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锆釉制备工艺简单,成本低廉,乳浊效果好,是目前陶瓷工业使用最广泛的乳浊釉。ZrSiO4晶体的高折射率和高硬度不仅可以为釉面提供良好的装饰效果,也能赋予釉面优良的力学性能。因此,了解和掌握锆釉中ZrSiO4的析晶机理及其影响因素对优化锆釉的性能有着十分重要的作用。本论文研究了熔块釉中ZrSiO4的析晶及生长机理,探讨了组成和工艺条件对ZrSiO4的析晶及釉面性能的影响,最后比较了不同釉面的耐腐蚀性和易清洁性能,为研究釉中晶体的析出和长大机理以及相关产品的开发提供参考。首先,通过正交试验得到了生料釉的基础配方,但扫描电镜显示ZrSiO4晶体在生料釉表面的分布是不均匀的。电镜图显示,ZrSiO4的不均匀分布发生在釉面玻璃化之后,是坯或釉中排出的气体所导致的。ZrSiO4的分布对釉面的光学性能和粗糙度有着重要的影响。与含等量ZrSiO4的熔块釉相比,虽然生料釉中的晶体更加细小和接近球状,但是白度却比釉面晶体均匀分布的熔块釉低,表面粗糙度比熔块釉大。因此,熔块釉比生料釉更适合需要高白度和超光滑表面的卫生洁具。研究了熔块釉中ZrSiO4的析晶机理。实验发现,ZrSiO4的析晶既可以是从t-ZrO2和Ca2ZrSi4O12转化而来,也可以直接从熔体中析出。从t-ZrO2转变成ZrSiO4主要发生在低温阶段,生长方向既有熔体中的Si4+通过已经形成的ZrSiO4层向内部的扩散,也有外部的直接生长。Ca2ZrSi4O12向ZrSiO4的转化主要在高温下进行,可能的机理是Ca2ZrSi4O12直接分解成ZrSiO4晶体,多余的CaO和SiO2则进入到釉熔体中。电镜图片显示,最后釉中的ZrSiO4都呈棒状(或纤维状)晶体。通过Kissinger方程计算出ZrSiO4的析晶活化能为311.2kJ/mol。计算得到描述ZrSiO4生长方式的Avrami指数n为0.35~0.39,说明ZrSiO4是扩散控制的一维生长,这就能解释为什么ZrSiO4会长成棒状。研究了ZnO对熔块釉中ZrSiO4析晶的促进作用。XRD的定性和定量分析表明ZrSiO4的析出量与ZnO的加入量成正比关系,直到熔体中的ZrO2全部转化为ZrSiO4。讨论了ZnO促进ZrSiO4析晶所起到的三个主要作用。此外,也研究了在卫生洁具的慢速高温烧成制度下ZnO/CaO和Al2O3/R2O的比对ZrSiO4析晶和釉面性能的影响。结果表明,因为较高的烧成温度和较长的烧成时间,釉中的ZrO2都能全部转化为ZrSiO4而与组成无关。含有较多ZnO和Al2O3的配方中除了析出ZrSiO4外也有ZnAl2O4析晶,而两种晶体的存在能增大釉面的粗糙度和降低釉面的亲水性。考察了TiO2,CaF2和P2O5对锆熔块釉析晶的影响,发现添加剂会明显影响釉的析晶种类和析晶温度。因为降低粘度和促进分相的双重作用,添加P2O5对ZrSiO4的促进析晶作用最明显,能降低ZrSiO4的析晶温度,同时促进析出粒径约为0.5μm的细小球状ZrSiO4,釉面的乳浊效果也最强。添加剂对釉面的粗糙度和接触角无明显影响。探讨了颗粒粒径、升温速率、烧成温度和保温时间对析晶和釉面性能的影响。结果表明,釉的高温软化行为几乎不受颗粒粒径的影响,但粒径对烧后的釉面的外观影响很大。釉面的析晶受颗粒粒径的影响不大而主要与烧成温度和保温时间有关。电镜图片显示,ZrSiO4在釉面通常为一维生长的棒状晶体,但当烧成温度过高时,由于部分溶解,ZrSiO4也会长成球状。L*a*b*测试表明,无论釉中的主晶相是t-ZrO2还是ZrSiO4都能够得到良好的乳浊效果。比较了生料釉、熔块釉、透明釉和TiO2薄膜的耐化学腐蚀性和易清洁性能。实验结果表明,釉面的耐腐蚀性能与是否存在晶体及晶体的分布情况有关。生料釉具有较好的耐强酸性但耐强碱性能较差。熔块釉在酸性溶液和碱性溶液中都具有较好的耐腐蚀性能。表面无晶体的透明釉在强酸和强碱溶液中都能遭到破坏。TiO2薄膜具有好的耐酸性和差的耐碱性。因为本次试验样品之间的粗糙度和接触角差异很小,所以清洁性方面并无明显差异,但综合综合各方面性能考虑,含有ZrSiO4的熔块釉性能最佳。