第_5讲次课程名称：《矿物材料学基础》第三章釉料第一节釉的作用与分类本讲课程内容第二节釉的物理化学性质（或教材章节题目）第三节制釉的原料【目的要求】使同学们了解釉的作用、分类以及制釉的原料，掌握釉的本讲课程目的物理化学性质要求及重点、难点：【重点】釉的物理化学性质[难点】坏釉适应性教学内容【本讲课程的引入】上节课我们讲了玻璃的分相及传统玻璃的工艺等内容，这节课我们来开始新的一章：陶瓷釉料。釉是附着于陶瓷坏体表面的连续玻璃质层。经过在特殊的配料釉则成为玻璃与晶体的混合层，具有与玻璃相类似的物理化学性质。釉不但增加了陶瓷的美观，还可使陶瓷的电绝缘性能、抗化学腐蚀性能有所提高，对日用瓷，为器血的洗涮清洁提供了方便。第一节釉的作用与分类一、釉的作用釉是施于陶瓷坏体表面上的一层极薄的玻璃体。施釉的作用：?（1）釉能够提高瓷体的表面光洁度。·（2）釉可提高瓷件的力学性能和热学性能·（3）提高瓷件的电性能，如压电、介电和绝缘性能。·（4）改善瓷体的化学性能。1
1 课程名称：《矿物材料学基础》 第 5 讲次 本讲课程内容 （或教材章节题目） 第三章 釉料 第一节 釉的作用与分类 第二节 釉的物理化学性质 第三节 制釉的原料 本讲课程目的 要求及重点、难点： 【目的要求】使同学们了解釉的作用、分类以及制釉的原料，掌握釉的 物理化学性质。 【重 点】釉的物理化学性质 【难 点】坯釉适应性 教 学 内 容 【本讲课程的引入】上节课我们讲了玻璃的分相及传统玻璃的工艺等内容，这节课我们来 开始新的一章：陶瓷釉料。釉是附着于陶瓷坯体表面的连续玻璃质层。经过在特殊的配料， 釉则成为玻璃与晶体的混合层，具有与玻璃相类似的物理化学性质。釉不但增加了陶瓷的 美观，还可使陶瓷的电绝缘性能、抗化学腐蚀性能有所提高，对日用瓷，为器皿的洗涮清 洁提供了方便。 第一节 釉的作用与分类 一、釉的作用 釉是施于陶瓷坯体表面上的一层极薄的玻璃体。 施釉的作用： ⚫ （1）釉能够提高瓷体的表面光洁度。 ⚫ （2）釉可提高瓷件的力学性能和热学性能。 ⚫ （3）提高瓷件的电性能，如压电、介电和绝缘性能。 ⚫ （4）改善瓷体的化学性能
（5）使瓷件与金属之间形成牢固的结合。·（6釉可以增加瓷器的美感，艺术釉还能够增加陶瓷制品的艺术附加值，提高其艺术欣赏价值。二、釉与玻璃体的异同一般认为，釉是玻璃体宏观上，釉不仅具玻璃所具有的一般性质，如各向同性，无固定熔点，而且这些性质随温度和组成变化的规律也极近于玻璃。但制品上的釉层与玻璃仍有区别：A、釉层的微观组织结构和化学组成的均匀性比玻璃差。B、釉中常夹杂一些熔化不透的残留石英，新生成的莫来石，尖晶石等晶体，及数量不等的气泡。C、釉层的化学组成，在横断面上的分布不相同，紧靠坏体的一侧和最外层釉中，AI、Si含量比中间层高。三、釉的分类（1）按釉中主要助熔物划分：如铅釉、石灰釉、长石釉等。（2）按釉的制备方法划分：生料：即指釉料配方组成中未使用熟料熔块的釉。熔块釉：即指由熔块与一些生料按配比制作而成的釉料。熔盐釉：在产品烧至高温时，向室内投入挥发物而成的一种釉，土釉：采用易熔的天然有色粘土，经淘洗后直接作釉料使用（3）按照釉的烧成温度划分：易熔釉或低温釉：指熔融温度一般不超过1150℃的釉2
2 ⚫ （5）使瓷件与金属之间形成牢固的结合。 ⚫ （6）釉可以增加瓷器的美感，艺术釉还能够增加陶瓷制品的艺术附加值， 提高其艺术欣赏价值。 二、釉与玻璃体的异同 一般认为，釉是玻璃体 宏观上，釉不仅具玻璃所具有的一般性质，如各向同性，无固定熔点，而 且这些性质随温度和组成变化的规律也极近于玻璃。 但制品上的釉层与玻璃仍有区别： A、釉层的微观组织结构和化学组成的均匀性比玻璃差。 B、釉中常夹杂一些熔化不透的残留石英，新生成的莫来石，尖晶石等晶 体，及数量不等的气泡。 C、釉层的化学组成，在横断面上的分布不相同，紧靠坯体的一侧和最外 层釉中，Al、Si 含量比中间层高。 三、釉的分类 （1）按釉中主要助熔物划分： 如铅釉、石灰釉、长石釉等。 （2）按釉的制备方法划分： 生料釉：即指釉料配方组成中未使用熟料－熔块的釉。 熔块釉：即指由熔块与一些生料按配比制作而成的釉料。 熔盐釉：在产品烧至高温时，向室内投入挥发物而成的一种釉。 土釉：采用易熔的天然有色粘土，经淘洗后直接作釉料使用。 （3）按照釉的烧成温度划分： 易熔釉或低温釉：指熔融温度一般不超过 1150℃的釉
中熔或中温釉：指熔融温度一般在1150~1300℃的釉难熔釉或高温釉：指熔融温度一般达1130℃的釉（4）按釉烧成后外观特征和具有的特殊功能划分透明釉、乳浊釉、画釉、结晶釉、纹理釉、无光釉、腊光釉、荧光釉、香味釉、金属光泽釉、彩虹釉、抗菌釉、自洁釉等。（5）按釉的用途划分：装饰釉、电瓷釉、化学瓷釉、面釉、底釉、钧釉等。（6）按釉的显微结构和性状划分：透明釉—无定形玻璃体晶质釉一乳浊釉、析晶釉、砂金釉、无光釉熔析釉铁红釉、兔毫釉第二节釉的物理化学性质釉的质量，一般比较着重于外观质量（平整、光泽、色调）以及对人体有害组分含量（如铅）为了获得良好釉层，以满足外观质量要求，对釉的化学性质粘度、表面张力、弹性、热膨胀等各项性质，必须给予应有注意。1、釉的化学性质釉组分的熔融、溶解成玻璃的过程釉烧成时釉与坏体相互作用的过程一→中间层（15-20um）3
3 中熔釉或中温釉：指熔融温度一般在 1150~1300℃的釉 难熔釉或高温釉：指熔融温度一般达 1130℃的釉 （4）按釉烧成后外观特征和具有的特殊功能划分 透明釉、乳浊釉、画釉、结晶釉、纹理釉、无光釉、腊光釉、 荧光釉、香味釉、金属光泽釉、彩虹釉、抗菌釉、自洁釉等。 （5）按釉的用途划分： 装饰釉、电瓷釉、化学瓷釉、面釉、底釉、钧釉等。 （6）按釉的显微结构和性状划分： 透明釉——无定形玻璃体 晶质釉——乳浊釉、析晶釉、砂金釉、无光釉 熔析釉——铁红釉、兔毫釉 第二节 釉的物理化学性质 釉的质量，一般比较着重于外观质量（平整、光泽、色调）以及对人体有害组分含量 （如铅）。 为了获得良好釉层，以满足外观质量要求，对釉的化学性质粘度、表面张力、弹性、 热膨胀等各项性质，必须给予应有注意。 1、釉的化学性质 釉组分的熔融、溶解成玻璃的过程 釉烧成时 釉与坯体相互作用的过程→中间层（15-20um)
釉与坏体的相互作用生成了中间层：1）釉料中的某些组分渗入坏体中，坏体中的组分也渗入釉层中，使中间层的化学组成和性质逐渐由坏体的组成过渡到釉料的组成，但无明显的界限；2）中间层可以析出莫来石、钙长石、硅灰石类晶体；3）中间层可调和釉与坏体间的性质差异，增进坏釉结合。·因此，必须使釉与坏体的化学性质保持适当的差别。坏釉中间的化学性质相差过大，则反应强烈，会出现釉被坏体吸收现象（干釉）坏体的酸性较高（SiO2/ROT）→釉采用中等酸性坏体的酸性中等（SiO2/RO中等）一釉采用弱酸性坏体的酸性较弱（SiOz/ROl）一→釉采用中性或弱碱性2、釉的热膨胀性、弹性与坏釉适应性釉与坏体是否相互适应，生成良好的釉面，除了决定于他们的化学性质之外，热膨胀与弹性性质也是两个非常重要的因素。1）热膨胀系数使坏体表面的釉层处于压应力状态，往往使上釉制品具有高的机械强度防止产生隙裂缺陷常温洗涤的机械振动，不致破损因此：α釉<α坏，在烧成过程的冷却阶段，由于坏体强烈收缩，使釉受到压应力。α坏=5~20×10-74
4 釉与坯体的相互作用生成了中间层： 1）釉料中的某些组分渗入坯体中，坯体中的组分也渗入釉层中，使中间层的化 学组成和性质逐渐由坯体的组成过渡到釉料的组成，但无明显的界限； 2）中间层可以析出莫来石、钙长石、硅灰石类晶体； 3）中间层可调和釉与坯体间的性质差异，增进坯釉结合。 ⚫ 因此，必须使釉与坯体的化学性质保持适当的差别。坯釉中间的化学性 质相差过大，则反应强烈，会出现釉被坯体吸收现象（干釉） 坯体的酸性较高（SiO2/RO↑）→釉采用中等酸性 坯体的酸性中等（SiO2/RO中等）→釉采用弱酸性 坯体的酸性较弱（SiO2/RO↓）→釉采用中性或弱碱性 2、釉的热膨胀性、弹性与坯釉适应性 釉与坯体是否相互适应，生成良好的釉面，除了决定于他们的化学性质之外，热膨胀 与弹性性质也是两个非常重要的因素。 1）热膨胀系数 使坯体表面的釉层处于压应力状态，往往使上釉制品具有 高的机械强度 防止产生隙裂缺陷 常温洗涤的机械振动，不致破损 因此： α釉<α坯 ，在烧成过程的冷却阶段，由于坯体强烈收缩，使釉受到压 应力。 α坯=5~20×10-7
α坏-α釉~10×10-7釉的热膨胀系数过大时，可按下列方法之一进行调整：A、增加SiO2的含量，并同时降低碱性氧化物溶剂的含量。B、加入BO3或提高B203含量部分取代SiO2，使釉的熔融温度降低。C、加入低分子量的碱性氧化物，按同分子数之比取代高分子量氧化物溶剂例如以MgO取代CaO,实际上，这样就相应的提高的SiO2含量2）弹性模数·E釉12%→降低弹性模数●一般釉的弹性模数为59~69GN/m25
5 α坯- α釉≈10×10-7 釉的热膨胀系数过大时，可按下列方法之一进行调整： A、增加SiO2的含量，并同时降低碱性氧化物溶剂的含量。 B、加入B2O3或提高B2O3含量部分取代SiO2 ，使釉的熔融温度降低。 C、加入低分子量的碱性氧化物，按同分子数之比取代高分子量氧化物溶剂。 例如以MgO取代CaO,实际上，这样就相应的提高的SiO2含量。 2）弹性模数 ⚫ E釉12%→降低弹性模数 ⚫ 一般釉的弹性模数为59～69GN/m2
3.釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性（1）粘度是判断釉流动情况的尺度。粘度适当，不仅能填补坏体表面的一些凹坑，而且还有利于坏釉相互结合，生成中间层。影响釉粘度的重要因素：釉的组成、结构和烧成温度。a.碱金属氧化物降低釉的粘度。（破坏[SiO4]网络结构）b.碱土金属氧化物：低温下增加熔体的粘度，高温下降低熔体的粘度。c.+3价及高价金属氧化物，Al03，SiO2，ZrO2，TiO2提高粘度。硼反常现象：B203的加入量15%时，B处于[B03]三角体中，使网络结构松散，粘度降低。（2）表面张力过大，阻碍气体排出和熔体均化，高温时对坏体润湿性不利，易造成“缩釉”；表面张力过小，易造成“流釉”。影响因素：a.化学组成碱金属离子半径1表面张力降低1b.烧成温度温度每升高10℃，表面张力下降1~2%c.烧成气氛还原气氛下的表面张力>氧化气氛20~25%（3）润湿性6
6 3. 釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性 （1）粘度 是判断釉流动情况的尺度。 粘度适当，不仅能填补坯体表面的一些凹坑，而且还有利于坯釉相互结合，生 成中间层。 影响釉粘度的重要因素：釉的组成、结构和烧成温度。 a. 碱金属氧化物降低釉的粘度。（破坏[SiO4]网络结构） b.碱土金属氧化物：低温下增加熔体的粘度，高温下降低熔体的粘度。 c. +3价及高价金属氧化物，Al2O3，SiO2，ZrO2，TiO2提高粘度。 硼反常现象： B2O3的加入量 15％时， B处于[BO3]三角体中，使网络结构松散，粘度降低。 （2）表面张力 过大，阻碍气体排出和熔体均化，高温时对坯体润湿性不利，易造成“缩釉”； 表面张力过小，易造成“流釉”。 影响因素： a. 化学组成 碱金属离子半径↑表面张力降低↑ b. 烧成温度 温度每升高10℃，表面张力下降1～2% c. 烧成气氛 还原气氛下的表面张力>氧化气氛20～25％ （3）润湿性
接触角一釉在成熟前必须将坏体全部润湿。。目前，我国在精陶和卫生陶瓷中，采用“高温素烧，低温釉烧”釉的表面张力较高，容易获得平滑、光泽的釉面低温时釉的粘度较高，降低釉的流动性，有碍获得平滑的釉面第三节制釉的原料·制釉原料与制还原料大体相同（粘土、长石、石英）·不同之处：釉料中含熔剂成分多，含粘土成分少。●SiO2（60~75%）：主要以石英加入，·AO3：高岭土（其它粘土）长石·CaO：方解石、大理石、白云石·MgO：滑石（燈烧）→降低膨胀系数●Na20、K20：钠长石、钾长石。ZnO：以工业生产的氧化锌引入·其他原料：【本讲课程的小结】掌握下列问题1釉的物理化学性质。【本讲课程的作业】请在课下上网查一些釉料的配方。7
7 接触角θ→釉在成熟前必须将坯体全部润湿。 ⚫ 目前，我国在精陶和卫生陶瓷中，采用“高温素烧，低温釉烧” 釉的表面张力较高，容易获得平滑、光泽的釉面 低温时 釉的粘度较高，降低釉的流动性，有碍获得平滑的釉面 第三节 制釉的原料 ⚫ 制釉原料与制坯原料大体相同（粘土、长石、石英） ⚫ 不同之处：釉料中含熔剂成分多，含粘土成分少。 ⚫ SiO2 （60～75%）：主要以石英加入， ⚫ Al2O3：高岭土（其它粘土）、长石 ⚫ CaO: 方解石、大理石、白云石 ⚫ MgO：滑石（煅烧）→降低膨胀系数 ⚫ Na2O、K2O：钠长石、钾长石 ⚫ ZnO: 以工业生产的氧化锌引入 ⚫ 其他原料： 【本讲课程的小结】 掌握下列问题 1 釉的物理化学性质。 【本讲课程的作业】 请在课下上网查一些釉料的配方