摘 要

随着对陶瓷制品要求的提高，釉及釉面质量作为影响陶瓷产品质量及使用性能的关键因素之一，提高釉面的硬度和耐磨性受到重视。通过提高釉面的硬度和耐磨性来改善釉表面性能是提高陶瓷产品质量及其附加值的一个重要方法，因此，使用微晶釉来代替传统陶瓷釉成为改善釉表面性能从而提高陶瓷制品质量的一个重要途径。

本文简要介绍了SiO₂-Al₂O₃-CaO系微晶釉的理论基础和组成、制备工艺等的研究现状。论文以制备SiO₂-Al₂O₃-CaO系微晶釉并提高其硬度为目标，在透明釉的基础上，探索不同的晶核剂TiO₂、ZrO₂在不同的用量下的析晶，选择合适的晶核剂种类、用量，确定烧成方式，通过引入CaO调整釉料组成，进一步探索合适的晶化温度和核化温度，探讨组成和烧成制度对微晶化的影响，分析材料组成、结构、制备及材料性能之间的相互影响关系。

实验结果表明，TiO₂为合适的晶核剂，适宜用量在5wt%，低于5wt%时无法起到明显的作用，高于5wt%时易出现乳浊现象。添加CaO后，釉中析出的晶相为白榴石；外加入6-8wt%的CaO时，釉面硬度得到了提高，最高达到836.8kgf/mm²，即8.2GPa，微晶颗粒大小适中但略有团聚。烧成制度中核化温度的改变引起的硬度变化较大；由硬度结果和表面形貌观察可得，外加6wt%的CaO的样品在810℃下核化更为有利，热分析结果和硬度测试结果均表明釉料配方较适宜晶化温度均为900℃。

关键词：微晶釉；SiO₂-Al₂O₃-CaO；硬度；CaO

Abstract

The quality of glaze is one of the key factors of ceramic products’ quality. To improve their use performance, especially their wear-resistance，it is an important way to improve the quality of ceramic products by using the glass-ceramic glaze instead of the traditional ceramic glaze.

The objective of this work was to prepare SiO₂-Al₂O₃-CaO system glass-ceramic glaze. The glaze is expected to get better wear resistance, hardness, gloss and easy to clear by selecting the proper composition of glaze, suitable nucleating agent and dosage, appropriate firing system.

TiO₂ was found to be a proper nucleating agent to prepare glass-ceramic glaze, which favored the nucleation and growth of crystals in the glaze layer at a appropriate nucleation temperature point and crystallization temperature point. The glass-ceramic glaze was successfully formed according the firing system determined by DSC-TG analysis result. The Vickers hardness was also investigated to characterize the hardness of glazes. The interaction relationship in composition, structure, preparation and performance were analyzed according to the crystalline phases and microstructure of the glaze. .

The experimental results show that TiO₂ was a proper nucleating agent, its appropriate dosage was 5%. Adding CaO (6-8 wt%) to the glaze slurry favored the formation of leucite crystalline phases, giving rise to a hardness of 836.8kgf/mm². The crystalline particles got the moderate size. Changing in the hardness resulted by the changing nucleation temperature was greater than which resulted by the changing crystallization temperature. The test results of DSC-TG and hardness showed that the proper crystallization temperature of glaze with 6-8 wt% CaO addition is 900℃.

Key Words:glass-ceramic glazes；SiO₂-Al₂O₃-CaO；hardness；CaO

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

1、绪论 1

1.1微晶釉简介 1

1.2微晶釉的国内外研究现状 2

1.3微晶釉析晶原理 3

1.4论文研究意义及目的 4

2、 SiO₂-Al₂O₃-CaO微晶釉的制备 6

2.1试验原料 6

2.1.1基础釉简介 6

2.1.2试验其他原料 6

2.2晶核剂的选择及烧成制度的确定 6

2.2.1晶核剂的种类及用量 6

2.2.2不同烧成方式下的析晶 7

2.2.3核化温度对析晶的影响 9

2.2.4核化时间对析晶的影响 10

2.3 CaO的加入对析晶的影响 11

2.3.1 CaO的加入量对析晶的影响 11

2.3.2 CaO加入与烧成制度的关系 12

3、实验结果及分析 15

3.1 CaO含量对微晶釉的结构及性能的分析 15

3.1.1 CaO含量对硬度的影响 15

3.1.2 CaO含量对析出晶相的影响 16

3.1.3 CaO含量对微观形貌的影响 17

3.2温度制度对试样的结构及性能的分析 19

3.2.1釉的热分析 19

3.2.1 温度制度对析晶的影响 20

3.2.2温度制度对硬度的影响 22

3.2.3温度制度对微观形貌的影响 25

4、结论 27

参考文献 28

1、绪论

1.1微晶釉简介

陶瓷是指所有以粘土为主要原料，并与其他矿物原料经破碎、混合、成型、烧成等过程制得的产品，根据用途可分为日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、电瓷、化工瓷等。不同的陶瓷制品都有其特定的性能要求，如日用瓷要求有一定的强度、白度、光泽度、热稳定性等；建筑卫生陶瓷要求有一定的机械强度、化学稳定性、耐磨性和观赏性等。陶瓷制品使用性能均与陶瓷釉面的性能密切相关。

釉是覆盖在陶瓷坯体表面上的一层近似玻璃态的物质。釉作为陶瓷制品的一个重要组成部分，也是决定陶瓷制品质量好坏的重要因素。釉一般具有以下作用：使坯体对气体液体不具有透过性，保护坯体不被玷污，即使玷污也容易清洁；覆盖于坯体表面添加陶瓷制品的艺术性和观赏性。釉与坯体作用，形成一个整体，所以一般要求釉要具有一定的机械强度、硬度、耐磨性、化学稳定性等，同时表面致密光滑平整，与坯体有良好的适应性。因此人们在提高对陶瓷制品的质量要求时，往往会对釉提出更高的性能要求。