本实验所用的高岭土尾砂是从江西抚州高岭土矿取来的。其外观呈浅黄色，颗粒较粗。肉眼观察，可见石英、长石、白云母等矿物，并夹杂有一定量的高岭土等。其矿物组成为：石英60.39%、白云母20.28%、长石12.61%、高岭石5.62%、其它1.1%。经简单加工、脱泥后的尾砂化学组成见表1。

    高岭土尾砂中有害成分TiO₂含量极微，主要有害成分是Fe₂O₃.铁元素主要呈二种赋存状态，一种是呈矿物态赋存于铁矿物（褐铁矿）之中，占46.95%，另一种是以硅酸铁形式赋存于硅酸盐矿物之中，其中45.98%的铁质赋存于白云母中，7.7%的铁质赋存于高岭石、长石、石英中。本试验所用的脱泥尾砂外观晶莹洁白，主要化学成分SiO₂占90.1%，着色氧化物Fe₂O₃为0.22%、TiO₂为0.045%，可作为一种良好的硅质原料引入日用细瓷坯料与釉料中。

     b.       原料化学组成

    试验中所用主要原料的化学组成，见表1

表1　　原料化学组成（%）

    二．坯料试验

    a.       坯料配方

    通过正交试验，得出本试验坯料的配方范围与较优配方6＃，见表2。

表2　　　坯料配方（%）

    b.       坯料制备　

    为了在实验室比较方便地进行试验工作，本试验选择注浆成型的方法。故必须将配料制备成泥浆加以应用。制料浆时坯料外加CMC0.3%及水玻璃0.3%，入球磨缿，湿法球磨15小时，料：球：水＝1：1.5：0.05～0.65，控制泥浆细度为250目筛筛余量0.3～0.5%，泥浆出磨后陈腐1～2天，过120目筛后注浆成型。注浆成型时泥浆含水率35～40%，稠化度为1.3左右。

    c.       坯料化学组成与坯式

    6＃坯料的化学组成见表3

表3　　坯料化学组成（%）

    6＃坯料坯式

    0.1532  K₂O

    0.0489  Na₂O  0.9859  Al₂O₃    6.0847   SiO₂

    0.0225  CaO   0.0142  Fe₂O₃   0.0009   TiO₂

    0.0489  MgO

    6＃坯几个重要参数；

    （1）       坯料化学组成中：SiO₂  74.71%  Al₂O₃  20.53%、R₂O＋RO＝4.3%；

    （2）       坯式中：SiO₂/Al₂O₃=6.17；

    （3）       酸度系数：C·A＝1.86。

    据此，判断结果：属硬质瓷。

     d.       胎体主要性能

    6＃坯体先在实验室电炉试烧成功后，又在本市陶瓷厂气烧梭式窑进行产品烧成试验，最高烧成温度1320℃左右。瓷胎白度75%，抗折强度58Mpa，吸水率0.3%热膨胀系数5.57×10^－6/℃。

    三、釉料试验

    a.釉料配方

    通过正交试验，得出本试验釉料的配方范围及较优配方16%，见表4

表4　　釉料配方（%）

    b.釉制备与烧成

    釉料配料入磨时加入CMC0.3%，经快速磨湿法细磨，料：球：水＝1:2.5:0.6，快磨时间30分钟，控制釉浆细度为250目筛筛余量0.02～0.03%，釉浆出磨后陈腐1～2天，施釉时比重调节到1.38～1.40，过160目筛，试验釉未经除铁。施釉方法：手工浸釉，施釉厚度0.25～0.3mm。试验釉先在实验室电炉内试烧成功后，再在本市陶瓷厂燃气梭式窑中进行产品烧成试验。最高烧成温度1320℃左右，烧成时间9小时，还原气氛烧成，气氛转换温度1050℃。

    C．釉料化学组成与釉式

    16＃釉料的化学组成见表5

表5　　釉料化学组成(%)

    16＃釉料釉式：

    0.2526  K₂O

    0.0933  Na₂O  0.5928  Al₂O₃    5.9325  SiO₂

    0.2421  CaO   0.0100  Fe₂O₃   0.0009   TiO₂

    0.4120  MgO

    16＃釉料几个重要参数：

    （1）       釉式中：SiO₂/R₂O+RO=5.9

    （2）       釉式中：SiO₂/R₂O₃=10

    （3）       酸度系数：C·A＝2.1

    据此，判断结果：属光泽、难溶、硬质瓷釉。

    d.釉主要性能

    1．釉熔融温度范围

    16＃釉料的熔融温度范围见表6，其几项主要性能见表7。

表6　　　釉熔融温度范围（℃）

表7　　釉几项主要性能

    e.制品主要性能

    按GB3298－82及GB3299－82测得本试验瓷器热稳定性为200～20℃热交换1次不裂，吸水率0.3%.

    四、分析

    a.高岭土尾砂加入日用细瓷坯料与釉料中的作用

    高岭土尾砂经脱泥后，除去部分杂技，外观洁白晶莹，主要化学组成为SiO₂，此外含有一定量的Al₂O₃、K₂O、Na₂O、Fe₂O₃与TiO₂含量较低，作为一种硅酸盐矿物原料大量加入日用细瓷坯料与釉料中，可全部取代石英原料，部分取代长石原料。

    b.高岭土尾砂对坯料与釉料性能的影响

    高岭土脱泥尾砂作为一种瘠性物料引入坯料中，对坯料的可塑性起调节作用，降低干燥收缩，缩短干燥时间，减少干燥变形与开裂。但若用量过大，则会降低坯料的可塑性，降低注浆的悬浮性，提高泥浆的稠化度，在注浆成型时其渗透性过强，吸浆速度与成坯速度过快，所成型的坯体致密度下降，生坯干燥强度降低。所以在注浆成型前对这种料浆性能的调节就显得十分重要。

    一般釉料中本来含粘土成分就少，釉料组分大多为密度不同的瘠性原料。高岭土尾砂用量越大的釉料其性能就越难调节，制出的釉浆发生沉淀的可能性就越大。

    c.粘土类原料的使用

    为调节注浆坯料的可塑性、悬浮性、渗透性，在坯料配料时除加入高岭土与宁村瓷石外，还加入了2～5%黑泥。因为黑泥中含有较多的有机物质，如褐煤、腐植酸衍生物等，这些有机物质具有显著的胶体性质，有利于提高泥料的可塑性与泥浆悬浮性。但又因其含铁量高、灼减量大，若加入量过多，不仅会影响制品白度，还会增大坯体的干燥收缩与烧成收缩，造成起泡与针孔缺陷。

    一般而言，为提高釉料的悬浮性与稳定性，增大釉浆在坯体上的附着力，釉料中需引入10%以下的粘土。为降低釉层收缩率，制釉粘土还可采用部分煅烧过的粘土。

    本试验釉随着高岭土尾砂用量的增大，釉浆沉淀性能增大，与坯体附着力减弱。试验中在釉料配方时引入4～5%高岭土、3～4%紫木节及0.3CMC取得了良好效果。

    紫木节是一种软质的沉积型高岭土，其可塑性好，结合力强，耐火度高，属强可塑性粘土。有利于改善料浆的悬浮与流动性，但其含铁量较高，若加入量过多，会降低白度。

    d.添加剂的使用

    本试验注浆坯料中外加CMC0.3%与水玻璃（Na₂O·2.4SiO₂）0.3%；釉料中外加CMC0.3%。

    CMC是羧甲纤维素的简称，在陶瓷生产中所使用的CMC实际是CMC的钠盐，属于高分子型电解质，外观为白色或黄色纤维状。

    CMC在陶瓷坯料料浆中的主要作用有：

    （1）粘接作用：CMC在泥浆与釉浆中的粘接作用是大分子或大分子依靠氢键和范德华力形成牢固的状结构表现出来的。由于CMC是纤维状，形成网络结构，体积大，故有较强的粘附能力。

    在注浆成型的成坯过程中，粘性较强并呈放射状卷曲线型的CMC有机高分子相互交织成网状，能把松散的瘠性粒子粘接在一起，从而可以提高生坯的强度。

    （2）悬浮作用：泥浆与釉浆在没有使用添加剂时，由于重力作用，过一段霎时间就会产生沉淀，配料时即使加入一定量的粘土也不能明显阻止其沉淀。加入一定量的CMC后，由于形成网状结构，支撑着坯料与釉料分子的重力，加上CMC的分子或离子象带子一样在料浆中延伸占据了一定的空间，阻止了坯料与釉料分子微粒的相互接触，使空间稳定性得到提高，特别是带负电荷的CMC阴离子与带负电荷的粘土粒子相斥，更加增大了料浆的悬浮性，所以在坯釉料料浆中使用CMC会使料浆具有良好的悬浮性与稳定性。

    需要注意的是：如料浆中CMC引入量过少，其作用不明显：如引入量过多，则絮凝作用过强。料浆过筛时，若筛网过细，CMC之长链分子不能通过，必导致料浆悬浮性减弱，且CMC有可能与料浆中的钙，铝离子反应生成不溶的Ca－CMC盐、Al－CMC盐，影响过筛。所以，加有适量CMC的料浆在使用之前，需要过适当孔径筛网的筛子。此外，CMC的加入量随季节的变化可作适当调整，夏天多，冬天少，一般变化范围在0.05～0.1%之间。

    本试验注浆坯料与釉料中各加入0.3%CMC，料浆出磨后陈腐1～2天，使料浆充分稳定，促使CMC发挥最佳效果。坯料料浆过120目筛，釉料料浆过160目筛后备用。

    注浆泥浆的稳定性与原料性能、配方、颗料组成、研磨细度、泥浆浓度、添加剂的种类与用量等因素有关。

    在泥浆中加入添加剂水玻璃的目的在于改善泥浆的流动性，使其在含海洋污染率较低的情况下粘度适当，便于浇注成型。因水玻璃会和粘土泥浆中的Ca²⁺、Mg²⁺进行交换，生成不溶性或溶解度极小的盐类，将Ca²⁺、Mg²⁺原来吸附的水腊释出成自由水；水化度大的Na⁺使扩散层增大，水化膜加厚，系统的――ξ电位升高，泥浆流动性增强。

    本试验中因高岭土尾砂引入量较大，坯料中瘠性物料较多，粒径相对较粗，泥浆的稠化度较大，加入适量的水玻璃对改善泥浆的流动性和成型性能有好处，

    e.高岭土尾砂用量对胎体性能的影响

    坯料配方中随着高岭土尾砂用量的增大，粘土类原料和熔剂类原料的用量会相应降低。试验中发现，当高岭土尾砂用量在45%时，坯料中的SiO₂含量达到75%左右、Al₂O₃含量在19%左右。如果进一步提高尾砂用量，则坯料中的SiO₂/Al₂O₃将相应提高势必影响烧成质量，降低制品的化学稳定性、机械强度与热稳定性。

    SiO₂是瓷的主要成分，其含量高低直接影响瓷的强度及其它性能。但其含量不能过高，如果超过75%，接近80%，瓷器的热稳定性变坏，容易出现自行炸裂现象。因高岭土尾砂的主要成分SiO₂含量达90.1%，为保证坯料中SiO₂含量不超过75%，坯料中高岭土尾砂的最大用量为45%，最佳用量为40%左右。

    f.高岭土尾砂用量对釉料熔融温度与高温粘度的影响

    本试验釉是由高岭土尾砂，长石、粘土、滑石、白云石、废粉等组成的釉料，采用钾、钠、钙、镁复合精密仪器剂，属于混合釉。釉料具有熔融温度较低，熔融范围较宽，对坯体适应性较强，不易烟熏，对气氛不敏感的优点。

    在1320℃左右烧成的釉料中，高岭土尾砂的最大引入量为50%，最佳用量为45%左右。如高岭土尾砂用量过大，釉料中SiO₂含量过份提高，势必使SiO₂/P₂O+RO>6.5，造成釉料熔融困难，釉料高温粘度过大，导致产生釉面缺陷。

    试验中还发现，随着高岭土尾砂用量的提高，釉的始熔温度与釉面硬度相应提高，釉面白度与泛青感增强。

    为调节釉料高温粘度，提高釉料高温流动性，可在釉料中外加ZnO  2%或Li₂O₃  2%，使釉在斜槽中流动长度达到5.5cm以上。此外，试验釉以采用浸釉或浇釉法施釉为好，使釉面平滑光亮。

    g.高岭土尾砂对制品色泽的影响

    脱泥高岭土尾砂中Fe₂O₃与TiO₂总量为0.265%，引入40%尾砂的坯料与引入46%尾砂的釉料中Fe₂O₃与TiO₂总量分别为0.46%与0.34%，对坯釉与釉料白度的影响并不在，加之采用还原气氛烧成，故瓷器呈白里泛青的色调，具有景德镇瓷器白如玉的传统特色，很适合于青花装饰。

    四、总述

     1．  通过科学配方，采用相应的工艺技术，以高岭土尾砂为主要原料制作日用细瓷坯料与釉料是完全可行的，在1320℃左右烧成的日用细瓷坯料中，高岭土尾砂用量为30～45%，最佳用量为40%左右。在釉料中高岭土尾砂用量为30～50%，最佳用量为45%左右。所研制的坯料与釉料成本低廉。

    2．  高岭土尾砂经脱泥后，含较高的SiO₂，一定量的Al₂O₃、K₂O、Na₂O、Fe₂O₃与TiO₂总量较低，可符合日用细瓷坯料与釉料的配料要求，采用还原气氛烧成，制品白里泛青，适合于青花装饰。

    注浆泥浆中除引入高岭土与宁村瓷石外，还引入黑泥2～5%、CMC0.3%、水玻璃0.3%，可有效地调节其悬浮性、流动性、渗透性、改善浇注性能，提高生坯强度。釉料中除引入高岭土4～5%外，还引入紫木节3～4%，CMC0.3%,使釉浆悬浮性与稳定性符合要求。

信息来源：中国陶瓷信息资源网