梁文杰
摘 要:不管是在日常生活之中,還是在人類(lèi)文明的悠遠(yuǎn)歷史中,日用陶瓷都占有一定的地位。本文從日用陶瓷的基礎(chǔ)生產(chǎn)工藝入手,介紹了日用陶瓷不同成型方法、施釉方法以及燒成制度的影響因素。
關(guān)鍵詞:日用瓷;工藝;成型;燒制
1 前 言
中國(guó)人早在約公元前8000 ~ 2000年(新石器時(shí)代)就發(fā)明了陶器。用陶土燒制的器皿叫陶器,用瓷土燒制的器皿叫瓷器。陶瓷則是陶器、炻器和瓷器的總稱。古人稱陶瓷為甌。凡是用陶土和瓷土這兩種不同性質(zhì)的粘土為原料,經(jīng)過(guò)配料、成型、干燥、焙燒等工藝流程制成的器物都可以叫陶瓷。日用瓷是日常生活中使用的一種瓷器。由瓷石、高嶺土、石英石、莫來(lái)石等組成,外表施有玻璃質(zhì)釉或彩繪的物器。通過(guò)在窯內(nèi)經(jīng)過(guò)高溫(約1280 ~ 1400℃)燒制,表面的釉色會(huì)因?yàn)闇囟鹊牟煌l(fā)生各種化學(xué)變化。日用陶瓷在陶瓷行業(yè)中具有不可替代的地位。一般來(lái)說(shuō),日用陶瓷的生產(chǎn)過(guò)程包括坯體成型、施釉、燒制這三個(gè)基礎(chǔ)階段。同時(shí)根據(jù)產(chǎn)品的不同又有許多的技術(shù)準(zhǔn)備或輔助生產(chǎn)的過(guò)程,如干燥、修坯、畫(huà)坯、貼花等。
2 成 型
日用陶瓷的成型工藝根據(jù)坯料的性能和含水量的不同,主要分為:可塑成型法、注漿成型法和壓制成型法。
可塑法成型:用泥料陰模滾壓、陽(yáng)模滾壓、塑壓。
注漿法成型:用漿料空心注漿、實(shí)心注漿。
壓制成型:干壓成型。
可塑性坯料的要求:(1)可塑性要好,用強(qiáng)可塑性粘土,多加粘土,或提高可塑性料的純度,過(guò)孔篩余0.2 ~ 1%。(2)干燥強(qiáng)度高,以干坯抗折強(qiáng)度來(lái)衡量。(3)收縮要小。(4)燒結(jié)溫度要低,燒結(jié)溫度范圍要寬??稍诔尚瓦^(guò)程中多次煉泥、泥料陳腐、摻入回籠泥、引入增塑劑。
注漿坯料的要求:(1)有良好的流動(dòng)性,但含水量少。(2)有適當(dāng)?shù)臐B透性。(3)干燥收縮要小。(4)有足夠的排溫性。(5)干燥強(qiáng)度要高。(6)空漿性要好。(7)泥漿中空氣要少。成型過(guò)程中強(qiáng)可塑性粘土用量少、,在泥漿中引入電解質(zhì)如腐植酸鈉、水玻璃(硅酸鈉)、純堿(碳酸鈉)使注漿泥漿在含水較多的情況下具有良好的流動(dòng)性,加入量為0.3 ~ 0.6%(干料計(jì));改善注漿工藝條件。
干壓成型粉料的要求:(1)要盡量提高粉料體積密度,以降低其壓縮比。(2)流動(dòng)性要好,成型壓制時(shí)顆粒間的內(nèi)摩擦要小。(3)對(duì)粉料要進(jìn)行造粒處理而且從最緊密堆積原理出發(fā),顆粒要級(jí)配,細(xì)粉要盡可能少,以減少空氣含量,并降低壓縮比、提高流動(dòng)性。(4)在壓力下易于粉碎。(5)水分要均勻。
除上述三種方法外,目前在日用陶瓷成型工藝上,等靜壓成型、高壓注漿、微波注漿等都取得了一定的研究成果。
3 施 釉
施釉是必不可少的一項(xiàng)工藝。其中施釉過(guò)程分為兩種:(1)對(duì)未燒制的生坯施釉,然后一次燒。(2)對(duì)素?zé)蟮呐魇┯院笤俅斡詿J┯缘姆绞揭灿兴煌?,日用瓷主要采用浸釉、淋釉、噴釉等。施釉前,生坯和素?zé)骶枰砻媲鍧嵦幚怼?/p>
噴釉法:噴釉工藝是利用壓縮空氣將釉漿通過(guò)噴槍或噴釉機(jī)噴成霧狀,使釉料粘附在坯體上,坯體與噴槍的距離,噴釉壓力、次數(shù)以及釉的相對(duì)密度決定釉層的厚度。適合于大型、薄壁或形狀復(fù)雜的坯體,特別是薄壁小件易脆的生坯最為適用。
浸釉法:將坯體浸入釉漿,利用坯體的吸水性或熱坯對(duì)釉的吸附而使得釉料附著在坯體上。除薄胎瓷外,浸釉法適用于大、中、小各類(lèi)產(chǎn)品。釉層的厚度和坯體的吸水性、釉漿濃度及浸釉時(shí)間有關(guān)。浸釉時(shí)對(duì)釉漿的相對(duì)密度要求如下:透明釉一般為1.42 ~ 1.44;乳濁釉為1.45 ~ 1.46。
淋釉法:將釉料澆于坯體上形成釉層。適用于圓盤(pán)、單面上釉的扁平類(lèi)產(chǎn)品。
4 燒 制
傳統(tǒng)的日用陶瓷燒成工藝為一次燒成工藝,隨著產(chǎn)品檔次和質(zhì)量要求的提高,二次燒成工藝采用也很普遍。我國(guó)日用陶瓷燒成溫度大致為1150 ~ 1300℃,當(dāng)然,少數(shù)高檔日用瓷的燒成溫度達(dá)到了1380℃或以上。過(guò)去,我國(guó)日用陶瓷窯爐燃燒種類(lèi)多樣,存在煤、油、氣并存的局面,隨著環(huán)保政策的嚴(yán)格、窯爐技術(shù)的改進(jìn),現(xiàn)在多采用能耗相對(duì)較低的燃?xì)馑淼栏G、梭式窯、輥道窯。但無(wú)論采用哪種方式的窯爐,燒制制度都尤為關(guān)鍵。
燒成制度表示由室溫加熱到燒成溫度,再由燒成溫度冷卻至室溫的燒成過(guò)程全部的溫度-時(shí)間變化情況。燒成制度的確定取決于下列因素: ①燒成時(shí)坯體中的反應(yīng)速度。坯體的組成、原料性質(zhì)以及高溫中發(fā)生的化學(xué)變化均影響反應(yīng)的速度。 ②坯體的厚度、大小及坯體的熱傳導(dǎo)能力。 ③窯爐的結(jié)構(gòu)、形式和熱容,以及窯具的性質(zhì)和裝窯密度。
(1)升溫速度的確定 。
低溫階段:升溫速度主要取決于坯體入窯時(shí)的水分。氧化分解階段:升溫速度主要取決于原料的純度和坯件的厚度,此外,也與氣體介質(zhì)的流速和火焰性質(zhì)有關(guān)。高溫階段:升溫速度主要取決于窯的結(jié)構(gòu)、裝窯密度以及坯件收縮變化的程度。
(2)燒成溫度及保溫時(shí)間的確定 。
燒成溫度必須在坯體的燒結(jié)范圍之內(nèi),而燒結(jié)范圍必須控制在線收縮(體積收縮)達(dá)到最大而顯氣孔率接近于零(細(xì)瓷吸水率<0.5%)的一段溫度范圍。最適宜的燒成溫度或止火溫度可根據(jù)坯料的加熱收縮曲線和顯氣孔率變化曲線來(lái)確定。保溫時(shí)間的確定原則是保證所需液相量平穩(wěn)地增加,不致使坯體變形。
(3)冷卻速度的確定 。
冷卻速度的確定主要取決于坯體厚度以及坯內(nèi)液相的凝固速度。
(4)氣氛制度。
氣體介質(zhì)對(duì)含有較多鐵的氧化物、硫化物、硫酸鹽以及有機(jī)雜質(zhì)等陶瓷坯料影響很大。同一坯體在不同氣體介質(zhì)中加熱,其燒結(jié)溫度、最終燒成收縮、過(guò)燒膨脹以及收縮速率、氣孔率均不同,故要根據(jù)坯料化學(xué)礦物組成,以及燒成過(guò)程各階段的物理化學(xué)變化規(guī)律,選擇適當(dāng)氣體介質(zhì)(氣氛)。
5 結(jié) 語(yǔ)
我國(guó)雖是一個(gè)日用陶瓷生產(chǎn)大國(guó),卻不是生產(chǎn)強(qiáng)國(guó),在諸多方面與世界先進(jìn)水平有加較大差距。究其原因:(1)資源、環(huán)境的壓力,成本能耗高、生產(chǎn)效率低。(2)陶企普遍缺乏自主創(chuàng)新能力,著名品牌較少。(3)發(fā)展和經(jīng)營(yíng)觀念有待加強(qiáng)。未來(lái),我國(guó)日用瓷在響應(yīng)節(jié)能環(huán)保的前提下,要進(jìn)一步在成型、燒成等方面加大研發(fā)投入力度,不斷地推出多樣化、個(gè)性化的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,利用總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提高生產(chǎn)效率,提升產(chǎn)品品質(zhì),擴(kuò)大企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,使得這一具有民族特色的傳統(tǒng)技藝得到進(jìn)一步的發(fā)揚(yáng)壯大。
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