文面釉的釉式也可以看出，該面釉配方中K2O、Na2O和B2O3等氧化物含量相對(duì)較少，使得配方的始熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)均相對(duì)較高。因此，面釉的熔融性能可以保證在高溫?zé)蓵r(shí)面釉起到支撐熔塊顆粒的作用，而熔塊軟化點(diǎn)略高，又使得熔塊粒不會(huì)全部熔化融入釉中。所以，面釉的熔融性能對(duì)熔塊顆粒在煅燒過程中的形狀保持起到非常關(guān)鍵的作用。同時(shí)，熔塊的軟化點(diǎn)與產(chǎn)品的燒成溫度間只相差16 ℃，這個(gè)溫差能促進(jìn)熔塊顆粒表面變得圓滑，在快速煅燒過程中，不會(huì)導(dǎo)致其顆粒出現(xiàn)流動(dòng)的情況。因此，熔塊顆粒凸于面釉，同時(shí)，其圓滑的顆粒表面有助于擴(kuò)大光線的反射角度，使其“鉆砂”效應(yīng)非常明顯。

3.4 淋釉技術(shù)對(duì)鉆砂效果的影響

淋釉技術(shù)因其不與印刷面接觸，不會(huì)影響原有釉面的圖案，而且對(duì)粉體的粒徑無特殊要求，不會(huì)像采用絲網(wǎng)印刷、或膠輥印刷那樣會(huì)被不規(guī)則的熔塊顆粒損壞絲網(wǎng)或膠輥，適用性較好，成為“鉆砂”釉技術(shù)的首選。將淋釉技術(shù)應(yīng)用于“鉆砂”釉的制備，必須要解決熔塊的流變性問題，即需要選擇合適的膠水。為了保證淋釉質(zhì)量，膠水要有一定的流動(dòng)性，同時(shí)，需具有合適的懸浮性及粘結(jié)性，否則熔塊顆粒會(huì)沉淀或者因粘結(jié)性較弱，熔塊顆粒與面釉的結(jié)合不好，易被窯頭的吹塵風(fēng)吹走；如果粘結(jié)性太強(qiáng)，熔塊顆粒的分散不好，會(huì)呈團(tuán)聚狀，不利于形成多點(diǎn)的“反射點(diǎn)”。而且，在煅燒的低溫階段，粘性過強(qiáng)的膠水會(huì)封閉釉面氣孔，造成在這些膠水揮發(fā)前，底、面釉的自由水及結(jié)晶水和低溫碳酸鹽分解產(chǎn)生的氣體排放困難，易使產(chǎn)品出現(xiàn)針孔、釉泡及桔釉等缺陷。

4 結(jié)語

（1） 鉆砂釉制備技術(shù)是采用淋釉技術(shù)，將一定粒徑的（60～120目）的熔塊鋪展于面釉上，通過調(diào)節(jié)熔塊與面釉組成，控制熔塊顆粒在面釉上形成一定高度的凸起。同時(shí)，熔塊凸起之間保持分散并形成光滑表面，可以保證光線在較大角度范圍內(nèi)的反射，使釉面可以在側(cè)光或者燈光照射下，發(fā)出閃爍星光的特殊裝飾效果。

（2） 鉆砂釉面磚產(chǎn)品不同于現(xiàn)有的有光和亞光釉面磚，因其具有獨(dú)特的視覺效果，滿足了人們對(duì)建筑陶瓷磚個(gè)性化和藝術(shù)化裝飾風(fēng)格的追求，避免了高檔石材開采所產(chǎn)生的環(huán)境破壞，推動(dòng)了建筑陶瓷行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，有力提升了釉面磚產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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