一、定义
基础釉与色料适应性指基础釉与色料相互接触,不会因为熔解、化学反应等而影响色料烧成后发色的性能。
二、基础釉影响色料发色的机理
①色料被基础釉熔解后,发色离子的价态发生变化。
基础釉中的Li、Na、K、Ca、Mg等成分在高温作用下对色料起助熔作用,有助于胶体呈色色料的发色,却有害于晶体呈色色料的发色。
②色料被基础釉熔解后,发色离子的配位发生变化。
在酸性氧化物含量较高的釉中,有利于着色离子向低价态转变;在碱性氧化物含量较大的釉中,则有利于着色离子向高价态转变。既便是着色离子的价态不发生改变时,若与其相邻的正离子的种类不同时,也可明显影响其着色。着色离子(XY+)在釉中所处的配位环境类似于:—O—XY+—O—R。若R离子的化合价越低,半径越大,则—O—R键的强度越小,氧电子云偏向着色离子一侧的程度越大。即氧离子对着色离子的作用越强,其晶体场分裂能值增大,吸收波长减小;反之,吸收波长增加。当着色离子相邻的正离子依次为Si4+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+、K+时,其吸收波长由长变短;由于Zn2+和Pb2+极化效应强,对着色离子吸收波长改变的影响尤为显著。
③色料被基础釉熔解后,发色离子形成新的晶相。
色料晶体在高温下容易分解或熔解到基础釉中,与基础釉中的成分形成新的晶相。例如含Cr3+的色料在高ZnO含量的釉中,高温下存在色料的分解,铬和锌容易生成ZnO·Cr2O3尖晶石。
④基础釉与色料折射率不同,散射效应减弱色料反射光的强度。
当入射光的特定波长被色料晶体吸收和散射时,其它波长的光线被反射,最终呈现出补色光的颜色。根据能量守恒原理,入射光强度等于散射光强度、吸收光强度与反射光强度之和,即I入射=I散+I吸+I反。当色料晶体与釉层的折射率相差越大,散射光的强度越大,反射光的强度越小,釉面颜色越被冲淡,不易得到色调明快、纯度高的颜色。一般晶体结构色料的折射率较高,尖晶石为1.171-1.92,锆英石为1.94,氧化锆为2.13-2.20,基础釉为1.5-1.6。可通过缩小基础釉与色料折射率的差值,改善色料的发色。
三、案例
①Co2+(3d2)吸收橙、黄和部分的绿光,呈带紫的蓝色;Co3+(3d3)吸收绿光以外的色光,强反射绿色而呈绿色。如果CoAl2O4尖晶石熔解到釉料中,其中的Co2+被氧化成Co3+,其发色也会从蓝色变为绿色。
②尖晶石结构的Co-Cr-Al-Zn系孔雀绿色料,在高硅的釉中吸收长波,呈现偏绿色,而在高Na、K、Ca的基釉中吸收短波,最终呈现蓝色。
③Ca-Cr-Si系的维多利亚绿用于钙锌釉变成灰绿色,是因为Ca2Cr2(SiO4)3绿榴石分解生成的Cr2O3与釉中的ZnO反应生成ZnO·Cr2O3尖晶石。
④锆英石固溶体型钒锆蓝色料用在透明釉中能呈现出鲜艳的天蓝色;用在锆乳浊釉中其色调蓝中泛白,没有用在透明釉中的色调鲜艳。
下期预告:陶瓷砖耐磨性不同评价方法的辨析及标准
(作者系国家陶瓷及水暖卫浴产品质量监督检验中心工程师)