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建筑卫生陶瓷色料的选择和简单配方

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  • TA的每日心情
    开心
    2019-6-7 14:30
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2019-4-7 16:30:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
    陶瓷色料与釉料一样,是装饰建筑卫生陶瓷产品的外衣。它与陶瓷产品的胎体及釉料紧密结合一体,发挥着装饰美化建筑卫生陶瓷产品的作用,从而使产品形成一个五彩缤纷的陶瓷世界。现在陶瓷业的发展已经进入一个新颖的颜色釉时代,建筑卫生陶瓷产品的装饰越来越多地倾向于直接采用各种颜色釉,以构筑琳琅满目的新产品系列,满足国内外市场的不同需求。因此,熟练掌握好陶瓷釉中色料的使用技术,对于提高产品的档次、丰富企业的产品品种与种类具有非常重要的意义。色料使用技术包括了色料应用于陶瓷釉产品的所有的工艺方面,其中主要有色料使用工艺性条件问题;色料色调问题;色料粒度选择问题;色料的相容与排斥问题等几项技术特点与技术要求。色料的问题实际上是一门边缘科学,其中又涉及到其他相关学科,如色彩学、陶瓷物理化学及工艺学方面的问题。陶瓷色料的选择与使用技术关系重大,直接影响到产品的质量事关企业的经济效益。在过去,陶瓷颜料的名称泛指应用于陶瓷装饰的整个呈色原料[包括高温与低温],涵盖面广泛;而色料一词系指仅供于低温烧成陶瓷制品装饰用的颜料,仅是陶瓷颜料的一个种类而已。不过,现在在陶瓷学术界与多数企业,无论是色料还是颜料,习惯上二者名称已经可以互换、交错使用,并无妨碍。

      1、陶瓷色料适应的工艺条件。

      在陶瓷生产企业中,不同的陶瓷产品使用的各种色料与颜料,应该能够满足实际生产工艺要求,能够形成预期的装饰效果,提高产品的档次。目前建筑卫生陶瓷产品使用的陶瓷色料与陶瓷颜料,要较之日用陶瓷等更为丰富。建筑卫生陶瓷产品的装饰在彩饰方法上,已经分为釉下彩、釉中彩、釉上彩、色瓷胎、色釉及色化妆土等几个方面。不过,色料的装饰技法种类虽然很多,但使用效果与选择范围各有利弊,在使用时应该加以严格选择。比如釉下彩色料是进行釉下彩饰,上面再覆盖一层透明釉料,呈色纹饰花面处在釉下,具有装饰的玻璃感好。但由于烧成温度高[1200-1320度],可选择的色料品种范围反而较窄;釉上彩则是将色料绘在釉面表面,采用低温烧成后,色料附着于釉表面,由于彩烤温度低[650-830度],具有可供选用的色料种类广泛的优点。

      不过由于其色料在釉面上,易产生色料中的金属化合物溶出问题;釉中彩技术界于釉上彩与釉下彩之间[烧成温度为1100-1200度],色料的颗粒处在釉层的中间,色调形成一种朦胧的美感,但所用色料种类亦受一定限制;呈色瓷胎采用了将色料掺配入坯料内,从而使产品瓷质形成出色效果,瓷胎表面一般上透明釉;色釉是将色料与颜料直接引入釉料内,使釉料形成色釉[烧成温度在1150-1280度];还有一种将色料加入到不溶性高岭土中,制成陶衣[亦称化妆土]用于陶瓷制品装饰的,称之为色化妆土,此种化妆土可以遮盖瓷砖不洁的砖坯,作用很大。但仍需在色料化妆土表面再施一层透明釉料[烧成温度为1150-1250度],增加保护与光亮作用。

      在实际使用中,各种陶瓷色料与颜料均有不同的烧成范围,温度过高与过低都会给成色带来不利影响。有的色料烧成范围很宽,如铬锡红、海碧蓝之类。既可以用于高温釉下彩烧成又可以使用于釉上彩低温烧成,它们的成色效果皆佳。而有些色料的成色范围固定,使用时忌讳很多,如锑酸铅颜料,就只可以用于釉上彩及低温色釉产品的装饰,如果超过温度,则失去颜色。除了烧成温度外,还有相当多的色料与颜料对烧成时窑内火焰气氛非常敏感,如氧化铜颜料,在氧化焰时呈现绿色,而在还原焰时则要呈现红色,色彩的变化非常大。在充分了解了各种陶瓷颜料的工艺性能后,还应该对颜料的其它方面进行了解,如陶瓷颜料的成色[常用的色料种类]问题、使用温度范围及火焰气氛特点、调色范围及其禁忌要求等,均不应该忽视。



           2、常用陶瓷色料及其调配要求

      建筑卫生陶瓷产品的色釉装饰趋于丰富多彩,采用的颜料种类也越来越多。随着科技的进步,现代陶瓷工业采用的颜料产品不断出现新的种类与新的使用方法。如近年来出现的稀土陶瓷色料及纳米陶瓷颜料等种类,带给人们以耳目一新的新感觉。这里仅将陶瓷色料的常规种类品种与使用效果介绍如下,因为这些色料仍然是当前最主要装饰材料品种。

      [1]黄色颜料种类:在古代中国,黄色属于尊贵之色,曾经为皇帝与宫廷所专用。如今黄色颜料成为建筑卫生陶瓷使用最广泛的色料品种。黄色颜料品种丰富,其主要种类有锆钒黄、锆镨黄、锑酸铅黄、钛黄、铬黄、镉黄等种类。它们的使用温度与气氛要求如下。

      锆钒黄与锆镨黄:二者使用范围较宽,适用温度为低温800度-1000度;中温1200度;最高使用温度为1280度-1300度。二者不同的是锆钒黄可以同时使用于氧化焰或还原焰;而锆镨黄仅能使用于氧化焰,而不能使用于还原焰。
      锑酸铅黄与钛黄:属于低温颜料。仅局限于低温使用场合。使用温度为800-1000度,只能使用于氧化焰烧成,而不能使用于还原焰。

      镉黄:在低温陶瓷颜料中使用温度最低的色料。使用温度为800度。对火焰气氛无特别要求。

      [2]红色颜料种类:红色象征着热烈与生命的跳跃。现在建筑卫生陶瓷产品中,红色陶瓷颜料品种有锰红、铬锡红、铬铝红、铬银红、铁铬红及硒铬红等。红色颜料的使用温度与气氛要求如下。

      锰红、铬铝红以及铁铬红三种陶瓷颜料,它们使用时的烧成温度与火焰气氛条件十分相同。它们可以用于最低烧成低温800度-1000度;中温1200度;最高烧成高温为1280度-1300度等多种场合。这三种颜料都是只能使用于氧化焰气氛,而不能用于还原焰烧成条件。
      铬锡红、铬银红这两种陶瓷颜料的烧成范围,为最低温度800度,中温1000度-1200度,最高使用温度为1280度。但是二者的使用气氛却有所区别,铬锡红仅能使用于氧化焰烧成条件。而铬银红颜料既可使用于氧化焰,又可以使用于还原焰烧成。
      硒镉红是一种低温陶瓷色料。其烧成使用温度只能在800度以下。

      [3]棕色陶瓷颜料种类:棕色陶瓷颜料呈色沉着、稳重。目前使用的棕色颜料有铁铬猛锌棕、铁铬锌棕、铁铬棕及铁铬锌铝棕等种类。这四种陶瓷颜料的烧成温度范围很广从最低烧成温度800度。到中温的1000度-1200度,以及最高温度1280度-1300度。在烧成气氛方面,它们可以广泛使用于氧化焰或者还原焰。

      [4]绿色陶瓷颜料种类。绿色陶瓷颜料成色清新明快,现在已经形成铬绿、孔雀绿、镨钒绿等品种。其中铬绿亦称维多里亚绿 ,它和孔雀绿陶瓷颜料的使用温度范围均为低温800度,中温1000度-1200度,最高温度为1280度。在烧成气氛方面不受氧化焰或还原焰的局限。

      镨钒绿的烧成温度范围比以上二者更广,它不但可以使用于低温800度,中温1000度-1200度,而且可以用于最高温度1280度-1300度。在烧成气氛方面,也可以满足氧化焰或还原焰烧成条件。

      [5]蓝色陶瓷颜料品种:建筑卫生陶瓷产品中,蓝色陶瓷颜料呈色高雅、华贵。目前使用最多的是钴蓝、深蓝、海碧蓝、锆钒蓝及硅酸锌蓝等种类。除了硅酸锌蓝外,钴蓝、深蓝、海碧蓝与锆钒蓝四种陶瓷颜料,烧成温度范围广泛,可以满足最低温度800度直到最高温度1300度期间的烧成范围。硅酸锌蓝的烧成温度则最高为1280度。在烧成火焰气氛上,蓝色陶瓷颜料可以满足还原焰或氧化焰的烧成条件。

      [6]紫色陶瓷颜料种类:现在有钕硅紫及钕铝紫等品种。它们的烧成温度范围在800度-1280度,对烧成火焰气氛无特别要求,可以满足氧化焰及还原焰烧成。

      [7]灰色陶瓷颜料种类:现有锡锑灰及锆灰两种色料。锡锑灰烧成温度在800度-1280度。锆灰烧成温度范围在800度-1300度之间。二者都适合用于氧化焰烧成条件,但不能使用于还原焰烧成。

      [8]黑色陶瓷颜料种类:黑色颜料及黑釉的使用历史最为古老,其呈色元素为氧化铁。经过改进目前形成了镍铬铁钴黑,铁铬钴锰黑等新品种,因此呈色更加纯正与稳定。镍铬铁钴黑色料的使用温度广泛,可满足800度-1300度的烧成。但就烧成气氛讲,铁铬钴锰黑能够在氧化焰或还原焰气氛中烧成,但镍铬铁钴黑仅能用于氧化焰烧成。

      3、陶瓷色料的粒度选择。

      陶瓷色料中的颗粒度即人们常讲的颜料细度,对于色料的呈色与色调影响很大。目前大多数经过煅烧的色料的颗粒,其平均粒径在1微米-10微米之间。在通过筛分[325目]时,应该选择最适宜的粒径分布。
      因为并不是色料的粒径越小呈色效果越好。颜料处在熔融釉内的溶解程度表现为单位体积色料的表面体积函数,色料表面积与粒径成反比例。由于颜料颗粒度越细,于釉中的溶解程度越大。就会造成被釉料溶解,形成撚猿陨珨的不良影响。如含钴类的颜料最容易被釉溶解而呈现流钴的现象,这样呈色釉料就会形成色调不均匀缺陷。此外也应该控制颜料颗粒度最大粒径,以杜绝颜料颗粒形成不均匀的表面。有些企业在颜料加工时形成的经验,认为经过加工的颜料的最大的颗粒尺寸以低于釉层的十分之一为宜。

      普通的釉料的颗粒尺寸大约为20微米为佳。在制作颜料时,煅烧后采用磨细的方法以决定颜料的细度。但某些颜料在磨细后反而使呈色强度减弱。其原因在于原因细磨后颜料的颗粒露出新的不能呈色的表面,形成画蛇添足的结果。其中锆基色料最易形成此现象。因此在颜料的使用中,颜料的颗粒度应该选择最佳的颗粒尺寸,以保证其具有充分的分散度于最好的呈色强度。企业选用颜料时应该对此予以足够的注意。

      4、色料调色均匀性要求。

      在建筑卫生陶瓷产品的生产过程中,釉料的所用色料都是经过调配而成。许多色料品种虽然都已经过色料专业公司的调配定型,但企业的技术人员也应该对其有深入了解。尤其颜料的调配与使用中存在许多技术方面的因素与部分禁忌。除了釉上彩装饰外,其它采用颜料的装饰方法如色釉中存在着颜料的A色与B色能否相互调配后形成预期的颜色和色调等诸多问题,这些均需要严格与准确的工艺技术选择与工艺技术调控。

      有些陶瓷色料不容易满足进行大批量的重复性生产使用,导致每次烧成后产品色釉颜色不同或色调不一,从而无法保证企业产品的一致性。目前发现的难以重复与批量性使用的色料种类,如维多利亚绿、锰铝粉红、铬锡粉红等均会产生上述现象。工艺解决方法是在呈色浅淡的颜料中引入少量的呈色力强的色料组分,以解决上述的问题。在色料的调配中,有些企业采用以黑色和白色乳浊剂制作灰色,结果不能收到很好的效果,还远不如直接采用钴-镍灰方镁石灰色颜料呈色效果好。氧化铜类颜料对于火焰的气氛非常敏感,在氧化焰中呈现绿色,而在还原焰中呈现红色,表现为很大的差异,故以此颜料和其他色料进行调色时也应该注意意外影响。

      在建筑卫生陶瓷产品需要的高温烧成中,陶瓷颜料与釉料发生相互熔化与交融。因此要想展示出颜料的呈色功能,必须要求颜料组分与釉料组分有较高的相容性与适应性。实际上通常的釉料是由单纯釉料、乳浊剂及其它添加剂等几部分组成。因此釉料与颜料的相容,实际上是颜料和单纯釉料、乳浊剂及添加剂的各自相容。建筑卫生陶瓷的锆系乳浊剂釉料与所有锆系颜料相配适。氧化钛系乳浊剂釉料则与钛系列颜料相适宜。含氧化锡的颜料如锡钒黄、铬锡粉红色料则可以和含锡氧化物乳浊剂相配合使用。

      总之,现代建筑卫生陶瓷产品色料与釉装饰技术正在取得不断的进步。陶瓷生产企业及时掌握世界陶瓷色料发展的新动向与新技术至关重要。因为当前采用新色料与色釉技术来提高产品的价值与技术含量,似乎已经成为国际建筑卫生陶瓷行业生产高档产品的新时髦。


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