[发明专利]一种通过燃料配方及自由基控制铜红釉呈色效果的方法及装置

说明书

本发明提供一种通过燃料配方及自由基控制铜红釉呈色效果的方法及装置，通过控制陶瓷烧制过程中不同时刻燃气及其助燃气体中所包含的各单一或混合气体的种类及流量，以及控制不同时刻气氛中的自由原子及自由基的种类和数量，以实现对铜红釉呈色效果的控制。基于该方法的装置具备电热和燃料燃烧两种加热方式，配有各气体流量的测量和控制仪器，能实现对燃料配方的控制，从而控制氧化、还原、中性气氛，配有自由原子和自由基发生装置，它和燃料配方共同实现对烧制过程中自由原子和自由基种类和数量的控制，自动控制系统则控制整个装置的运行。

技术领域

本发明涉及陶瓷工艺中控制颜色釉呈色效果的方法及装置，具体涉及一种通过燃料配方及自由基以控制铜红釉呈色效果的方法及装置。

背景技术

陶瓷的烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力（压强）制度，其中，窑内的气体压强是通过影响温度和气氛间接地影响产品的烧成质量，因此，直接决定陶瓷烧成质量的只有温度和气氛两种因素。根据窑内烟气中的氧化性气体（一般为氧气）和还原性气体（一般为一氧化碳、氢气）含量的多少，窑内气氛可分为氧化气氛、还原气氛和中性气氛三种。这些即为现今被人们普遍接受的陶瓷烧成理论的内容，实际当中也是根据这些理论开展陶瓷的烧制作业。

然而，由长期的实践和相关理论得出，将对包括颜色釉呈色效果在内的陶瓷烧成质量产生影响的气氛仅划分到氧化、中性、还原气氛这一层次尚不完善，需进一步细分，其中就应考虑气氛中的自由原子和自由基对烧成质量的影响。燃烧理论指出，燃料的燃烧过程复杂，燃烧过程中会产生一定量的活性高、不稳定、易和其它物质发生化学反应的物质——自由原子和自由基。由于其异常活泼，它们必然有可能，也有时机在烧制过程中与陶瓷的釉料、坯料等发生化学反应，从而对包括颜色釉呈色效果在内的陶瓷烧成质量产生影响，这业已被近期的研究成果所证实。不同种类的可燃气体在燃烧过程中产生的自由原子和自由基的种类不同，而燃料流量不同，则产生的自由原子和自由基的数量不同。基于自由原子和自由基对烧成质量的影响，烧制过程中不同时刻燃气及助燃气体中所包含的各单一或混合气体的种类及流量即所谓燃料配方对铜红釉的呈色效果产生影响。

铜红釉以铜离子为着色剂，钧红、祭红等我国传统名贵釉种均属于铜红釉。以钧红釉瓷器为例，时至今日，其烧制仍然存在呈色不稳，呈色不佳的问题，导致烧制的成功率偏低，有“十窑九不成”之说。有鉴于此，有必要对中性、还原、氧化气氛的气氛分类方法做进一步的细化并对之前被忽略的相关影响因素加以控制。

发明内容

经长期理论和实验研究后取得本发明成果。发明考虑到自由原子和自由基对铜红釉呈色效果的影响，对现行的气氛分类方法做进一步的细化，通过对燃料配方及自由原子和自由基的控制实现对铜红釉呈色效果的有效控制，本发明的目的之一是提供通过燃料配方及自由原子和自由基控制铜红釉呈色效果的方法，目的之二是提供一种基于前述方法设计出的装置。

本发明提供一种通过燃料配方和自由基控制铜红釉呈色效果的方法，该方法通过控制陶瓷烧制过程中不同时刻燃气及助燃气体中所包含的各单一气体或混合气体的种类及流量即所谓燃料配方，以及控制不同时刻气氛中的自由原子和自由基的种类和数量，以实现对铜红釉呈色效果的准确控制。

本发明提供一种通过燃料配方及自由基控制铜红釉呈色效果的装置，该装置包含：管式电炉、燃料配方控制系统、助燃空气流量控制系统、炉内压力控制系统（亦为排烟系统）、燃料燃烧器即烧嘴、自由原子和自由基发生装置、炉内样气收集以及自由原子和自由基捕捉装置、控制整个装置运行的计算机控制系统。其中，燃料配方控制系统与自由原子和自由基发生装置共同实现对烧制过程中自由原子和自由基种类和数量的控制。

所述管式电炉包含Al₂O₃管、硅碳棒、热电偶，以及温度控制器，具有温度分段自动控制功能。

所述燃料配方控制系统包含盛装氧气、氮气、液化石油气、氢气等气体的气瓶及流量测量仪器和控制流量的电动阀门。