第三章、坯釉料配方及其计算v本章学习要点：学习了解坯、釉料配方的组 成及表示方法；掌握确定坯、釉料配方的依 据和配方基础计算方法（如吸附水的计算、 灼烧减量的计算、坯釉料坯式、釉式的计算 等）；掌握制定坯、釉料配方原则；学会陶 瓷配方实验设计方法。（一）坯、釉料配方1、坯、釉料配方的表示方法 （1）配料比表示法v用配方中所用原料的数量分数来表示配方组成 的方法,叫做配料比表示法，又称生料量配合法 。v如某刚玉瓷配方：工业氧化铝，95.0%；苏州高 岭土，2.0%；海城滑石，3.0%。v优点：直接反映原料的名称和数量，可直接进 行原料配制。v缺点：各地所产原料成分和性质不相同；或即 使同种原料，只要成分不同，配料比例须做相 应变更；同时无法相互比较和直接引用。（2）化学组成表示法v用坯、釉料中各化学组成的质量分数来表示其组 成的办法，称为化学组成表示法，又称为氧化物 质量分数表示法。v化学组成项目有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、 MgO、K2O、Na2O、灼烧减量等。v化学组成表示法能比较准确地表示坯、釉料的化 学组成，同时能根据其组成含量估计出配方的烧 成温度的高低、收缩大小、产品色泽等性能的大 致情况。v缺点是无从知道坯、釉料是由哪些原料组成。（3）坯、釉式表示法v根据坯料或釉料的化学组成计算出各氧化物的物 质的量，按照碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧 化物的顺序列出它们的分子数，这种式子称为实 验式（坯式或釉式）。v坯式通常以中性氧化物R2O3为基准，调整其物质 的量为1mol来表示，也可以用R2O及RO的物质的 量的和为基准，调整其物质的量为1mol来表示。v釉式常以在釉料中起熔剂作用的碱金属及碱土金 属氧化物（ R2O及RO）的物质的量之和为1mol 来表示。（4）矿物组成表示法v在坯、釉料配方中，把天然原料中所含的同类矿 物含量合并在一起，以纯理论的黏土质、长石及 石英三种矿物来表示坯、釉料配方组成，这种方 法称为矿物组成表示法，又称示性组成表示法。v硬质瓷含纯黏土物质40%60%，长石20%30% ，石英20%30%。 v软质瓷含纯黏土物质20%40%，长石30%60% 、石英20%40%。（5）三角坐标图法v陶瓷工业产用三角坐标图来标出三元配方坯料所 在的位置，一表示坯料的组成，这种表示方法称 为三角坐标图法。v三角形面积上的任何一点都代表三种物质按一定 比例的混合物。v三角坐标图表示法只适用于由较纯的原料组成的 陶瓷坯料。对含有大量杂质的坯料（如砖瓦或烧 结砖），也想在三角坐标图上去表示，就变得没 有意义。2、坯、釉料配方组成 （1）坯料配方组成 、坯料配方组成v普通陶瓷坯料配方，从矿物成分上看由石英类矿 物、黏土类和熔剂性矿物组成。v陶瓷坯料配方，从化学成分上看主要是由SiO2、 Al2O3、Fe2O3、 TiO2 、 CaO、MgO、K2O、 Na2O等成分组成，这些化学成分由配方中各种原 料带入。v陶瓷配方目前广泛采用多组分原料配料，以减少 原料波动对生产工艺和产品质量的影响。、各种氧化物在瓷坯中的作用SiO2 ： v主要由石英引入，也可由粘土，长石引入。是成 瓷的主要成分。 v部分 SiO2与Al2O3在高温下生成莫来石；部分SiO2 以残余石英形式存在，这是构成瓷体的骨架，提 供瓷体的机械强度。 v部分SiO2与碱性氧化物在高温下形成玻璃体，使 坯体呈半透明性。 v注意： SiO2含量高，热稳定性差，易于炸裂。Al2O3 v主要由粘土，长石引入，成瓷的主要成分。v部分为莫来石晶体组成物，部分与碱性氧化物形 成玻璃体v相对提高Al2O3含量，可提高白度，热稳定性，化 学稳定性，和机械强度。v工艺过程： Al2O3含量高，烧成温度高； Al2O3含 量低，烧成时易变形。K2O 、Na2Ov主要由长石、瓷土等含有碱金属氧化物的原料引 入。v与Al2O3 SiO2形成玻璃相，起助熔作用，提高瓷 的透光性。可提高白度。vK2O 、 Na2O含量过高（），急剧降低烧成 温度， 热稳定性大大降低，一般控制含量在 以下。CaO、MgOv碱土金属氧化物，一般含量较少，不特别加入。v少量时，和碱金属氧化物共同起助熔作用。v引入可提高热稳定性和力学强度，提高白度和透 明度，改进色调，减弱铁、钛氧化物的不良着色 影响。Fe2O3、TiO2v来自粘土、长石等中的杂质，含量较微。v铁、钛氧化物会使瓷呈色，影响白色瓷的外观品 质。（2）釉料配方组成 、釉的本质v“釉“的配制与烧成，我国古代是一门很神秘、很具 挑战性的学问，古代的许多名窑、名瓷都是以独 特的釉来命名的：祭红、郎窑红、唐三彩、兔毫 、油滴、窑变花釉、。v但是万变不离其宗，用一句简要的话进行概括： 釉是附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与晶 体混合物的连续粘着层。 、釉的分类v釉的分类按不同基准有不有的名称，一般可按坯 体的种类、制造工艺、组成、性质、显微结构、 用途进行分类。 v我国生产中习惯以主要熔剂种类及外观特征命名 釉料，如铅釉，石灰釉，长石釉，乳浊釉，无光 釉，颜色釉等。分类的依据釉 的 名 称坯体的种类类瓷器釉、炻器釉、陶器釉制 造 工 艺艺釉料制作方法 烧烧成温度 烧烧釉速率 烧烧成方法生料釉、熔块块釉、挥发挥发 釉(食盐盐釉)、自释释釉、渗彩釉 低温釉(1300C)、易熔釉、难难熔 釉 慢速烧烧成釉、快速烧烧成釉 一次烧烧成釉、二次烧烧成釉组组 成主要熔剂剂 主要着色剂剂长长石釉、石灰釉（石灰碱釉、石灰碱土釉）、锂锂釉、镁镁釉、锌锌釉、铅铅 釉(纯铅纯铅 釉、铅铅硼釉、铅铅碱釉、铅铅碱土釉)、无铅铅釉(碱釉、碱土釉、碱硼釉 、碱土硼釉) 铜红铜红 釉、镉镉硒红红釉、铁红铁红 釉、铁铁青釉、玛玛瑙红红釉性 质质外观观特性 物理特性透明釉、乳浊浊釉、虹彩釉、无光釉、半无光釉、金属光泽泽釉、闪闪光釉、偏 光釉、荧荧光釉（发发光釉）、单单色釉、多色釉、变变色釉、结结晶釉、金星釉、 裂纹纹釉、纹纹理釉、水晶釉、抛光釉 低膨胀胀釉、半导导体釉、耐磨釉、抗菌釉显显微结结构玻璃态态釉、析晶釉、结结晶釉、分相釉用途装饰饰釉、粘接釉、丝丝网印花釉、商标标釉、电电瓷釉等 、釉的作用v装饰作用：可以使陶瓷表面光滑、明亮、美观， 提高陶瓷的艺术、欣赏价值。 v可以改善瓷胎的各种性能： 釉具有不透水、不透气 、易洗涤、耐污染 、耐 腐蚀等优良性能。可以提高陶瓷的化学稳定性、 防污性（平滑、表面积减小） 力学性能、电学性 能等。、制造陶瓷时对釉的基本要求 v有均匀的、光润的、有玻璃光泽的表面 （特殊效 果的釉除外） 不可发生开裂或剥落现象（特殊效 果的裂纹釉除外） v高温流动性好，釉面易于平滑 v耐酸碱腐蚀 v根据实际需要的其他特殊要求 v长石釉特点：、釉式中K2O和Na2O的摩尔数(mol)之和不小于 0.5。、硬度大，光泽度较高，略带乳白色，烧成范围 宽。、与氧化硅含量较高的坯结合较好。v 石灰釉特点（古瓷）、釉式中CaO的摩尔（mol) 数不小于0.5。、弹性好，透明度好，还原气氛易烟熏，烧成范 围窄。、与氧化铝含量较高的坯结合较好。几种常见釉举例v镁质釉及其特点 、由滑石等镁质原料引入的熔剂性氧化物MgO在釉 式中的含量不小于0.5 mol。 、热膨胀系数小，不易烟熏，有利于白度和透光度 的提高， 、烧成范围宽。 、对坯体的适应性强。v熔块釉 、低温熔块釉（添加含PbO、B2O3等强熔剂的原料 ），其中铅釉是古代低温釉陶瓷的最主要种类。 、高温熔块釉 （添加含ZnO、BaO、SrO等熔剂的 原料）釉料中各氧化物的主要作用（1）SiO2 v二氧化硅是玻璃的形成物，一般含量60%70%左 右，主要以石英引入。v提高釉的熔融温度和黏度 ，并能降低膨胀系数。 。v赋予釉以高的机械强度（如硬度、耐磨性），良 好的热稳定性、化学稳定性，高的白度和透明度 。 （2）Al2O3 v主要由黏土、长石引入，也可用工业氧化铝，其 是形成玻璃的中间物。 v在釉中的作用类似于 SiO2，但是提高熔融温度和 高温黏度的能力更强。 v釉的光泽度的基本划分 光泽釉（釉式）中Al2O3/SiO21 ：6 10 无光釉（釉式）中Al2O3/SiO21 ：3 4（3）CaO v釉中是主要熔剂，古代高温釉的主要助熔剂，可 以降低釉的粘度，提高釉的流动性和釉面光泽度 。v对有些色釉可增强釉的着色能力（如铬锡红釉） ，一般其用量不超过18%，过多会使釉结晶，产 生失透现象，形成无光釉。vCaO与碱金属氧化物相比，能增加釉的抗折强度 和硬度，降低釉的膨胀系数，能提高釉的化学稳 定性。另 外，CaO可改善坯釉结合性。v配料中常采用石灰石，其密度小， 能增强釉的悬 浮性。（4） Li2O、Na2O、K2Ov都是强熔剂，降低熔融温度和高温粘度，降低化 学稳定 性和力学强度。v助熔能力： Li2O Na2O K2O。vLi2O 在无铅釉中使用可使釉的热膨胀系数降低， 光泽度高，强度和耐酸性有一定的提高。Na2O 降 低弹性和抗张强度，提高热膨胀系数，光泽度差 。 K2O 常由钾长石引入，比钠长石熔融温度范围 宽，粘度大。（5） PbOv最强的熔剂，古代低温釉的最主要助熔剂。v硅酸铅玻璃折射率高，光泽度高。适量的 引入与 碱金属氧化物相比可以更好的降低高温粘度，加 宽熔融范围。 v 提高强度、光泽度和弹性；降低热膨胀系数。大 量使用可使釉的强度和热稳定性降低。 （6）BaOv主要由碳酸钡引入，可增加釉的光泽，降低熔融 黏度，增加析晶倾向。（7）B2O3vB2O3是玻璃的形成物，能降低熔融物的黏度，增 加釉的光泽，降低析晶能力，提高釉的弹性。vB2O3可用硼砂或硼酸引入，一般使用B2O3配釉时 ，应先配成熔块。 （8）ZrO2v可作为釉的乳浊剂，能使釉乳浊而失透。v可提高釉的热稳定性、化学稳定性，提高釉的耐 碱、耐磨能力。（9）骨灰、瓷粉、乳浊剂、色料等 v骨灰 可提高光泽度，促进釉料分相，提高白度。v瓷粉 取代长石调节釉料，可提高釉的熔融温度， 降低釉的高温粘度。减少釉面针孔，提高白度。v乳浊剂 SnO2、TiO2、ZrO2、锑（Sb）化物、磷 酸盐。v着色剂 Co 、Fe、Cu 等的 氧化物、化合物或合 成颜料。3、确定坯、釉料配方的依据 、产品的物理化学性质和使用要求v釉面砖要求有一定的吸水率，才能牢固地粘贴在 墙面上；建筑陶瓷的釉面光滑平整，颜色均一， 尺寸规格一致，这不仅能使建筑物整体美观，而 且便于施工。v地砖要求吸水率较小，但应耐磨、耐酸碱腐蚀和 防滑等。 v日用瓷要求有一定的白度和透明度，釉面光泽好 ，并对釉面铅的溶出量有严格限制。、配方要能满足生产工艺的要求v坯料的要求：成型性能好，坯体强度高，有较宽 的烧成温度范围。 v烧成温度、气氛应与窑炉的性能相适应。v若釉、坯化学性质相差过大，烧成易出现坯体吸 釉，造成干釉现象。v釉的熔融温度应和坯体烧结温度相近。釉的热膨 胀系数应比坯体稍小，使冷却时釉层受到不大的 压应力，有利于增加产品的机械强度，防止变形 。v当采用低温快速烧成工艺时，配料应选用烧成收 缩小，烧减小的原料，减少黏土用量，降低坯料 中游离石英总量，增加熔剂成分等。、原料来源与质量的稳定性，价格的高低v原料质量和来源稳定是生产和产品性能稳定的前 提，也是适应机械化、自动化生产的重要前提条 件。v原料来源丰富，质量稳定，运输方便，价格低廉 ，是生产优质、低成本产品的基本条件。v考虑到经济上的合理性，对原料要强调就地取材 ，量才使用，物尽其用（例如把废瓷利用起来） 。、借鉴成熟配方 v利用使用的或研究单位研制的某种产品的成熟配 方。 v不可机械地搬用，一定要慎重分析，并通过试验 验证,或在成功经验的基础上进行试验创新，最后 应以试验测定结果为鉴定的依据。、弄清各原料在陶瓷材料中的作用