正交试验探究全抛釉配方

正交实验设计曰釉面缺陷曰防污曰全抛釉

1前言近年来，由于陶瓷全抛釉质砖釉面光滑亮洁、时尚典雅、色彩绚丽等特点，取得积极的市场反馈并被广泛应用于陶瓷产品的生产中[1]。但全抛釉在生产过程中需经过淋釉、烧成、抛光等工艺处理，坯、釉、窑炉需相互配毛孔等釉面缺陷。因此，合，否则易出现痱子、凹釉、合理的釉料配方对全抛釉系列产品的稳定生产至关重要。本文研究全抛釉配方体系，探索一种不需要或较少依赖于重点考察抛釉砖的釉面陶瓷生产经验的配方研究方法，缺陷、防污等性能，通过多次连续正交试验，逐步优化原材料的种类及加入量，最终确定其最佳因素水平组合，本文为陶瓷釉料配方的从而实现新配方的研制。因此，研制提供了一种简便研究方法。2试验钠长石、白云石、石灰本文选取釉料常用的钾长石、石、硅灰石、烧滑石、烧锌、碳酸锶、碳酸钡、石英、煅烧氧化铝、熔块高岭土13种原材料，将其加入量和配比作为因素对釉面进行考察。采用正交表L27(313)，表头设计如表1所示[2-3]。熔块成分见表2。如表3所示。将表头展开，计算各试验号的配方，球磨7min，按配方称取原材料，在淋完底釉经过喷墨机烘干后经辊道打图后的600mm×600mm砖坯上刮抛釉，表1L27(313)表头设计

水平移渊钾移渊白移渊烧移渊石移(硅烧锌/碳石英/煅硅灰石/锌+碳酸熔块种熔块加长石+钾长石/云石+白云石/英+煅高岭土灰石+酸钡/碳烧氧化钠长钠长石石灰石灰石烧滑石钡+碳酸烧氧化类入量烧滑石)酸锶铝石冤石冤锶冤铝冤204060CaO熔块玉熔块域熔块芋

7.910.314.1A3:11:11:3SiO254.659.258.8BC1220MgO3.71.20.143:11:11:3Al2O315.110.78.4DE1220Fe2O3--0.243:11:11:3FG122042:1:11:2:11:1:2Na2O0.22.50.5H102030ZnO3.55.210.6I3:11:11:3BaO5.14.71.8J熔块玉熔块域熔块芋F-0.7-KL48

M888总量99.699.799.9

因素123表2熔块成分表（%）

TiO2--0.1

K2O9.54.15.2

12B2O3-1.10.1

2022年第7期（第312期）佛山陶瓷15 表3正交试验方案

列号试验号123456781011121314151617181920212223242526279

钾长石37.225.719.718.015.413.98.17.233.525.726.220.118.214.612.510.631.632.226.128.922.019.613.010.29.38.36.4

钠长石12.48.66.6

白云石5.03.42.67.26.25.65.44.83.32.615.113.610.92.52.11.78.48.67.01.20.90.89.47.36.72.64.3

石灰石1.71.10.97.26.216.114.510.07.77.95.04.53.62.52.11.78.48.67.03.52.62.43.12.42.212.75.6

硅灰石5.06.94.43.66.24.63.25.82.22.62.02.72.53.20.87.77.01.27.97.81.07.37.54.3

烧滑石1.713.11.26.21.15.86.9

烧锌碳酸钡1.76.94.42.43.14.61.12.98.51.15.14.42.02.73.61.33.28.30.85.13.52.32.63.91.02.47.5碳酸锶1.73.48.71.26.24.62.22.94.21.12.68.71.05.43.62.53.24.10.82.67.01.25.33.92.12.43.7石英煅烧氧化铝5.54.33.54.54.13.13.23.23.35.72.26.72.32.23.13.25.54.21.73.52.34.43.95.24.11.54.3

熔块玉6.60.014.40.00.08.60.00.08.90.00.04.00.015.00.00.00.00.09.30.00.04.20.00.00.00.0

域0.09.10.00.04.10.011.60.00.00.00.07.30.00.04.30.00.03.40.010.60.00.06.50.00.00.0

芋0.010.50.00.07.40.00.03.40.00.03.50.00.08.70.00.06.60.00.05.60.00.03.10.00.09.00.0

高岭土7.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.47.43.33.44.41.23.19.31.15.84.22.22.64.41.02.77.31.36.44.11.72.63.51.22.67.81.04.93.711.012.914.013.516.517.26.49.66.2

18.015.413.924.221.711.28.68.719.1

13.9

12.72.27.74.42.08.23.62.59.64.12.52.67.03.52.67.83.12.47.513.411.413.46.88.712.811.012.66.97.09.311.810.412.26.08.89.46.6

20.118.214.637.531.924.810.510.728.922.019.639.030.528.08.7

13.1

10.3

10.9

12.4

10.1

环温1155℃）窑烧制40min（Ferro测温环，，记录釉面缺陷数量，抛光后检测釉面防污性能。测试釉面耐污染参考国标GBT3810.14-2006《陶瓷，采用英雄蓝色砖试验方法第14部分耐污染性的测定》检测釉面耐污染程墨水、黑蓝红三色记号笔为污染源，度，将防污检测按1~5级进行评测；采用观测法记录釉采面缺陷数目；WGG60-E4光泽度计测试釉面光泽度；用SX2-4-16智能管式梯度炉测试釉料温度梯度。3试验结果及分析本文重点考察的指标是瓷砖的釉面缺陷和抛光后测试正交试的防污性能，光泽度等性能作为参考因素，结果如表4所示。验釉面的性能，根据表4，采用正交试验分析法分别计算各性能指 16（SerialNo.312）FOSHANCERAMICSVol.32No.07 表4正交试验测试结果

试验号1234567810111213149

釉面缺陷/个

012251404620004

耐污染/级

2.52.54.52333.52243314光泽度/度73.754.752.088.0893.8393.084.002.332.172.17

试验号15161718192021222324252627

釉面缺陷/个

2232461734241

耐污染/级

2.5332.51.53.52.54.544234光泽度/度3.003.5068.8317.0069.1721.0069.5051.5054.3341.676.834.508.00

73.0050.1724.0010.17表5第二轮L27(313)表头设计水平因素123A354045B1:21:31:4C12168D2:13:14:1E12168F2:13:14:1G246H4:2:12:1:12:1:2I10155J2:13:14:1K熔块玉熔块玉熔块玉

L2164

M888标对应的平均值K值和极差R值，再以因素的水平作横坐标，指标的平均值K值作纵坐标，画出因素与指标的关系图[4]，如图1所示。图1因素与指标关系图

根据极差R值的大小排列出各从图1中可以看出，因素的主次序列：对釉面缺陷影响因素由主到次分别是J、G、I、C、A、B、F、D、H、L、K、E；对防污性能影响因素由主到次分别是K、C、H、I、B、J、D、F、E、A、G、L。 2022年第7期（第312期）佛山陶瓷17 表7配方I成分表（%）

50.99SiO214.83Al2O3Fe2O30.160.05TiO29.40CaO3.74MgO1.67K2O4.23Na2O0.00B2O32.45ZnO1.38BaO2.28SrO烧减8.44表8配方I釉料性能

釉面性能配方玉

釉面缺陷针孔无

痱子无

耐污染5级

透感良好

发色良好

光泽度50度

耐磨性4级2100转

莫氏硬度4级

始熔点1152.4益

熔融点1181.4益

选综合考虑釉面缺陷少、防污性能好的因素水平，取最佳因素水平组合A2、B3、C2、D1、E2、F1、G1、H1、I1、虽然K3的釉面缺陷少，但K因素防污J1、K1、L1。另外，取K1水平。故确定性能优先级更高，因此综合考虑下，K因素为熔块Ⅰ。现以上述最佳因素水平为中心展开新一轮L27(313)正交试验，表头设计如表5所示。釉面性将L27(313)正交试验表头展开，考察指标不变，能数据分析参照第一轮正交试验，作因素与指标关系图，如图2所示。防污性能好的因素能。根据图2，综合考虑釉面缺陷少、水平，选取最优因素水平组合A3、B2、C3、D2、E2、F2、G3、H3、I3、J2、K1、L2。计算指标对应K、根据测试结果，R值，根据R值大小排列各因素主次序列：对釉面缺陷影响因素由主到次分别是A、B、L、D、H、I、J、E、G、F、C；对防污性能影响因素由主到次分别是F、D、C、I、J、G、E、A、H、B、L。经过两轮正交实验，综合考量对釉面缺陷和防污性选取极差R值较大的A、能影响较大的因素，D、I、J因素进行L9(34)正交试验，其他优先级较后因素以最优水平B2、C3、E2、F2、G3、H3、K1、L2带入配方。另对A、D、I、J表头设计如表6所示。因素展开试验，表6第三轮L9(34)正交试验表表头水平因素123A424548D5:26:27:2I10128J5:36:37:3釉面性将L9(34)正交试验表头展开，考察指标不变，能数据分析参照第一轮正交试验，作因素与指标关系图，如图3所示。图2第二轮因素与指标关系图

从图2中可以直观反应各因素水平对应的釉面性 18（SerialNo.312）FOSHANCERAMICSVol.32No.07 最佳配方I基本满足要求。4总结本文通过连续正交试验，逐步缩减所选原材料的水平范围，最后设计出了一种性能较好的全抛釉配方。设计了较（1）本文选择了较大范围的常用原材料、重点考察釉面缺陷和防宽的因素水平，从全抛釉入手，逐步确立了污的相关性能，通过连续正交试验法筛选，最优的因素与水平的组合，最终筛选出一个最佳配方。该方法大大降低了配方研究对陶瓷生产经验的依赖性。同时，该方法对抛釉以外其他配方体系的研究也具有一定的指导意义。图3第三轮正交试验因素与指标关系图

经过生产检验，所生产（2）本方法得出的最优配方，发色良好和透感较陶瓷砖的釉面缺陷少、防污性能好、本文所用方佳，各项性能指标基本满足生产要求。因此，为配法在传统陶瓷釉料配方的研制方面是切实可行的，方体系的研究提供了一种对陶瓷生产经验要求相对较低的简便方法。[1]陈建忠;卢广坚;陈华强;王勇,超耐磨高硬度全抛釉的制备研究,[J],中国陶瓷,2012,45-48,45-48

[2]包启富;董伟霞;周健儿;郑文华,正交实验在低温快烧亚光乳浊釉中的应用,[J],佛山陶瓷,2016,18-20,18-20.

[3]曹丽云;黄剑锋;秦本正;彭丽;曹建坤,正交实验设计研究卫生陶瓷凝胶注模成形工艺,[J],佛山陶瓷,2003,7-10,7-10.[4]成岳,夏光华.科学研究与工程试验设计方法[M].武汉:中国建筑工业出版社,2005

从图3中可以看出，对釉面缺陷影响因素由主到次分别是A、J、D、I；对防污性能影响因素由主到次分别是选取最佳因J、A、D、I。综合考虑釉面缺陷、防污等性能，素水平组合A2、D2、I3、J3。最后经过L9(34)正交，最终确立了各原材料的最佳因素与水平，从而得出最优配方I，按质量百分比依次为钾长石11.0、钠长石32.9、石灰石11.7、白云石3.9、硅灰石8.8、烧滑石2.9、烧锌2.3、碳酸钡1.2、碳酸锶2.3、石英8.2、氧化铝3.5、熔块Ⅰ3.9、高岭土7.4。其成分见表7。生产的全抛釉该配方I经过小试、中试、生产验证，瓷砖釉面缺陷少、防污性能好、发色和透感良好，基本满足生产要求，各项性能指标如表8所示。综上分析，本文经多次连续正交试验设计的全抛釉CHENYi,LISen-lin

(GuangdongDowstoneTechnologyCo.,Ltd.,Foshan528000)

Thisarticleisbasedonthecommonlyusedrawmaterialsinceramicglazes,throughorthogonalexperimentaldesign,focusingonthe

defectsandstainsofresistanceperformanceoftheglazeofporcelaintiles.Aftercontinuousorthogonalexperiments,thebestcombinationoffactorshasbeengraduallyestablished.Intheend,afullpolishedglazeformulawasdesigned.Thisarticleaimstoprovideaconvenientmethodfortheresearchoftraditionalceramicformulations.

OrthogonalExperimentalDesign；GlazeDefects；Resistancetostains；FullPolishedGlaze