一种曜变天目铁红金圈结晶釉及其制备方法

技术领域

发明涉及卫生陶瓷生产技术领域，尤其涉及一种曜变天目铁红金圈结晶釉及其制备方法。

背景技术

曜变天目铁红金圈结晶釉，是一种典型的富铁分相釉，其独特外观是由液相多次分离引起釉面分相或析晶形成分层效果产生的，是起源于我国宋代的一种很名贵的“窑变”釉种，被世人视若珍宝。其基本特征是釉面底色为棕褐色,在棕褐色基底上错落分布着大小不一的圆形铁红金圈，铁红金圈为多层组成，中心为淡灰色斑核，中心到边缘部位的颜色由深红色向橙色过渡，外层有一圈金灿灿的薄膜，红色晶花和棕褐色基底相间分布，层次分明，呈现出强烈的立体感。

当今世界，卫生瓷在人们的日常生活中已经发挥着越来越重要的作用，然而目前大多数卫生瓷只能基本满足日常清洁的需求，颜色种类却始终相对单调。近些年来，人们更加注重对生活中艺术美感的追求，除了在卫生瓷上进行颜色釉、纯色金属釉装饰之外，也不乏一些科研工作者、艺术家将建盏中的兔毫、油滴也应用到卫生瓷上。

目前，曜变天目铁红金圈结晶釉的烧制受多种因素影响和控制，产品釉面外观、性能的稳定性和成品率较低，只是应用于艺术瓷、日用瓷，而从未有人将其应用于对产品稳定性要求较高的卫生瓷上。因而将其应用到卫生瓷领域，对丰富卫生瓷颜色品种，满足消费者对卫生瓷个性化的追求具有非常重要的意义。

文献《铁红晶化釉的质量控制》(山东陶瓷,2011,34(1):3.)通过对原料组成、釉料制备、烧成工艺及晶花形成机理进行简单的探讨，最终制备出了金圈铁红晶化釉，但该实验中通过骨灰引入的P

文献《电窑快烧曜变铁红结晶釉的研究》(佛山陶瓷,2014,24(6):3.)和文献《铁红金圈釉的试制》(景德镇学院学报,2018,33(6):3.)通过调整化学组分、改变制备工艺和烧成制度，在氧化气氛1265℃-1290℃下成功烧制出具有一定曜变效果的铁红金圈结晶釉。但前者控制SiO

文献《铁系分相艺术釉的制备工艺与机理研究》(广东：华南理工大学，2020.)在氧化气氛1250℃下烧制成铁红花釉。该实验引入较高含量的SiO

中国专利CN111548009A公开了一种铁红金圈釉及铁红金圈釉陶瓷的制备工艺，通过在氧化气氛1250℃下分阶段降温冷却后，烧成的釉面具有黑底、红花、金圈三大特征。但该实验中引入的SiO

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种曜变天目铁红金圈结晶釉及其制备方法，制得的釉面均匀的分布着大小不一的圆形晶花，且圆形晶花尺寸较大并呈现出圆形分立状态，具备强烈的立体感、极高的色彩饱和度和多彩的光泽，能够满足消费者对卫生瓷个性化的追求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，包括釉料，按照原料化学组成质量百分比计，所述釉料包括：SiO

在其中一些优选的实施例中，按照原料化学组成质量百分比计，所述釉料包括：SiO

具体地，所述釉料烧成后，按照原料化学组成质量百分比计，存在2.5％-2.7％灼减。

在其中一些实施例中，所述SiO

在其中一些优选的实施例中，所述SiO

在其中一些实施例中，所述K

在其中一些实施例中，按照原料质量百分比计，所述釉料包括：钾长石32％-40％、石英12％-20％、Al

在其中一些优选的实施例中，按照原料质量百分比计，所述釉料包括：钾长石37％-39％、石英15％-18％、Al

本发明还提供上述曜变天目铁红金圈结晶釉的制备方法，包括如下步骤：

(1)配制釉浆：按比例称取釉料原料后，加入磨球、水以及羧甲基纤维素钠，球磨、过筛后得到釉浆；

(2)上釉：采用生坯喷釉方式将釉浆喷覆于陶瓷生坯内外表面；

(3)烧成：将上釉后的生坯晾干，放入马弗炉中烧成，冷却后得到曜变天目铁红金圈结晶釉。

在其中一些实施例中，步骤(1)中，所述釉料、磨球、水的质量比为1：(1.5-2.5)：(0.5-0.8)，所述羧甲基纤维素钠用量占釉料、磨球和水的总质量的0.2％-0.8％。

具体地，步骤(1)中，所述釉浆浓度控制在1.4g/cm

在其中一些实施例中，步骤(2)中，喷釉后陶瓷表面釉层厚度为0.2mm-0.5mm。

具体地，将上釉后的生坯放在匣钵中进行隔焰烧成，烧成设备采用电炉、梭式窑或隧道窑。

在其中一些实施例中，步骤(3)中，烧成过程最高烧成温度为1280℃-1330℃，烧成时间为10-12h。

在其中一些实施例中，步骤(3)中，冷却过程采用自然冷却或者分段冷却；

在其中一些优选的实施例中，冷却过程采用分段冷却，所述分段冷却具体包括：

第一冷却阶段：由1280℃-1330℃降温至1150℃-1200℃，降温速率为0.8℃/min-1.2℃/min，保温0.8h-1.2h；

第二冷却阶段：由1150℃-1200℃降温至920℃-980℃，降温速率为4℃/min-6℃/min；

第三冷却阶段：由920℃-980℃降温至600℃-680℃，降温速率为8℃/min-12℃/min；

第四冷却阶段：由600℃-680℃随炉自然冷却至室温。

在其中一些更优选的实施例中，所述分段冷却具体包括：

第一阶段：由1300℃降温至1200℃，降温速率为1℃/min，保温1h；

第二阶段：由1200℃降温至950℃，降温速率为5℃/min；

第三阶段：由950℃降温至650℃，降温速率为10℃/min；

第四阶段：由650℃随炉自然冷却至室温。

在降温过程中采用分阶段冷却的冷却制度，从最高烧成温度缓慢降温至1200℃并保温1h，在此期间让晶核充分长大；再快速降温至950℃，避免因降温速率过慢导致晶花析出数量众多且多层重叠、生长尺寸过大；然后更快速地降温通过晶核只析出不长大的温度区间至650℃，最后随炉冷却至室温。

曜变天目铁红金圈结晶釉的形成，是经过液相多次分离产生分相或析晶的分层效果。呈色元素Fe离子在分相作用下富集而过饱和析出α-Fe

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过优化釉料原料的化学组成，使釉熔体在高温烧成过程中具有合适的高温粘度，避免出现釉熔体因高温粘度过低而导致析出的晶体重新溶解减小甚至消失，或者因部分晶体形成的晶花溶解后残缺甚至流成条纹状/片状的现象，烧成后的釉面均匀分布着大小不一的圆形晶花，且圆形晶花尺寸较大并呈现出圆形分立状态，具备强烈的立体感、极高的色彩饱和度和多彩的光泽。

(2)本发明在整体优化原料的基础上，对SiO

(3)本发明还改进了釉料的原料组成，利用Ca

(4)本发明进一步优化了釉料烧成中的冷却制度，降温过程中采用分阶段冷却，不同阶段降温速率及温度不同，从而调控晶花的析出、生长过程，制备得到外观效果更好的曜变天目铁红金圈结晶釉。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明实施例4的烧成效果图；

图2为本发明实施例4的烧成曲线图；

图3为本发明实施例4曜变天目铁红金圈结晶釉的XRD图；

图4为本发明实施例4曜变天目铁红金圈结晶釉的SEM图，其中(a)未腐蚀釉表面红花；(b)未腐蚀釉表面棕褐色基底；(c)腐蚀后釉表面红花；(d)腐蚀后釉表面棕褐色基底；

图5为本发明实施例4曜变天目铁红金圈结晶釉的EDS图，其中(a)未腐蚀釉面红花扫描位置示意图；(b)未腐蚀釉面棕褐色基底扫描位置示意图；(c)(d)(e)为对应(a)(b)中白色区域的EDS点扫描元素分析图；

图6为本发明对比例1的烧成效果图；

图7为本发明对比例2的烧成效果图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，采用如下方法制备得到：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将38.8％钾长石、15.5％石英、1.5％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：50.2％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.3％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.2mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1280℃，烧成时间12h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1280℃降温至1150℃，降温速率为0.8℃/min，保温1h；

第二阶段：由1150℃降温至920℃，降温速率为4℃/min；

第三阶段：由920℃降温至600℃，降温速率为8℃/min；

第四阶段：由600℃随炉自然冷却至室温。

实施例2

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，采用如下方法制备得到：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将38.3％钾长石、15.8％石英、1.5％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：50.1％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.5％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.3mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1300℃，烧成时间12h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1300℃降温至1200℃，降温速率为1℃/min，保温1h；

第二阶段：由1200℃降温至950℃，降温速率为5℃/min；

第三阶段：由950℃降温至650℃，降温速率为10℃/min；

第四阶段：由650℃随炉自然冷却至室温。

实施例3

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，采用如下方法制备得到：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将38.2％钾长石、16.4％石英、1.4％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：50.5％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.8％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.5mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1330℃，烧成时间10h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1330℃降温至1200℃，降温速率为1.2℃/min，保温1h；

第二阶段：由1200℃降温至980℃，降温速率为6℃/min；

第三阶段：由980℃降温至680℃，降温速率为12℃/min；

第四阶段：由680℃随炉自然冷却至室温。

实施例4

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，采用如下方法制备得到：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将37.2％钾长石、17.1％石英、1.4％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：50.6％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.8％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.5mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1300℃，烧成时间12h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉，烧成效果图如图1所示，烧成曲线图如图2所示，XRD图如图3所示，SEM图如图4所示，EDS图如图5所示；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1300℃降温至1200℃，降温速率为1℃/min，保温1h；

第二阶段：由1200℃降温至950℃，降温速率为5℃/min；

第三阶段：由950℃降温至650℃，降温速率为10℃/min；

第四阶段：由650℃随炉自然冷却至室温。

实施例5

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，采用如下方法制备得到：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将37.2％钾长石、15.9％石英、2.6％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：49.4％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.8％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.5mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1300℃，烧成时间12h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1300℃降温至1200℃，降温速率为1℃/min，保温1h；

第二阶段：由1200℃降温至950℃，降温速率为5℃/min；

第三阶段：由950℃降温至650℃，降温速率为10℃/min；

第四阶段：由650℃随炉自然冷却至室温。

实施例6

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，采用如下方法制备得到：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将37.2％钾长石、16.3％石英、2.2％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：51.4％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.8％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.5mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1300℃，烧成时间12h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1300℃降温至1200℃，降温速率为1℃/min，保温1h；

第二阶段：由1200℃降温至950℃，降温速率为5℃/min；

第三阶段：由950℃降温至650℃，降温速率为10℃/min；

第四阶段：由650℃随炉自然冷却至室温。

实施例7

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，采用如下方法制备得到：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将37.2％钾长石、17.1％石英、1.4％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：50.6％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.8％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.5mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1300℃，烧成时间12h，然后随炉自然冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉。

实施例8

一种曜变天目铁红金圈结晶釉，采用如下方法制备得到：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将37.2％钾长石、17.1％石英、1.4％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：50.6％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.8％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.5mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1300℃，烧成时间12h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1300℃降温至950℃，降温速率为5℃/min，保温1h；

第二阶段：由950℃降温至650℃，降温速率为5℃/min；

第三阶段：由650℃随炉自然冷却至室温。

对比例1

本对比例与实施例4的区别在于原料及化学组成比例不同，具体包括如下步骤：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将42.5％钾长石、7.3％石英、20.7％烧滑石、12.9％Ca

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：48.4％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.8％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.5mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1300℃，烧成时间12h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉，烧成效果图如图6所示；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1300℃降温至1200℃，降温速率为1℃/min，保温1h；

第二阶段：由1200℃降温至950℃，降温速率为5℃/min；

第三阶段：由950℃降温至650℃，降温速率为10℃/min；

第四阶段：由650℃随炉自然冷却至室温。

对比例2

本对比例与实施例4的区别在于原料及化学组成比例不同，具体包括如下步骤：

(1)配制釉浆

按质量百分比计，将30.8％钾长石、24.5％石英、3.4％Al

所得釉料按照化学组成质量百分比包括：51.8％SiO

将料：球：水按照质量比1:2:0.65的比例混合，外加占料、球和水的总质量0.8％的羧甲基纤维素钠，然后装入快速球磨罐湿法研磨30min，过120目筛，即制得曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆。

(2)上釉

采用生坯喷釉方式，将曜变天目铁红金圈结晶釉釉浆喷覆于卫生陶瓷生坯内外表面，釉层厚度为0.5mm。

(3)烧成

将上釉后的生坯晾干，置于匣砵中，放入马弗炉中烧成，烧成温度控制在1300℃，烧成时间12h，然后分段冷却，得到曜变天目铁红金圈结晶釉，烧成效果图如图7所示；

分段冷却过程具体如下：

第一阶段：由1300℃降温至1200℃，降温速率为1℃/min，保温1h；

第二阶段：由1200℃降温至950℃，降温速率为5℃/min；

第三阶段：由950℃降温至650℃，降温速率为10℃/min；

第四阶段：由650℃随炉自然冷却至室温。

实施例1-8和对比例1-2的烧成效果如表1所示。

表1

由实施例1-8可知，本发明的配方和制备方法能够制备得到曜变天目铁红金圈结晶釉，并且从外观上看，釉面基本都呈现棕褐色基底，红色圆形晶花散落分布在其中。尤其是实施例4制备得到具有极佳效果的曜变天目铁红金圈结晶釉。如图3(a)所示，红色圆形晶花A区域的XRD图谱中主晶相为立方晶系α-Fe

对比实施例4和对比例1-2可知，原料化学组成对釉的烧成效果影响较大，当SiO

对比实施例4和实施例5-6可知，在保持其他组分含量处于适当范围且几乎不变的情况下，通过控制SiO

对比例实施例4和实施例7-8可知，冷却方式也会对本发明曜变天目铁红金圈结晶釉的呈现效果产生影响。相对于自然冷却，采用分阶段冷却的方式并在最高温至初始形成晶核温度1200℃缓冷，并保温一段时间，使得形成的晶核有充足的时间长大，随后快速降温通过晶核只析出不长大的温度区间，再随炉降温，避免因长时间处于晶核只析出却不长大的区域形成“小红点”，或者长时间处于高温导致部分晶花溶解后残缺甚至流成条纹状/片状，最终得到曜变天目铁红金圈结晶釉呈现从棕褐色到圆形晶花均匀相间分布的釉面效果。综上所述，本发明制备的曜变天目铁红金圈结晶釉外观效果良好，并且通过进一步调控化学组分及冷却制度，实现了对釉熔体分相程度、贫铁连续相与富铁孤立相的数量的控制，使得制得的结晶釉棕褐色底釉上均匀的分布着大小不一的圆形晶花，且圆形晶花尺寸较大并呈现出圆形分立状态，进一步改善了曜变天目铁红金圈结晶釉艺术效果，具有良好的应用价值。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。