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关于玻化砖红色渗彩釉的研究述评
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摘要本文从无机盐、有机盐、络合物的特性及渗彩工艺特点出发，对红色渗彩釉的技术特点及难点进行了较详细的分析说明，并从理论上推测了红色渗彩釉的发展研究方向。（参考《建筑中文网》）
关键词 玻化砖，渗彩釉
1概述
渗彩釉是高档玻化砖的一种装饰技术，其装饰效果典雅华丽，别具一格；渗彩砖经久耐用，对酸、碱均有较好的抗侵蚀性，耐磨性远远优于一般釉面砖；与传统的斑点装饰比较，使用渗彩技术可大大节约原材料，且工艺简便易行，画面可变性强。从技术角度看，渗彩工艺一反传统意义上的陶瓷配料原则，以可溶性盐代替不溶液性的化合物，更多地涉及到可溶性有机、无机着色盐的溶解、水解、渗透、分散、高、低温下的分解和化合等等特性。
目前，兰色、绿色、灰黄色或这三种颜色的不同比例的混合色的渗彩釉比较容易获得，原因是相应的钴盐、铬盐、镍盐不仅着色能力强，相互间可按比例混合调色，而且都适合渗彩还没有十分满意的技术（国外属保密技术，没有相关报道），其关键点是渗彩工艺的特殊性决定了这三种颜色不易制备。笔者就试验情况，对红色渗彩釉谈一些看法。
2红色渗彩釉的难点
红色颜料的合成及装饰的研究在陶瓷行业里一直没有中断过，红色颜料合成及应用过程的困难，既涉及到原材料的纯度、细度，也紧密关连合成温度及红色颜料在使用过程中所历经的温度和对所处环境的适应程度。由于渗彩工艺对发色化合物的特殊要求，致使预先合成的红色颜料均无法应用到玻化砖的渗彩技术中，如铬-锡红、镉-硒红、铬-锰红等等，它们以矿物式存在，不溶于一般溶剂，无法渗入玻化砖坯体中。
单一阳离子水溶化合物，在玻化砖中经氧化气氛烧成而呈红色（或氧化物或胶粒），这类水溶化合物有三种，即铁的水溶盐、金的水溶盐和铊的水溶盐。有人将钾也归为此类，但其发色相当淡，达不到要求的发色效果。铁以其价格优势，在建陶装饰方面已经得到广泛应用，如红点装饰砖。就呈色情况看，铁的着色能力较弱，以渗透方式引入到玻化砖中，往往呈现一种不好看的砖黄（红）色，随铁含量渐增砖黄（红）色逐步转为火红色，经抛光后，呈色艳丽而庄重，是一种较为理想的色彩。但铁盐渗彩工艺存在许多问题，集中表现在氯化铁溶液酸度过大，其PH值为2.由此造成：（1）氯化铁渗彩液与含高钾、高钠盐的玻化砖坯，在渗彩操作时即直接进行酸碱反应，严重破坏玻化砖坯表层，形成稀泥状，从而达不到渗彩装饰之目的。（2）难以找到适合的调粘物（为满足印花工艺而加入到渗彩釉中调节粘度的高分子材料），生产上常用的是羧甲基纤维或乙基纤维素。理论上，羧甲基纤维素是由碳氮所组成，但实际使用羧甲基纤维素是钠盐。因此，和浓度小的氯化铁溶液混和时，钠盐被逐渐中和，调粘后的渗彩浆料逐渐变稀；和浓度较大氯化铁溶液混合时，羧甲基纤维素在短时间内被过度酸化，呈硬颗粒状，达不到调节粘度的目的。采用乙基纤维素或其它糖类调粘物，实验证明，都难于与高浓度氯化铁溶液形成较为稳定的粘稠料奖。值得继续探讨的是无机调粘物，初步实验证明，采用无机调粘物可以形成较为稳定的粘稠料奖。（3）其它，包括强酸性对设备的腐蚀及操作过程中的困难等等。
很自然的一个想法是以弱酸铁盐取代氯化铁，一方面可以降低酸度，另一方面还可以使呈色更鲜艳，正如以醋酸钴取代氯化钴。但弱酸弱碱且溶解度大（大到渗彩烧成后呈色较好的程度）的铁盐十分难找。从客观事实看，氢氧化三铁的溶度积为4×10-38，这就决定了弱酸性的铁盐在水中的溶解度不会大。
没有合适的弱酸铁盐，那么是否有适当的铁盐的配位化合物呢？有文章认为：在氯化亚铁溶液中加入氨水，可以调节PH值又不会改变[Fe2 ]浓度，理由是形成了易溶性的
[Fe（NH3）6]Cl2，其实，氨铁配位离子只有在无水状态下才能形成，遇水即分解：
[Fe（NH3）6]Cl2 6H2O=Fe（OH）2↓（白） 4NH3·4H2O 2NH4Cl
配位化学中，铁离子的氰化物和硫氰化物是典型的配位离子，其碱金属盐易溶于水，且溶液呈碱性。经实验证明：该类配位离子难以渗入到一般玻化砖坯中（1300吨左右压机，坯体规格为400 400至800 800），初步判断为该配位离子半径超过渗入所要求的半径范围。其大小幅度有待进一步研究。很明显，除了渗透问题外，这里还涉及到坯体强度问题，这类阴离子配位体应用到实际生产中，有待于对玻化砖的成型工艺、印花工艺，甚至造粒工艺进一步深入研究。
有机铁盐类，如草酸铁、乙酸铁、柠檬酸铁等，水中的溶解度均较小，其中也有形成配位化合物而增大溶解度的情况，如草酸铁溶于草酸钾溶液中，形成草酸铁钾配位化合物。该方法可用于提取稀有元素，但难以满足现行渗花工艺要求。
分析国外红色渗彩釉，是以金着色。微细的金胶粒分散于玻化砖中呈现美丽的桃红色，但该渗彩釉价格十分高，有人试图对金矿尾砂进行处理，以获得微量金离子的溶液。但工序繁杂，劳动强度大，收效甚微。有关金属铊的着色情况，可参阅的资料十分稀少，分析铊的来源及价格，可能预见，该元素应用到玻化砖渗彩釉中的可能性很小。
3红色渗彩釉发展展望
有关红色渗彩釉的发展，国内外都没有任何相关报道，只是结合其技术难点和实际生产中的一些技术改良进行理性推测。我们认为：正如陶瓷红色颜料的研究，红色渗彩技术将一直研究下去，研究的方向应该有三方面：
（1）降低铁盐的酸度，增大溶解度，改进工艺，使坯体适应铁盐的酸度
深入研究铁离子的性质及其无机盐、有机盐、络合物的特征。包括水与铁盐的相互作用问题，其它极性、非极性溶剂与铁盐的相互作用情况，找到一种适合的溶剂能大量溶解铁盐或络合物，同时这种盐液溶的PH值接近7，并且可以均匀渗信玻化砖坯体（有促渗剂或无促渗剂的两种情况下，因此，其中还涉及到促渗剂的研究）。从工艺角度看，拉长印花线或改变坯体配方，也能取到一定的效果。例如：采用二次烧成工艺，将烘干后的坯体入窑素烧，之后冷却、印花，这样就克服了酸性渗彩釉对坯体表层的强烈侵蚀，造成坯体表面不平整、松散如稀泥的缺点。但显而易见，这种处理方法提高了生产成本。改变坯体的配方包括两方面，一方面是采用碱金属及碱卤金属氧化物不容易注游离出来的矿物原料，前提是不提高坯体玻化温度。另一方面是改变配方中的原材料，适当提高坯体的烧成温度。两种改变配方的方法都是为了降低渗彩釉与坯体的酸碱反应程度。事实上，有些玻化砖坯体，如江西、湖南一带的厂家，坯体与铁系红色渗彩釉的反应甚微，就这一点而言，完全可以上线生产。而在广东、福建等地的玻化砖坯体，都会与酸性铁系渗彩釉进行激烈的酸碱中和反应。
（2）完善金矿尾砂处理工艺，提高效率
有关金矿尾砂细处理的工艺技术问题，有待相关专家深入研究，我们仅以经济的角度去判断该方向研究发展潜力的大小。从目前金的成本和玻化砖的价位分析，显而易见，以金为红色着色剂的路子会越走越窄。但是，如果金矿尾砂的处理效率大幅度提高，而以金为着色剂的玻化砖的价位又很高，事实上，金在玻化砖中所呈现的美丽、大方的桃红色，是其它着色化合物所难于比拟的。
4改变研究思路
以多种阳离子在玻化砖中形成红色化合物，来取代现今采用的Fe2O3着色和金胶粒着色。这种红色化合物，事实上就是指陶瓷颜料，如常见的铬锡红，但是与常见的颜料的合成工艺有很大差别。现行陶瓷颜料的合成，是在精确配方、充分磨细、混合的前提下，置于坩埚或匣钵等耐火材料容器中烧制出来的，也就是说颜料的合成过程是在与外界隔开的一个相对封闭的环境中完成的；而多种可溶性盐渗入到玻化砖坯体中，经高温反应形成红色颜料。这就要求控制高温下各物质间的化合反应行为，具体而言，就是如何使渗入到坯体中的着色离子优先化合，或选择性化合，而与环境中其它离子不化合或很少化合，不致于影响预计合成的颜色。从现行颜料，尤其是红色颜料的合成或离子活性反应特点看，离子间的选择性反应或优先化合反应，有其可能性，合理性。当然，这有待于色料合成理论及工艺的进一步发展。
来源: 《建筑中文网》.原文网址：http://www.pipcn.com/research/200506/2824.htm
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