近年来，瓷质砖渗彩生产技术在国内得到了迅速的推广和应用，同时，一些困扰行业的相关技术难题也得到了解决。但是，就黑色渗彩玻化砖生产技术而言，由于技术开发难度相对较大，产品价位较高，其推广应用受到了一定的限制。因此，笔者拟结合自己的开发实践，谈谈利用铬元素进行的一种廉价黑色渗彩玻化砖生产技术的研制情况。 

    １．开发思路 

    资料表明，铬不仅是陶瓷色料中最重要的成分之一，同时，也是黑色系列色料最常用的一种元素，基于此启示，利用具有渗透功能的铬离子（包括复合离子），通过其它有助于铬呈现黑灰色的添加剂的配合，实现黑色渗彩玻化砖开发技术的突破是有可能的，实验表明这种基本开发思路也是切实可行的。 

    ２．坯体配方的设计及确定 

    ２．１ 坯体原料的要求及选择 

    同普通渗彩玻化砖的生产工艺对原料的要求一样，通常对原料要求有以下规定：一是注意天然原料中铁、钛、有机物等杂质含量要低，只有这样才有利于使烧成后的坯体白度良好，有利于渗花效果的体现；二是注意既要保证半成品有足够的生坯强度以适应印花工艺的需要，又要保证坯体具有良好的渗透性；三是注意坯体配方中尽量不用或少用对干燥敏感性较强的原料，以防在坯体水分蒸发期引起坯体内应力不匀而产生边裂缺陷。我们所选用的天然原料及化学成分见表１。 

    ２．２　添加剂的选择 

    添加剂是黑色渗彩生产开发能否取得进展的核心技术之一，也是实验难度和幅度较大的工作，因此，我们根据陶瓷色料理论及工作实践，首先界定了可能有益于铬呈色朝黑色方向发展的化学元素，通过这些元素所对应物质对黑色效果的贡献情况，经过大量的筛选实验，最终我们确定了一种价格低廉的天然矿物原料Ｔ为添加剂。另外，由于Ｔ在坯体配方中的加入往往对生产烧成工艺产生不良影响，因此，我们在能够取得开发效果的前提下，综合考虑各种因素，一般Ｔ在坯体配方中的加入量控制在８％以下。 

    ２．３．１ 基础实验坯体配方的确定 

    为了取得较为理想的开发速度，并尽快重点探讨Ｔ添加剂在坯体配方中合理的添加量，我们首先确定了一个已经投入生产的坯体配方作为基础实验坯体配方，基础实验坯体配方的组成范围及其化学成分如下： 

    表２基础实验坯体配方的组成范围（质量％） 

    表３基础实验坯体配方的化学成分（质量％） ２．３．２ 开发实验坯体配方的确定 

    在基础实验坯体配方的基础上，我们根据添加剂用量的基本范围，确定渗彩工艺条件，通过优化实验，确定了Ｔ添加剂在坯体配方中的合适加入量，反过来，由于Ｔ对生产工艺产生不良影响，我们又进一步对基础实验坯体配方中原料配比进行了调整，最终我们获得的开发基础实验坯体配方组成范围如下： 

    表４开发实验坯体配方的组成范围（质量％） 

    ３ 渗彩釉的研制 

    ３．１ 化工试剂的选择 

    我们知道，渗彩釉通常由调粘物、着色剂、助渗剂、溶剂等组成，这些组成因素的选择不当往往达不到基本效果或者引起釉的性能不稳定。就以用于显色的铬盐来说，其种类就很多，根据试剂溶解度、酸碱度、渗透性、稳定性等物化性能的综合考虑，其中铬酸钠、铬酸钾最适于用做显色剂，我们通常采用ＣＭＣ和乙二醇作为调粘物，自来水作为溶剂。 


    ３．２ 化工试剂用量的确定 

    确定选择渗彩釉中所用化工试剂后，各化工试剂尤其着色剂在渗彩釉中量的确定是实现开发效果的核心部分，实验表明，着色剂铬酸钠（钾）在釉中比例较低黑色效果就很不理想。通过各化工试剂加入量的对比试验，我们确定的渗彩釉组成见表５。另外，由于釉中盐类浓度较大，此釉不易久置，时间长渗彩釉呈果冻状，可能是纤维素对酸碱度不适应引起的粘度变化所致。 

    ４． 助渗剂的研制 

    印花后的半成品坯体，只有在坯体表面喷施一定量的 助渗剂后，釉中呈色的金属离子才能通过渗透作用进入坯体，最终获得一定深度的渗彩图案，助渗剂通常用水或水溶液。实验发现，喷施含有一定量Ｔ中金属元素所对应盐的溶液能够取得比仅仅喷施自来水获得更好的呈色效果，同时，助渗剂中加入适量的氯化铵有助于呈色均匀，并能有效缓解呈色分层缺陷，我们所研制的助渗剂组成范围如下： 

    ５． 试验结果及讨论 

    ５．１ 试验结果 

    （１） 通过开发实验坯体配方、渗彩釉、助渗剂三者的有机结合，我们在实验室得到了墨黑色渗花图案； 

    （２） 鉴于实验条件的限制，开发实验未进行中试，对生产的可行性有待于继续探讨； 

    （３） 铬元素在坯体中呈现黑色，可能与Ｔ加入后影响渗花图案部分的烧成有关，其机理有待于进一步实验探讨； 

    ５．２　讨论 

    ５．２．１　添加剂对基础实验坯体配方的影响 

    （１）实验表明，少量的Ｔ添加剂（通常在３％以下）一般会提高基础实验坯体配方的烧成温度； 

    （２） 随着Ｔ添加剂的增加，（通常在５％以上）基础实验坯体配方的烧成温度又会降低； 

    （３） 坯体中Ｔ加入量过多，基础实验坯体配方的烧成范围变窄，工艺控制难度加大； 

    ５．２．２　添加剂对铬元素呈色的影响 

    （１） 添加剂Ｔ在坯体中不呈色，而且它有助于坯体增白； 

    （２） 添加剂Ｔ可使铬元素在坯体中呈色朝灰黑色方向发展，而且，在一定范围内，随着Ｔ添加量的增加，铬元素在坯体中呈色逐渐加深。