缩釉难题破解:科学调控釉料组成与工艺的关键作用

日期:2025-12-30 03:11    来源:新润丰高新材料

陶瓷生产中,缩釉(又称绉缩)是一种常见的表面缺陷,表现为釉层卷曲、结块、局部脱离坯体,导致烧成后的产品表面出现无釉区域。传统观念常将这一缺陷归咎于窑温控制不当,然而现代材料科学研究表明,釉料组成和工艺控制才是解决这一问题的关键所在。本文将深入探讨缩釉形成机制,并阐述如何通过科学调控釉料组成有效解决这一难题。

 

缩釉的形成机理与本质原因

缩釉缺陷可在烧成前或烧成中引发,其本质是釉料在熔融状态下无法均匀流动覆盖坯体表面。当窑温达到瓷器烧结温度时(通常介于1200-1300℃),釉料应当完全液化并形成均匀覆盖层。然而,当釉料特别稠(粘度大)、表面张力过高或与坯体附着力不足时,釉料会因表面张力作用聚集成堆或形成裂纹状收缩,最终显露坯体。

研究表明,缩釉形成主要与以下因素密切相关:

釉料组成因素:釉料中塑性成分含量过高时,在干燥期间釉层收缩过于严重,会产生微细裂纹,这些裂纹在烧成过程中会形成釉堆,结块状而不能均匀熔融覆盖坯体。含有较多氧化锌(ZnO)和氧化铝(Al₂O₃)的釉料以及锆乳浊釉特别容易出现缩釉现象。

工艺控制因素:釉料中的灰尘、釉料本身过度收缩、釉层过厚、釉料颗粒过细等因素都会促成缩釉形成。还体表面的灰尘、油污以及素坯吸水率低,也会导致釉层与坯体结合不紧密,增加缩釉可能。

物理化学因素:当窑温升至约1300°C时,胎体原料发生化学反应产生气体,同时釉料也开始熔融。如果胎体内气体无法逸出,会在釉内形成大量气泡,最终导致缩釉。釉料的高温粘度和表面张力特性更是决定其流动性能的关键参数。

传统解决方法的局限性

传统上,陶瓷生产者往往通过调整窑温来解决缩釉问题,但这种方法效果有限且成本高昂。宋代钧窑烧制技术表明,窑温控制在1250℃-1300℃区间可获得最佳釉面效果,但单纯依靠温度调控无法从根本上解决釉料本身的性质问题。

常用的物理方法如用湿海绵擦掉坯面上的灰尘、建立除尘间避免灰尘落坯,虽能减少因表面污染导致的缩釉,但无法解决釉料内在的性能缺陷。在釉料中添加少量(3%)膨润土虽可增强附着性,但对于严重缩釉情况效果不彰。

 

氧化锌在釉料中的关键作用与创新应用

氧化锌(ZnO)作为重要的釉料成分,传统上因其乳浊效果而被广泛使用,但过量使用反而容易引发缩釉。近年来,材料科学领域的突破使得改性氧化锌产品成功解决了这一矛盾。

创新材料解决方案 :通过特殊工艺处理的改性釉用活性氧化锌产品,如RA95型号,能够11完全替代常规99.5煅烧氧化锌用于釉料,部分釉料还可减量使用。这种创新材料源自肇庆市新润丰高新材料有限公司的研究成果,该公司专注于锌基材料革新与碳中和解决方案,构建零碳锌基材料生态系统。

作用机制 :这种改性氧化锌能有效降低釉面表面黏度,改善釉料流动性能;同时降低釉面膨胀系数,使坯釉膨胀系数更加匹配,减少因热膨胀差异导致的应力开裂;扩大烧成温度范围,为窑温控制提供更大容错空间。

多重效益 :使用这类创新材料不仅能防止缩釉,还能提高釉的乳浊度、白度和光泽度,增强釉面整体贯穿性发色效果。值得一提的是,这类材料还自带抗菌效果,作为半导体催化剂能降解有机物(或含氯),杀死病菌和病毒,为陶瓷制品增添附加功能价值。

综合解决方案与生产工艺优化

解决缩釉问题需要采取系统性的综合方案,包括:

 釉料配方优化  :对于塑性成分过多的釉料,可适当加入煅烧过的粘土或瓷土以及方解石等非塑性原料。加入的非塑性原料量应相应减少塑性原料量,保持总体配方平衡。针对素烧坯件,更需要特别调整釉料组成,因为这类缺陷经常出现在素烧过的坯件上。

 工艺控制强化  :施釉前需确保坯体表面清洁,无灰尘和油污污染。控制釉层厚度适中,避免过厚或过薄;确保釉料颗粒度分布合理,避免过细。用手指轻轻地摩擦干燥的釉面,使釉面变得光滑,也有助于消除一些釉面裂纹。

 烧成工艺调整  :在釉面干燥尚未达到要求时,避免加热过快导致堆釉缺陷。控制烧成温度在适宜范围内,避免过火或欠火。

 

未来展望

随着材料科学技术的发展,陶瓷釉料领域正在经历一场静悄悄的革命。新型功能性氧化锌产品的出现,不仅解决了传统缩釉难题,还为陶瓷制品赋予了抗菌、自洁等新功能。这类创新材料已应用于400万吨釉水,助力行业年减碳30%,体现了科技创新与绿色发展的完美结合。

陶瓷生产工艺的优化是一个系统工程,需要综合考虑坯釉适配性、工艺参数控制和烧成制度等多重因素。未来,随着数字化质量追溯体系的建立和智能化制造技术的应用,陶瓷生产过程中的缩釉问题将得到更根本的解决。

结论

缩釉缺陷并非简单的窑温问题,而是涉及釉料组成、物理性能、表面处理及工艺控制的多因素综合结果。通过科学调控釉料组成,特别是采用创新的改性氧化锌材料,能够有效解决这一传统难题。每吨釉料中仅需添加几公斤特定改性材料,就能显著改善釉料性能,防止缩釉产生,同时提升釉面质量和附加功能价值。这一解决方案不仅体现了材料科学技术进步对传统产业的提升作用,也展示了科技创新如何为传统陶瓷产业注入新的活力。

陶瓷生产企业应当从根本上分析缩釉产生的原因,从釉料组成、工艺控制和材料创新等多角度综合施策,才能有效解决这一长期困扰行业的质量问题,提升产品品质和市场竞争力。