揭秘金刚釉

嘉、陶卫网冠名文/贺彦荣2015年下半年市面上出了一款神秘的砖----金刚石砖，光听着这砖名就知道硬度不小了...

欧蒂娜、陶卫网冠名

文/贺彦荣

2015年下半年市面上出了一款神秘的砖----金刚石砖，光听着这砖名就知道硬度不小了吧！金刚石所用的釉料行业里称之为金刚釉，顾名思义有金刚一样硬度的釉，那么真的有传说中和宣传中所说的硬度和耐磨度？我先不妨卖个关子，我们先探讨下金刚釉的配方吧。

金刚釉说白了就是在全抛釉的基础上提高了釉面的硬度和耐磨性，全抛釉的配方我在上篇文章《全抛釉配方调试入门》中有给出来，那么在此基础上怎么提高硬度和耐磨度呢？无非就是要在配方里多些坚硬的晶体颗粒少些玻璃体！游离态的石英、刚玉相、莫来石相还有辉石类及其他一些复合尖晶石类的结晶相等等都是比较硬的物质了，我们要提高釉的硬度，自然是提高这些晶体的比例了，但是，由于我们受烧制温度所限，1200摄氏度下，上述晶相基本大部分呈乳浊状态，所以在釉中玻璃相自然是少不了，要不然釉料就不透了。我们来探讨下各晶相在釉中怎么控制吧：游离石英多了，釉面会发亮，高温粘度偏大，针孔相对比较难控制，我们排除使用它来提高硬度；刚玉硬度比较高，一般比较惰性，在釉料中可以单独存在，但如果在釉料中比例太高，釉料会变乳浊；莫来石硬度和透明度都不如刚玉相，莫来石相太多同样釉会变乳浊，而且高温粘度大；辉石类及复合尖晶石相在一般亚光釉中都存在，要不然也做不成哑光釉，但硬度不如莫来石和刚玉。这样看来我们为提高釉料的硬度也只能从刚玉的使用上来下功夫了！

氧化铝的衍生产品有上千种，我们使用的α-AL2O3相，俗称白刚玉，是γ-Al2O3在1300摄氏度以上煅烧得来，煅烧时间和煅烧温度直接决定了刚玉粉中α相转化率，所以刚玉价格也不尽相同，质量参差不起。由于刚玉中铝原子和氧原子在空间排列上呈六方最紧密型态，这种排列非常致密且稳定，所以它的熔点和硬度很高，一般在釉料中，以刚玉引入的氧化铝有一部分参与了反应，和钙镁硅组成复合结晶石相，一部分以游离态存在，这就是为什么刚玉加多了也会泛白的原因，看来刚玉的引入也是有个限度，那么对引入刚玉的细度有什么讲究呢？假如理想状态下我们把刚玉加工到只有单个刚玉分子的细度，是不是将来在釉料中可以引入的多点呢？答案是一定的，当细度比较细时，参与反应的分子就比较多，形成的尖晶石就会比较多，硬度自然也会高些，但加工到那么细是不可能的，加工太细成本又太高，325-600目左右比较合适。（曾经有个大胆的设想，想把电熔氧化铝做成细粉加入到釉料中，可一想到“成本”二字，就放弃了这种想法）。

釉层厚度对硬度有没有影响呢？当然有，因为我们要保证釉的透明度和发色，釉层越厚透明度越差，所以我们不得不减少刚玉的使用量。相反，釉层越薄，我们在保证透明度和发色的前提下，可以提高刚玉使用量，可使釉面硬度相应提高。

从上面的分析我们可以得出一个结论，全抛釉釉面实际硬度由两个因素决定：一是釉层厚度（釉层厚，而且还透度好是不可能做到很硬）、二是釉料配方中有效结晶体的含量。接下来我们设计个配方试试：

高温熔块（含铝20点以上，钾、钠氧化物总含量不超1%）20%

低温熔块（含铝13点左右，钙、镁、钡、锌氧化物总量30%以上）25%

高岭土 8%

钾石 35-40%

氧化锌 0-5%

碳酸钡 0-5%

刚玉粉（325-600目） 5-8%

以上配方施釉量可以做到800g/片800*800砖，实践证明比较理想，但真的有没有像某些厂家宣传的硬度5级甚至6级呢？我可以负责任的告诉你，绝对没有！我们测试后的硬度是4级和5级之间。

这样看来单从配方及传统工艺是无法再有效提高全抛釉的硬度了，那么，还有没有什么非传统工艺呢？当然是有的，为增加釉层厚度和釉面的硬度并且又不影响釉面透度的情况下，我们把金刚石砖的工艺调整如下：

砖坯—施面釉—施发色釉—喷墨印花—（印隔离液）— 印3-4次金刚釉

这样做的目的就是为将金刚釉的施釉量减少，不影响透度的同时以便在调整金刚釉的时候提高刚玉含量，以达到提高釉面硬度的目的，同时发色釉的厚度可以提高发色和保证釉层整体厚度。经实践证明，以上印刷金刚釉的工艺较淋釉硬度略高，生产优等率也比较高，比较适合大量生产。不足之处是，因为颜色是处在上下两层釉中间，金刚釉层相对较薄，抛后不能有效改善普通抛釉波纹的缺点，但目前山东大部分厂家以此工艺生产。

除了以上工艺还有没有办法提高抛光釉面砖的硬度呢？答案是有的！

我们都知道一般全抛釉如果不经抛光，硬度和耐磨度都是比较高的，因为在釉的表面有一层结晶体，晶体有效的提高了釉的硬度及耐磨度，有人说，那我们为什么费那么大劲要抛光釉面呢？因为不抛光的砖面控制难度很高，我们要提高产量，降低成本，陶瓷厂不可能无限制的降低产量以使釉面烧成后都非常漂亮——没有缺陷，我们抛光的主要目的是弥补缺陷，再者，消费者也喜欢闪闪发亮的砖面。那么既然消费者喜欢这样的砖，我们能不能让抛光后的釉面上结出一定的晶体来以提高其硬度呢？肯定可以，我们对淋釉工艺生产的金刚釉砖抛光后热处理，就是在800-850度的晶化窑进行晶化后，釉层表面就像镀了一层透明的晶体膜，将抛光后4级的硬度直接提高到了5级以上，而且一次烧微晶石晶化处理后的硬度更可提高至6级。晶化工艺我们是从微晶玻璃制造学来的，利用此工艺，我们更可以把微晶石及金刚釉砖抛成哑光面，然后利用合理的晶化制度，能非常有效的解决釉面吸污及耐磨问题。但这样的工艺不是每个厂都能做，首先要投资设备，而且产量也受限，成本相对比较高，比较适合品牌厂做真正高性能的砖吧。

根据以上分析，我们该知道如何分辨金刚石真假乱象了吧！这样真正能称得上金刚石的砖又是怎么制造出来的我们就了然于心了！我们不要迷信技术，尤其我们技术人员有时候要敢于大胆的推想，奇迹是可以被创造的，我在前面的文章中也提到过传统建陶行业创新的事，敢于跨界，敢于向其他行业学习，敢于向其他行业要蛋糕吃，我们的路才可以走的更远！