釉是覆蓋在陶瓷表面的一層近似玻璃態(tài)的物質(zhì),它具有與玻璃相似的某些物理性質(zhì),化學(xué)性質(zhì),例如各向同性,沒明顯的熔點(diǎn),具有光澤,硬度大,能抗酸和堿的侵蝕(氫氟酸與熱堿除外) 。但釉不是玻璃,釉與玻璃的不同點(diǎn)在于釉不單純是硅酸鹽,有時(shí)還會(huì)有硼酸鹽,磷酸鹽。釉由于與坯體有化學(xué)反應(yīng)和成分?jǐn)U散,所以沒有固定的化學(xué)組成,釉是由玻璃相、氣相和晶體(新生的礦物晶相和未反應(yīng)的石英晶相) 組成的一個(gè)混合體。釉通常是由酸性氧化物(如SiO₂ ,B₂O₃ , P₂O₅ 等網(wǎng)絡(luò)組織氧化物) ,堿性氧化物(Na₂O ,K₂O,CaO ,MgO 等,其本身并不�；�,而是融入玻璃相中起到改變玻璃性質(zhì)的作用,又稱變性氧化物) , 中性氧化物( Al₂O₃,ZnO,PbO,Cr₂O₃,Fe₂O₃,具有介于兩者之間的功能中間性質(zhì)氧化物) 三種氧化物組成。

　　釉的功能: ①由于釉的存在使陶瓷坯體對液體和氣體更具有不透過性; ②覆蓋于坯體的表面給人們一種美的感覺; ③防止坯體被污染,即便玷污也很容易用洗滌劑等洗涮干凈; ④由于釉的熱膨脹系數(shù)不同,能改善陶瓷坯體的機(jī)械強(qiáng)度以及物理化學(xué)與介電性能。

1、開關(guān)管管殼對釉面的要求

　　由于釉面是用于覆蓋在開關(guān)管管殼表面作為防護(hù)瓷體表面不受污染所用,而且一般均與金屬化層一起在氫爐中燒結(jié)而成,所以釉的成熟溫度與燒成氣氛必須要適應(yīng)金屬化燒結(jié)工藝,所以設(shè)計(jì)釉的配方時(shí)首先要明確以下工藝參數(shù):釉的成熟溫度要與金屬化燒結(jié)最高溫度一致;在氫爐中最終成釉;釉表面平整不含氣泡,無裂紋,無針孔,無色,光亮美觀。

2、不含氣泡-乳濁釉的散光機(jī)理

　　由于釉中含有氣泡,會(huì)影響美觀,有人就提出乳濁釉的概念。因乳濁釉中的氣泡看不見,但乳濁釉顏色發(fā)暗,不漂亮。于是有人提出了半乳濁釉的概念。用乳濁劑使氣泡發(fā)生散光,使人們看不到釉內(nèi)的氣泡,但乳濁度又不十分高又具有透明釉的光亮感。這種半乳釉的方式已得到廣泛應(yīng)用。釉的乳濁機(jī)理是光線通過釉面,當(dāng)光線的通道受阻而產(chǎn)生擴(kuò)散時(shí),玻璃相遂發(fā)生乳濁。而在釉中要使光線通道受阻,就必須要有粒子懸浮于釉內(nèi)部阻礙光線的順利通行。而這個(gè)粒子必須在高溫時(shí)不能溶解于釉液中,而且要均勻地懸浮于釉體中間。當(dāng)光線入射到釉內(nèi)懸浮粒子表面時(shí),由于粒子與玻璃相兩者的折射率不同,入射波的反射率減弱,光向四面散射造成釉的乳濁。這種乳濁效果與懸浮粒子的個(gè)數(shù)成正比,懸浮粒子的個(gè)數(shù)越多,乳濁的效果就越好,也就是說在相同質(zhì)量的懸浮粒子的條件下懸浮顆粒越細(xì),懸浮顆粒數(shù)就越多,乳濁效果就越好,當(dāng)懸浮粒子小到與可見光波長(0.39～0.75μm) 相近時(shí)可見光散射大大增強(qiáng),乳濁效果最好;當(dāng)懸浮粒子直徑小于可見光波長時(shí),光線繞過粒子不發(fā)生反射現(xiàn)象,此時(shí)乳濁效果消失。因此懸浮粒子直徑為1μm 左右為好。但由于懸浮粒子表面在釉液處于高溫使顆粒表面多少會(huì)被溶解掉一部分,所以說懸浮粒子的直徑在3～5μm 為宜。目前根據(jù)釉的制造工藝,這種懸浮粒子一般采用所用坯體的粉體,鋯英石粉,氧化鋯細(xì)粉。

　　由于坯體瓷粉不易被粉碎到3～5μm ,一般很少被采用。鋯英石來源不多,而且雜質(zhì)較多,易使釉著色,一般也較少采用。氧化鋯細(xì)粉惰性大,熔點(diǎn)高(2700℃) ,在1400～1500℃的氫爐中不易溶解于釉中,而且氧化鋯本身不易被著色,為此常采用氧化鋯細(xì)粉作為乳濁劑。

　　經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,采用添加3%～5%氧化鋯細(xì)粉作為乳濁劑已能達(dá)到全方位的遮蓋作用,基本上看不到釉層底層所存在的氣泡。由于加入量不大,所以釉表面仍具有較強(qiáng)的光亮感。若將氧化鋯的加入量增加到8%～10% ,這時(shí)釉面將呈現(xiàn)較強(qiáng)的乳濁感,釉面的光亮感消失,與廚房的墻面磚具有相同的色調(diào)。

3、崩釉與釉面開裂的產(chǎn)生機(jī)理與解決辦法

　　一般來講,釉與坯體的熱膨脹系數(shù)不可能完一致。當(dāng)釉熔制完成后,冷卻過程中,由于釉與瓷體的膨脹系數(shù)不一致釉面將產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)瓷體的收縮大于釉時(shí),釉面受到壓應(yīng)力,當(dāng)壓應(yīng)力大于釉的抗壓強(qiáng)度時(shí)則釉將產(chǎn)生剝離而崩落;如果釉的收縮大于瓷體,則釉將產(chǎn)生張力,當(dāng)張力大于釉的抗張強(qiáng)度時(shí)釉將產(chǎn)生龜裂。但上述因素并不是唯一的,崩落和龜裂還與中間層的厚度及釉料中原料的顆粒度有關(guān)。通常釉中氧化鈣的多少與釉坯中間層厚度和結(jié)合牢固度有密切關(guān)系。氧化硅是釉料中不可缺少的酸性氧化物,它的顆粒度將直接關(guān)系到釉中剩余石英的多少和大小,為此一般希望氧化硅的顆粒較細(xì),這樣它在釉熔融時(shí)盡可能全部溶于釉體中間,剩余的石英顆粒越少越好。所以氧化硅顆粒越細(xì),它在釉凝固后,因釉溫度下降,由氧化硅引起的體積變化就越小,這樣局部因體積變化而產(chǎn)生的應(yīng)力就越小。另一因素是石英晶粒的晶型轉(zhuǎn)變,石英晶粒的晶型轉(zhuǎn)變有一級變體和二級變體兩大類。一級變體間的轉(zhuǎn)變發(fā)生在1000℃時(shí),由α2石英轉(zhuǎn)化成α2磷石英,體積變化最大,約16%。但由于它的轉(zhuǎn)變速度慢,時(shí)間長,對體積效應(yīng)的矛盾就不突出,影響不大。而二級變體中β2石英轉(zhuǎn)變成α2石英產(chǎn)生于573℃,此時(shí)的體積變化約0.82% ,雖然不大,但由于轉(zhuǎn)變速度快,產(chǎn)生的體積變化的實(shí)效卻十分大,在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力。降溫中,稍控制不當(dāng)極易產(chǎn)生釉的開裂,所以釉的降溫速度也是一個(gè)關(guān)鍵因素。

4、釉面針孔的產(chǎn)生原因與克服辦法

　　針孔是釉料溶解時(shí)釉中氣泡外出時(shí)留下的小坑,由于保溫時(shí)間不夠,釉面還未流平,此時(shí)整個(gè)坯體已開始降溫,留下高溫時(shí)的釉面狀態(tài)。這個(gè)小坑在0.1mm 左右,在一般日光下,用肉眼或借助5 倍放大鏡可以發(fā)現(xiàn)。這針孔的缺點(diǎn)是影響美觀和光亮度,在潮濕氣氛下尤其是海邊的氣霧易被吸附于針孔中,從而影響釉面的絕緣性能。

解決辦法:

　　(1) 在釉料配制時(shí)盡可能少采用含有大量有機(jī)質(zhì)的生粘土,硫酸鹽,碳酸鹽以及有機(jī)類粘合劑。

　　(2) 在釉料素?zé)龝r(shí)使釉料中帶入的有機(jī)質(zhì),結(jié)晶水以及各類氣體(二氧化碳,二氧化硫) 在釉面�；�前會(huì)蒸發(fā)掉,即燒釉時(shí)在有機(jī)質(zhì)分解時(shí)盡量放慢速度,增加保溫時(shí)間。

　　(3) 在設(shè)計(jì)釉料配方時(shí)盡可能多得采用表面張力系數(shù)較大的物種,即要使釉面平滑如鏡需達(dá)到以下兩個(gè)條件 :釉液粘度為200Pa ·s (高溫粘度) ,表面張力要盡量大些。

5、釉面光亮度的改進(jìn)

　　釉之所以能呈現(xiàn)很漂亮的表面光澤主要是因?yàn)楣獾姆瓷涑潭日凵渎蚀笮〔煌?折射率越大光澤越好,色調(diào)越美。釉料中堿土氧化物和堿金屬氧化物的分子量越大,折射率就越大,則釉面就越光亮。根據(jù)以上原則,采用分子量較大的堿土金屬氧化物,例如用分子量較大的氧化鋇(分子量是153) 以克分子數(shù)代替氧化鈣則釉面光亮度就會(huì)提高。另一方面選擇較好的氧化鋁氧化硅的比值,可以較好的控制釉面光澤,一般較好的比例是氧化鋁/ 氧化硅比為1∶5～1∶10 。若比例達(dá)到1∶4～1∶5 則釉將無光亮感,而達(dá)到1 ∶3～1 ∶4 則釉面將變?yōu)闊o光釉。還有氧化鈣的加入量不能太多,因?yàn)檠趸�鈣能使釉面產(chǎn)生微晶,而微晶使釉面無光。這主要是釉冷卻時(shí)降溫太慢,加上釉表面產(chǎn)生微晶粒促使晶粒生長的緣故。為了得到漂亮的釉面,光感強(qiáng),必須使釉面盡可能保持高溫時(shí)的液面狀態(tài)。加快冷卻過程是一個(gè)十分理想的措施。例如KCC 就是利用以上原則在釉中加入了少量的氧化鋇,同時(shí)使氧化鋁/ 氧化硅比為1/6～1/7 ,釉面的光亮感較好。

　　以上講的是配方設(shè)計(jì)的部分單號的配方,沒有與之配合的生產(chǎn)工藝同樣不能得到較好的釉面。

6、結(jié)束語

　　為了得到平滑如鏡,光亮度很好的釉面,需要從以下及各方面考慮。

　　(1) 合理的選定原料的種類和細(xì)度,使其高溫粘度和表面張力以及熱膨脹系數(shù)等在比較合適的范圍內(nèi)。

　　(2) 制定合理的半釉燒結(jié)燒結(jié)工藝曲線,盡量使原料的放氣反應(yīng)能夠進(jìn)行得比較徹底。

　　(3) 選定適當(dāng)?shù)娜闈釀?使釉內(nèi)氣泡比較完全的被遮蓋掉同時(shí)又不影響釉面的光亮度。