在陶瓷墙地砖生产中，一般采用以锆英石为乳浊的硼硅酸盐熔块乳浊釉，这是基于锆英石在釉中具有较小的熔解度，可以在釉中存在锆英石微粒，使光线散射而乳浊。但由于锆英石提高釉的高温粘度及表面张力，同时为了满足釉面的乳浊效果，锆英石的用量一般均为12%以上，因而使釉面产生了难以克服的如针孔、波纹等缺陷。用磷灰石，可使釉的一系列物理化学性能产生变化，从而克服因锆英石的大量使用而产生的釉面缺陷，产品质量提高。
1． 磷灰石在釉中的乳浊机理
1． 1釉玻璃产生乳浊的原因
釉玻璃产生乳浊现象的原因是因为光线的散射而造成。光线散射的原因有以下几种：釉玻璃中含有不熔性的微粒，如二氧化锆、锆英石等；釉玻璃在温度的作用下，富含的某种物质结晶，析出大量的均布微晶，如二氧化钛；釉玻璃产生分相，形成大量的分相微滴。
1． 2磷灰石使釉玻璃产生乳浊的机理
磷灰石产生乳浊的原因是因为五氧化二磷使釉产生分相。在釉玻璃中引入五氧化二磷，由于玻璃主形成体P2O5、SiO2、B2O3等的场强不同［p5+=2.1,Si4+=1.57,B3+=1.63(三配位)，B3＋＝1.34（四配位）］，而且P2O5与SiO2、B2O3的场强有较大的差值，因而P2O5必将夺取碱金属、碱土金属氧化物以取得最佳配位数同时形成屏蔽，这样就会使釉玻璃产生分相现象，形成富含磷酸盐的微滴相，使光线散射，使釉产生乳浊。
2.应用过程
试验所用原料见表1。
2． 2釉料配方确定
为了试验磷灰石对锆乳浊釉的影响，即确定乳浊釉中磷灰石的引入量，首先选取比较成熟的锆乳浊釉配方，在此基础上逐步以磷灰石取代锆英石，通过一系列的试验，确定磷灰石的引入量。但由于磷灰石的引入，原基础釉的一系列性都发生了改变，故必须对釉进行调整，从而找到理想的配比。
选择的基础釉及试验有较理想的釉的化学成分见表2。
3． 3生产工艺
磷灰石预先加入熔块中制成熔块后烘干，锆英石粉预磨100小时烘干备用，釉料按配方称量球磨36小时（料：球：水＝1：2：0.8）；釉浆细度万孔筛余0.03%～0.06%；釉浆比重1.62（波美比重计）；施釉厚度0.6
表1 釉用原料化学
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SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
TiO2 |
CaO |
MgO |
Na2O |
ZnO |
B2O3 |
ZrO2 |
P2O5 |
IL |
|
熔块 |
52.72 |
6.60 |
0.18 |
－ |
4.45 |
1.20 |
4.30 |
3.10 |
8.17 |
9.14 |
10.86 |
|
|
方解石 |
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|
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52.32 |
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43.18 |
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长石 |
65.87 |
18.78 |
0.02 |
－ |
0.08 |
0.04 |
9.60 |
4.42 |
|
|
|
0.68 |
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锆英石 |
30.34 |
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|
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59.94 |
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石英 |
98.77 |
0.68 |
0.06 |
－ |
0.05 |
0.03 |
|
|
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|
|
0.20 |
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磷灰石 |
|
0.72 |
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|
51.78 |
1.46 |
|
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40.25 |
2.40 |
|
小白干 |
32.45 |
2.47 |
0.46 |
0.08 |
21.05 |
14.35 |
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|
|
26.54 |
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烧滑石 |
66.90 |
0.14 |
0.04 |
－ |
0.47 |
32.08 |
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烧ZnO |
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98.70 |
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表2 釉料的化学成分
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SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
TiO2 |
CaO |
MgO |
Na2O |
ZnO |
B2O3 |
ZrO2 |
P2O5 |
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基础釉 |
56.1 |
7.6 |
0.11 |
5.11 |
1.63 |
5.12 |
2.54 |
8.01 |
3.48 |
10.30 |
|
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S＃1 |
57.84 |
7.32 |
0.06 |
5.82 |
1.23 |
4.77 |
2.38 |
6.78 |
3.66 |
5.78 |
2.62 |
|
S＃1 |
58.96 |
7.64 |
0.06 |
5.42 |
1.31 |
4.86 |
2.23 |
6.29 |
3.49 |
5.42 |
2.48 |
mm－0.8mm；烧成温度1080℃－1120℃。为了便于釉浆细磨操作，釉浆细磨时添加0.4%的甲基纤维素。
3．现象分析
在墙地砖乳浊釉中，引入一定量的磷灰石以取代部分锆英石是完全可行的。同时磷灰石的引入可以克服锆乳浊釉所具有的特征缺陷，使釉面的光泽度、白度等均有所提高。
3.1 P2O5对釉的影响
P2O5由磷灰石引入，其在该乳浊釉中不仅是釉玻璃的主形成体，同时也是使釉产生乳浊的主要因素。而且P2O5的引入使原来硼硅酸盐釉玻璃的网络结构发生断裂，再加上磷酸盐本身可形成的链状或环状结构，使釉的高温粘度及表面张力下降，从而使釉面质量得以改善。但P2O5在釉中的含量不能太高，否则釉面硬度及釉的化学稳定性将会明显下降。试验表明，磷灰石的引入量以P2O5在釉中的含量不超过3%为宜。
3.2 CaO对釉的影响
CaO对釉玻璃来说，属于网络体外氧化物，在含P2O5的釉中，CaO将本身氧离子贡献给具有最高场强的P5－离子，使之取得最佳的配位数并形成屏蔽。但为了保持电中性，Ca2+须与P5－一同进入富P2O5的微滴相中，从这个意义上说，CaO促进了釉的乳浊。
CaO在釉中的含量不宜太高，否则由于微滴相的富集作用，难熔磷酸盐的化合物就会有析晶的可能，使釉玻璃中不混溶的富P2O5微滴相逐渐变质结晶，晶粒长大，粗大晶粒的周围，微滴玻璃相消失，形成透亮的光环，而在此过程，散射粒子数目减少，光的散射效应大大减弱，降低了釉的乳浊程度，同时在釉面产生晶斑。
试验中除磷灰石引入的CaO外，需用方解石来增加CaO的含量。方解石的用量不超过釉原料量的6%。
3.3 SiO2、Al2O3对釉的影响
提高SiO2的含量能提高釉的乳浊效果，同时也能提高釉面的化学稳定性。虽然游离石英会增大釉的高温粘度，但由于P2O5的作用，石英组分易溶解于釉中，因此在釉中可以适当提高石英的用量。
Al2O3的存在能降低锆英石的溶解度，从而提高釉熔体中锆英石的微粒数量，增加乳浊效果。但Al2O3显著地提高了釉的高温粘度，因此在釉中的含量不宜太高。
3.4 ZnO、MgO对釉的影响
ZnO引入到磷灰石乳浊釉中，除能提高釉面光泽外，同时由于ZnO在釉中析出锌铝尖晶石使光线散射，增加釉的乳浊效果。但要注意的是锌离子的存在可以增加晶核生成，促进富含磷酸钙的微滴产生结晶，近而晶粒长大，微滴相消失，降低釉的乳浊效果。故ZnO在该乳浊釉中应慎重使用。
MgO对该釉的乳浊效果没有明显的影响，但它可以提高釉的化学稳定性，拓宽釉的烧成温度范围。
试验表明，该乳浊釉中，磷灰石应全部以熔块方式引入，否则达不到预期效果。锆英石的大部应以生料形式引入，以免锆英石微粒成为对微滴相有害的晶核。为了使乳浊效果更佳，可适当提高施釉厚度。该乳浊釉对窑炉的温度控制有较高要求，温度曲线设计应不使形成的分相微滴产生结晶。
总之，在墙地砖生产中，用磷灰石取代锆英石是可行的，不仅能满足乳浊效果的要求，而且可以提高产品的釉面质量，降低生产成本。 信息来源：中国陶瓷信息资源网
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