陶瓷坯釉料制备技术及精陶坯料化学组成范围简介

一、特点

精陶是一种细陶器制品，胎体颗粒细且均匀，呈白色或浅色，多施熔块釉，其烧结程度差，吸水率在8％～20％之间，由于其烧成温度比瓷器低、变形小、价格低廉，又具有良好的热稳定性，可用于制作日用餐茶具、陈设品，目前还广泛应用于生产内墙砖（瓷片）。

精陶强度较瓷器低，声音沙哑。

精陶多数为两次烧成，一般为高温素烧，低温釉烧，素烧温度在1180℃～1250℃，釉烧温度为1050℃～1100℃。

二、种类

精陶按坯体所用熔剂不同分为黏土质精陶，石灰质精陶，长石质精陶，混合质精陶，熟料质精陶，随着精陶在建陶行业的广泛应用，目前又有叶蜡石质，硅灰石质，滑石质等精陶坯出现，下面就这些精陶作简单介绍。

1.黏土质精陶

黏土质精陶常常呈黄色，也有白色的，它的坯料是用难熔黏土或耐火黏土加石英配制而成，有时为提高其白度也可加少量高岭土。

通常它用于制造日用粗器皿、过滤器等等。

2.石灰质精陶（软质精陶）

石灰质精陶是用塑性黏土、高岭土、石英和石灰石配制而成，石灰石可以用方解石、白云石替代，但因为石灰质精陶烧成温度较低，吸水率大，热稳定性较差，易发生后期龟裂，一般用于制造建筑用内墙砖。石灰质精陶又称软质精陶，是用黏性土、高岭土、石英、石灰石配制而成。其主要熔剂为石灰石，也可用方解石，白云石替代，其产品的特点是烧成范围狭窄，吸水率大（19％～21％），强度不高，热稳定性较差，因而在日用精陶中很少采用，但由于烧成收缩小，有利于生产尺寸精度要求较高的产品，所以广泛应用在内墙砖生产。

石灰质精陶坯料组成范围：黏土45～60 石英25～40 石灰石10～15

其素烧温度为1000℃～1180℃，釉烧950℃～1100℃

石灰质精陶的抗折强度（5.88～19.6），抗压强度5.88Mpa～88.2Mpa，抗冲击强度为0.108Mpa～0.15Mpa。

石灰质精陶的缺点是易发生后期龟裂，主要原因是其吸水率较大，产生吸湿膨胀所致。

3.长石质精陶（硬质精陶）

长石质精陶是用黏土、高岭土、石英、长石配制而成，坯料中的长石可用瓷石或风化长石（钾砂、钠砂）引入，长石质精陶烧成温度较高，机械强度大，吸水率低，热稳定性好，可用于制造日用餐茶具、工艺品等等。

（1）特点

长石质精陶又称硬质精陶，是用黏性土、高岭土、石英、长石配制而成，也可用瓷石或含K2O、Na2O较高的原料（风化长石）替代，为利用废料并改善坯釉结合性，也可外加3％～5％的废陶片。

长石质精陶产品的特点是烧成温度较高，机械强度高，吸水率小，热稳定性好，是生产日用精陶制品的主要材质。

（2）组成

长石质精陶坯料的组成范围黏土45～60，石英25～40，长石8～15，其素烧温度1140℃～1280℃，釉烧1050℃～1200℃，长石质精陶产品的性能指标吸水率（9％ ～12％），抗折强度147Mpa～294Mpa，抗压强度98Mpa～107.8Mpa，抗冲击强度0.147Mpa～0.196Mpa，热膨胀系数（200℃～300℃）（7.5～9.5×10-6/℃）长石质精陶坯体的岩相组成有石英、玻璃相、莫来石、方石英组成。(www.xing528.com)

（3）精陶制品的后期龟裂问题

精陶坯体烧结不充分，因而是多孔的，其主要原因是坯料中石英加入量较多，而长石引入量又少，烧成温度又比瓷器低50℃～100℃，因而产生的丰熔残留石英较多，且形成的玻璃相较少，而莫来石晶体的发育较差，在晶粒大小与数量上均不及瓷器。

精陶制品的一个重要性质是吸湿膨胀性，这是多孔制品的特点，由于暴露在潮湿空气及水中，坯体吸收水分而引起的膨胀称为吸湿膨胀，在精陶坯体产生吸湿膨胀的过程中，釉层并不随之而膨胀，釉层即由原来所承受的压应力转化为张应力，当张应力值大于釉层的抗张强度极限时即导致釉面开裂，这种在使用过程中由吸湿膨胀所引起的釉裂现象称为“后期龟裂”。

吸湿膨胀作为非致密陶瓷制品的固的特性，与坯体本身的结构及物理化学性质密切相关，多孔坯体吸收水分后，在毛细管或气孔中，水形成一个凹的弯月面，会产生一种收缩力，但水和其他液体吸附在固体表面，由于第二相的存在，使表面原子饱和，减少了表面原子相互间的结合力，而产生液致伸长现象，上述两种效应叠加在一起会使固体内部的压缩力减小，在精陶制品的岩相组成中，由黏土矿物加热分解生成的非晶质的SiO2和玻璃相，因发生水化与水解作用，改变了表面性能，所降低的表面能量最大，因而具有较强的吸湿膨胀倾向。

非晶质的SiO2分散度大，表面自由能大，分解出来时Si+和O-的结合键存在，这种结合键与水作用生成Si—O—H，然后又进一步生成Si—O—H—OH，产生很大的湿膨胀，玻璃相由于其中的碱金属离子与水中H+进行离子交换，玻璃网络结构中的碱金属离子被侵析出来，使玻璃相的比表面积增大而产生了较大湿膨胀。

精陶制品的后期龟裂正是其吸湿膨胀所致，而精陶的岩相组成中结晶相的湿膨胀很小，此外吸湿膨胀还与制品所接触的环境及时间，坯体的吸水率有关，吸水率越大，吸湿膨胀大，后期龟裂严重，经研究表明，显气孔率为15％～18％时其吸湿膨胀即直线上升，可见要防止后期龟裂要严格控制其显气孔率。

我国日用长石质精陶坯料的化学组成范围：SiO265％～75％，Al2O318％～25％，Fe2O3 0.4％～0.8％，CaO1.0％～2.0％，MgO0.1％～0.3％，K2O1.5％～2.5％，Na2O0.5％～1.0％，灼减0％～0.5％。

精陶坯料化学组成中主要应控制SiO2和K2O+Na2O含量的变化，SiO2含量的高低直接影响坯体膨胀系数和坯釉的结合性能，K2O+Na2O的含量主要影响素烧温度，（一般控制＜2％），含量过高时，烧成温度会降低，不利于方石英形成，会降低坯体的膨胀系数，影响坯釉结合，产生釉裂缺陷，为改变烧后坯体内玻璃相成分，降低湿膨胀值，适当提高素坯的膨胀系数，在坯料中常外加1％～3％的滑石，石灰石，白云石（作为矿化剂）使CaO+MgO含量提高至1.5％～2.5％，通常精陶坯的膨胀系数为（6～8.5）×10-6。

4.混合质精陶

混合质精陶是由石灰石和长石作混合熔剂的，因此其性质介于石灰质与长石质精陶之间，主要应用于制造日用餐茶具，内墙砖等等。

5.熟料质精陶

熟料质精陶是在精陶坯料的配料中加入25％～45％的熟料，熟料的颗粒度均在0.5mum以下，大型的制品其熟料颗粒最大可达1mm～2mm，且所用熟料是精陶的废料或黏土的煅烧物。

三、组成

精陶坯料的组成及配比范围见下表2-12

表2-12　精陶坯料的组成及配方范围

精陶一般施熔块釉，且常采用铝硼釉或硼釉，也有用长石釉加上10％以上ZnO配制生锌釉，釉烧温度低，烧成范围宽，釉面针孔少，光泽好，为防止铝金属的析出，须在氧化焰下烧成。

精陶质坯料除了应用在日用陶瓷外，目前主要是制作建筑陶瓷中的内墙砖制品，是我国各省的精陶釉面砖配方举例见表2-13

表2-13　黏土质精陶釉面砖坯料配方

表2-14　低温快烧坯料配方

考虑到石灰质精陶其后期龟裂较严重的问题，现在在精陶生产方面已广泛使用叶蜡石、滑石、硅灰石，工业矿渣为原料生产内墙砖。其配方见下表2-15：

表2-15　素烧温度为1040—1150℃的精陶坯料配方