铝在建筑陶瓷坯体、釉料以及微晶玻璃中的作用与影响

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1、铝在建筑陶瓷坯体、釉料以及微晶玻璃中的作用与影响戴长禄;杨勇;杨明【摘要】铝是陶瓷产品化学组成中的重要元素,本文对陶瓷原料中的含铝化合物或 矿物的物理化学及工艺性能作了阐述，并详细分析了氧化铝对陶瓷坯体、釉料及微 晶玻璃的作用与影响.【期刊名称】佛山陶瓷 【年(卷)，期】2010(020)007 【总页数】6页(P34-39) 【关键词】化学组成;铝 【作者】戴长禄;杨勇;杨明【作者单位】广东博德精工建材有限公司，佛山,528000;广东博德精工建材有限公司佛山,528000;广东博德精工建材有限公司佛山,528000 【正文语种】中文 与硅一样，铝也是优先选择配位数为4的键，形成所谓的铝氧四

2、面体。不过与硅 不同的有两点，一是铝氧四面体整体带负电荷(硅氧四面体是电荷中性的)，需要 额外的阳离子与之平衡；二是铝除了主要选择sp3杂化轨道外，有时还选择有 sp3d2的杂化轨道，即选择配位数为6的键。例如，刚玉(Al2O3)中的Al即为 六次配位的铝，莫来石(3Al2O32SiO2)中的铝一半为四次配位，一半为六次配 位。铝的离子半径小，电荷较高，极化能力也强，与氧结合的Al- O键强度较高。 铝属于轻金属，也属于化学活动性较高的两性金属。它与一些非金属B、Si、P、 As、O、S、Se、Te以及卤族元素在受热时都可发生反应，生成三价化合物；它 与酸和碱均发生反应生成氢气；铝与氧易发生强

3、烈反应并且释放出大量的热，所以 铝是较强的还原剂，它可以把很多金属氧化还原出金属单质，例如Cr、Si等，这 种方法也常称为铝热法。铝是地壳中丰度处于第三高的位置，它的存在形式主要有两类，一类是氧化铝（和 含水氧化铝），一类是铝硅酸盐。尚有少量以硫酸盐复盐形式存在的矶类，分述如 下：氧化铝存在三种主要变体，分别为a-Al2O3、B-Al2O3、Y-Al2O3。前者在自然 界以刚玉的形式存在，后两者是制备AI2O3过程中的人工产物。a-AI2O3即称为刚玉，它是最致密、最稳定的变体a-氧化铝是氢氧化铝和含水 氧化铝在高温下的烧成产物，温度越高，生成的a-氧化铝就越多 1980C以上的 高温可以获得

4、几乎100%的a-氧化铝a-氧化铝（即刚玉）是莫氏硬度为9的高 硬度材料，它可以作优良的磨具材料，虽然它的硬度不如金刚石和碳化硅，但它的 韧性好，可用作金属研磨a-氧化铝的熔点高，为2045C，因此也可作为耐火材 料，如含锆的电熔锆刚玉以及合成高纯莫来石等都是窑炉不可缺少的耐火材料。a-氧化铝的比重较大，为3.94-4.20，因此刚玉球或高铝球又是球磨机的高级磨 料，远较二氧化硅（比重为2.6 -2.9 ）球石研磨效率高a-AI2O3的化学性质也 相对惰性，它不溶于水，不溶于一般酸、碱，只微溶于强酸和强碱，但能被氢氟酸 和硫酸氢钾浸蚀。B-氧化铝是含有极少量碱金属的氧化铝，属于六方晶系，比重低

5、于刚玉，为3.32 - 3.69，莫氏硬度也较低，为5.5 - 6.0a-AI2O3在1500 -1800C并有碱 金属成份存在的条件下可转变为P-AI2O3，它也只有在AI2O3熔体极缓慢冷却下 才形成，而且仅在高温下才稳定。它的最大特点是具有很大的离子导电能力，是固 体电池的理想材料。.Y-氧化铝是人工制备的产物，它是氢氧化铝在低温下（450OC ）生成的变体，它也 可由一水软铝石和三水软铝石在950C附近加热生成，这种变体在1000C以上加 热就要转变成a-Al2O3。通常的工业氧化铝即属于Y-AI2O3，这种氧化铝的最大 特点是活性强，因此适用于制备陶瓷和色料等Y-氧化铝属于四方晶系（

6、假等轴晶 系），比重为3.42 3.62，硬度也低于a-AI2O3。这种白色松散的结晶粉末也是 由粒度小于0.1pm的晶体组成的多孔球形体，球形体的平均粒径为4070pm, 它的AI2O3含量大于98%。含水氧化铝在自然界的主要产出形式是铝土矿，它是一种无塑性的类似粘土的矿石。 铝土矿的主要矿物组成是一水硬铝石（AIOOH ）、一水软铝石（AIOOH ）和三水 软铝石AI（OH）3。杂质矿物种类较多，有高岭石、石英、赤铁矿、针铁矿、 金红石、方解石、电气石、锆英石、绿泥石和有机物等。铝土矿一般分为两种：一 种是一水型的铝土矿，主要是由一水硬铝石和（或）一水软铝石组成；另一种是三 水型的铝土矿，

7、主要由三水软铝石组成。一水型的铝土矿多属沉积矿床，热液型与 变质型较少，多产于我国北方地区。三水型铝土矿主要是在表生条件下，由长石等 铝硅酸盐矿物经风化、水解生成的。热带与亚热带气候有利于三水铝石的生成，多 产于我国福建、广东、海南地区的红土分布区。我国根据铝土矿中的AI2O3含量以及杂质含量将铝土矿分为三级：A级 AI2O3270%, B 级 AI2O360%70% , C 级 AI2O350% 60%。由于铝土矿中 的Fe2O3、TiO2含量较多，烧成白度低，故在陶瓷工业直接用铝土矿原矿者很少， 笔者曾将含70%AI2O3的B级铝土矿用于利用钒钛矿渣生产黑色抛光砖，获得了 成功。利用它的高

8、耐火性解决了钒钛矿渣容易起泡的技术难题。在陶瓷工业，通常 利用铝土矿制备匣钵、耐火窑具和筑炉材料，使用前这些铝土矿都要经过预先煅烧， 煅烧温度通常要高于制品的烧成温度。不管是陶瓷坯体，还是釉料与微晶玻璃，其氧化铝的主要来源除了工业氧化铝以外， 主要是从一些铝硅酸盐的矿产中获得，这些矿产包括：高岭土、蜡石矿、瓷土、膨 润土、钠长石矿（将在Na章节述及）、钾长石矿（将在K节述及）、霞石正长 岩，现将前四种铝硅酸盐分述如下：高岭土主要是由高岭石类的矿物组成，这类矿物包括：高岭石、地开石、珍珠陶土、 偏埃洛石，其中以高岭石为主。它们的晶体化学式相同，为Al4 Si4O10 （OH）8 ；它们的理论化学

9、组成为：SiO246.54% ; AI2O339.5% ; H2O 13.96%。 高岭土越纯，它的AI2O3含量就越接近理论值。高岭石是自然界分布最广的矿物之一，它主要是由富含铝硅酸盐（如长石、云母等） 的岩浆岩和变质岩，在酸性介质的环境里，经风化淋滤作用或低温热液交代作用， 同时释放并带走Na +、K+等碱质后生成的。高岭土的地质产状分为三类：一类是 原生风化残积型（即所谓的一次高岭土）；一类是风化、搬运、沉积型（即所谓的 二次高岭土）；一类是所谓低温热液蚀变型高岭土。在一般情况下，一次原生残积 高岭土的颗粒较粗，塑性较差一些；风化、搬运、沉积型二次高岭土由于经过水体 或风力的搬运分选，使

10、聚集沉积在水盆地底部的高岭土矿物颗粒度细，再加上常常 含有植物等有机物，故它的塑性较好，矿体本身的颜色也较深，甚至呈黑色。南方 的黑泥和北方的煤层中的紫木节土就属于此类矿床类型。高岭土最重要的性能是它的可塑性，现今传统陶瓷坯体的成形强度主要就是靠高岭 土的可塑性。高岭土的可塑性来源于它的两种性能：第一是它极细的粒度，大小接 近胶体范围，多小于0.5pm；第二是它呈六方鳞片状，且鳞片的表面带负电荷， 而鳞片的边缘在较宽的pH值范围内带净正电荷。故它们平行地相互结合在一起， 在较大范围内滑动时也不致失去这种结合力，这就是可塑性的主要原因。高岭土矿 多为土状或致密块状，易于捏碎，并有滑感。土状高岭土

11、加水后会有膨胀散开的特 点，但它的膨胀散开的程度低于膨润土。比重为2.16-2.80，土状高岭土的莫氏 硬度为1,致密块状的高岭土莫氏硬度为2。高岭土矿物在加热过程中发生如下反应：该反应是传统陶瓷的基本反应，它有三个特点：第一是反应前后的体积收缩大，按 矿物的克分子体积计算，这种体积收缩达20%以上，这个反应对于解释传统陶瓷 一般收缩较大具有重要指导意义；第二是反应前的高岭石的Al为四次配位，结合 强度高，不易被酸碱侵蚀，当它反应生成莫来石后，莫来石中的一半的Al转为六 次配位，成为带有不饱和键的离子，因此它的抗酸性、抗碱性下降；第三是1200C 以上莫来石生成量才能大为增多。针状莫来石的生成

12、对于坯体强度的增加、赋予坯 体较高的机械强度有重要意义。还值得指出，高岭土在600C左右加热生成的偏高岭土，其中的SiO2与A12O3 的反应活性增强，可与CaO、MgO以及硅灰石、透辉石反应生成新的矿物相，并 形成较低温度的共熔物(玻璃相)。这样的反应是一些含CaO、MgO的矿物，如 硅灰石、透辉石、石灰石、菱镁矿、滑石等，实现低温快速烧成的主要理论基础， 这些将在Ca章节述及。最后需要补充的是高岭土矿物的鉴定方法。高岭土可靠的鉴定方法是差热分析与X 射线衍射分析。在高岭土的差热曲线中，600C左右有一特征明显的吸热谷，980C 左右有一特征放热峰；在高岭土的X射线衍射曲线中，在d=7Ao、

13、3.5Ao、1.75Ao处有明显的衍射峰。叶蜡石的理论化学式为A12 Si4O10 (OH)2。从晶体结构与化学式可以看出，叶蜡石的SiO2含量高于高岭石，为66.7% ; A12O3含量低于高岭石，为28.3% ; 叶蜡石的含H2O量在所有含水的铝硅酸盐中是最低的，为5%。叶蜡石属单斜晶系，晶体少见，多为鳞片状或隐晶致密的块状，有时呈放射叶片状 集合体。晶体呈玻璃光泽，致密块体呈油脂蜡状光泽，解理面呈珍珠光泽，比重 2.65 -2.90，莫氏硬度1 2。叶蜡石在加热过程中伴随有两种过程，一是脱水过 程，它自550C开始缓慢脱水，到900C左右，5%的结构水完全脱去；另一是体 积膨胀过程，75

14、0C之前缓慢膨胀，从750C起膨胀量加大，直至900C左右结束， 1100C开始又稍微膨胀。在叶蜡石的差热曲线中，在600700C之间有个较为 平缓的吸热谷，并在800900C之间有一不明显的吸热台阶，在11201150C, 出现较为明显的放热峰。吸热过程表明它失去结构水，放热过程表明叶蜡石反应生 成了莫来石和方石英（见式2）:由叶蜡石、莫来石、方石英的克分子体积数值计算表明，叶蜡石在加热过程中，不 仅没有像高岭石那样发生较大的体积收缩，反而略有膨胀（2%）。这是叶蜡石难 得的工艺性能，它可以制备烧成收缩小的陶瓷坯体。此外，叶蜡石还可以使陶瓷坯 体的烧成范围加宽，增加坯体烧成强度，减少烧裂、翘

15、曲变形，减低湿膨胀等；同 时由于它的硬度较小，还能减少压制模具的磨损。由式（2）还可以看出，由于叶 蜡石的二氧化硅含量较高（相对于高岭石），它生成的方石英也较多，因此它对陶 瓷坯体的热稳定性不利，抗热冲击性能较差。同时由于上下烧成温度差异造成坯体 表层与底层生成的方石英的量不同，也是陶瓷坯体产生后期反弹的重要因素。叶蜡 石的耐火度较高，为1710 1770C，因此它也可用于制造特殊的耐火材料，这种 耐火材料的线膨胀系数变化小，热稳定性高、体积密度小、热导率低、承载性能优 良。叶蜡石矿基本上是富铝岩石受热液蚀变作用的产物，我国福建寿山、浙江青田等地 的叶蜡石，系由白垩纪的流纹岩和流纹质凝灰岩经热

16、液蚀变作用生成的。产于富铝 结晶片岩中的叶蜡石，可能是由富含粘土矿物的沉积物在高温条件下变质生成的。 瓷土，有时也称瓷石，它是一种属于粘土类的矿石，也是多种矿物成分组成的岩石。 其中主要矿物组成是伊利石或绢云母一类的水云母矿物和石英、长石、高岭石等。 需要指明的是，伊利石或绢云母都不是严格矿物学意义上的矿物，它们都是水白云 母类的矿物，或者说是白云母到高岭石风化的中间过渡种类。因此，无论是伊利石， 还是绢云母，它们的化学成分介于高岭石和白云母之间，并且靠白云母更近一些。 它们的理论化学式：K1-x(H2O)x Al2 AlSi3O10 (OH)2-x(H2O)x )，从化学 式可以看出，伊利石

17、和绢云母的K2O成分较白云母低一些，但远多于高岭石；它 们的H2O含量较白云母多一些，但也远低于高岭石。严格地说，伊利石与绢云母 也略有不同，伊利石的K2O含量比绢云母稍低一些，水含量稍多一些，蚀变程度 比绢云母稍强一些。主要由伊利石组成的瓷土不多，河北省邢台市章村产的瓷土主要是伊利石组成，其 次是石英、钠长石、白云母。绢云母、石英、高岭石组成的瓷石则相对较多，地质 上定名的绢英岩就是瓷石，例如江西南港瓷石、山东博山大青土、安徽祁门瓷石、 江西三宝蓬瓷石都属此类。顾名思义，瓷土或瓷石是可以单独成瓷的，这表现在两个方面：一是它有一定的可 塑性，含伊利石或绢云母较多的瓷土或瓷石至少可以满足自成形需

18、要，不过它的塑 性要远差于高岭土和蒙脱石。另一方面，它的烧结温度较低，在1100 1150C条 件下可以烧结成瓷，这是与高岭石、蒙脱石的不同之处。与高岭土、蒙脱石的不同 还在于它的干燥收缩相对较小，吸水膨胀较小，干燥强度较小，烧成收缩也较小。 伊利石的成因主要是长石、白云母矿物的风化作用，特别是在K+离子存在的条件 下；次要的成因是蒙脱石类矿物受含K+离子的交代、蚀变作用。地质产状为风化 沉积型和低温热液蚀变型。我国有名的较纯伊利石产自河北省邢台市章村，该矿主 要是伊利石矿物，其次有钠长石、白云母、石英；江西省南港产的瓷石主要由石英、 绢云母、高岭石组成。此外，还须指出，还有一些伊利石、绢云母

19、类的矿物存在于 我国广泛分布的紫页岩、紫砂类的瓷土中，这种瓷土除了含伊利石、绢云母、石英 之外，尚有具有可塑性强的高岭石、蒙脱石、绿泥石(含铁的层状硅酸盐)。鉴定伊利石、绢云母之类的水云母矿物最有效的方法是X射线衍射方法。在它的 X射线衍射曲线中，d = 10Ao、5Ao、3.33Ao附近有较强的衍射峰，且衍射峰比较弥散。膨润土又名斑脱土或微晶高岭土，它的主要组成矿物为蒙脱石。蒙脱石属于层状硅 酸盐，它也是与叶蜡石、伊利石相类似的由2:1型单元结构组成的，即由两层硅氧 四面体层中间夹一层铝氧(氢氧)八面体层组成的。它与叶蜡石的不同之处在于：(1) 硅氧四面体的硅被少于1/3的铝所替代；(2)

20、八面体中的铝常被低价的阳离子如Mg2 +、Ca2+所替代；(3) 在单元结构层之间有较多的H2O分子存在，这是蒙脱石遇水膨胀的内在原 因，这种膨胀可达到原来体积的5 19倍。在一定条件下，单元结构层之间还可 容纳更大的有机分子，致使膨胀倍数达到30倍以上；(4) 四面体层与八面体层阳离子替代的结果，使单元结构层产生多余的负电荷 (约有-0.66单位电荷)。为了平衡此种多余负电荷，在单元结构层中间，除了有水分子存在外，尚有较大半径的阳离子Na+、Ca2+等存在。这种平衡阳离子的存 在又是蒙脱石具有离子交换性质的内在原因。膨润土与伊利石的差异主要在于：(1)单元层间距离较大，常在13.0 13.5

21、Ao范围，伊利石单元层间距为10Ao 左右；(2 )层间有Na+、Ca2+等阳离子，而少有伊利石那样的K+离子；(3) 层间的水分子多于伊利石；(4) 蒙脱石具有遇水膨胀性，而伊利石则没有这种膨胀性。蒙脱石的化学成分比较复杂，理论化学式近似为(Na,1/2 Ca)x(H2O)4(Al2-xMgx)Si4O10 (OH)2。从我国的膨润土的化学成分统计来看，蒙脱石的AI2O3含量 约为16.5% , SiO2含量约为51% , H2O含量约为23%。多含CaO和MgO，此 时称钙镁膨润土。不同交换阳离子的膨润土的性能各具不同特点，也就产生不同的 用途。例如锂膨润土常用作润滑剂，氢基膨润土(也称酸

22、性膨润土)用作漂白剂。 蒙脱石除了具有吸水多、膨胀大等特点外，它的另夕卜独有的特点是它的颗粒度极细， 大都小于0.5pm,可塑性极强，干燥后的强度也很大，利用它的这种性能，可以 将它用作陶瓷坯体的补强剂、增塑剂。但膨润土的干燥收缩太大，用量太多会在干 燥及烧成过程中产生开裂。此外，膨润土常有一定量的Fe、Ti杂质，烧后白度较 低，这也是它不能大量使用的原因之一。随着我国优质高岭土资源逐渐消耗，可塑 性粘土的短缺问题迟早要到来，因此，用少量的膨润土替代或部分替代高岭土应该 是解决原料短缺问题的途径之一。蒙脱石还有一个重要特点是它的触变性、增稠性，这种性能有时对釉浆或泥浆的悬 浮性非常有利，不会发

23、生沉淀现象。但对于注浆成形的卫生瓷生产则是非常不利， 因为触变性太大的泥浆容易凝固在泥浆管道中，造成输送困难。在膨润土的差热曲线中，100 300C是层间水脱除的明显吸热谷；600C的吸热 谷是结构水的逸出；900C的吸热谷对应于蒙脱石的结构破坏；1000C后的放热 效应是对应莫来石新相的生成。一般来说，膨润土的烧结温度高于伊利石而低于高 岭石。还需指出，在制备渗花抛光砖时，要避免引入膨润土，因为它遇到渗透液会发生膨 胀，进而阻止渗透液向下渗透。其实，在制备渗花抛光砖时，使用高岭土也不能过 多，因为高岭土遇渗透液也稍有膨胀，也会阻止渗透液的顺利向下渗透。此外，压 制成形时的比压力也不应太大，否

24、则易造成坯体反弹。膨润土主要是火山岩在碱性环境中风化而形成的。我国具有工业价值的膨润土多产 于我国东部的中生代火山岩系中，储量丰富、质地较纯。如辽宁、吉林、黑龙江、 河北、河南、山东、浙江、福建等地均有产出。鉴定膨润土的有效手段主要靠它的 加水膨胀性、化学分析、差热分析和X射线衍射分析。在膨润土的X射线衍射曲 线中，最为特征的是它在d = 14.5 15.5Ao处的明显的衍射，如将其用乙二醇处 理时则衍射峰移至到17 18Ao处。氧化铝可明显提高陶瓷坯体的烧成温度，在陶瓷常规原料中，它是提高坯体烧成温 度最有效的组份，这与氧化铝本身的高熔点（达20451）有关。氧化铝成分将明显降低陶瓷坯体的热

25、膨胀系数。这与氧化铝在陶瓷坯体中的存在状 态有关，氧化铝在陶瓷坯体中的存在状态主要有两种：一种是莫来石，它的线膨胀 系数较小，为4.5x10-6/C ；种是长石类，钙长石的线膨胀系数为6.36x10- 6/C;钠长石的线膨胀系数为7.4x10-6/C ；钾长石的线膨胀系数为7.5x10- 6/C,均较小。所以在陶瓷坯体中增加氧化铝含量将降低陶瓷坯体的热膨胀系数， 特别是当氧化铝生成莫来石时，其降低热膨胀系数的作用更为明显。如前所述，氧化铝在陶瓷坯体中的存在形式为莫来石和长石。莫来石的存在有利于 提高坯体的韧性，这与针状莫来石的晶形关系很大，针状莫来石有利于形成交织连 锁结构。长石的存在有利于含

26、Al玻璃相的生成，含Al玻璃相的弹性模量要高于含 Si玻璃相，这也是导致氧化铝陶瓷坯体韧性高的原因。要解决陶瓷坯体，特别是 抛光砖等瓷质坯体的脆性问题，增加氧化铝含量是最佳的选择。此外，氧化铝的加 入，还有利于坯体硬度的提高，因为无论是莫来石，还是长石，它们的莫氏硬度均 在6.08.0范围。氧化铝在陶瓷坯体中的存在形式不同，将对陶瓷坯体的透明度产生不同的影响。当 以莫来石形式存在时，由于莫来石的折光率（1.64 1.65 ）相对玻璃相（正常为 1.50 1.55 ）较高，再加上此时的玻璃相也较少，将对透明度产生不利的影响。当 以长石形式存在时，由于长石的存在会导致陶瓷坯体（特别是较高温度烧成的

27、陶瓷 坯体）的玻璃相增加，而且长石的折光率为1.52 1.59，与玻璃相的折光率（1.50-1.55 ）相近，故对陶瓷坯体的透明度将产生有利的影响。因此可以认为， 氧化铝或粘土矿物（高岭石等）加入陶瓷坯体中将使坯体，特别是瓷质坯体透明度 变差，而以长石的形式加入到陶瓷坯体中，将使瓷质坯体的透明度趋好。氧化铝对陶瓷坯体的耐水性、耐酸性、耐碱性来说，都有有利的作用。因为无论是 以莫来石，还是长石形式存在，氧化铝都有优良的耐水、耐酸性。对耐热碱的极端 腐蚀性，氧化铝的作用尚不明确，目前尚无统一的观点，但能满足常规陶瓷坯体的 耐碱性要求。提高陶瓷坯体中氧化铝的含量，会大大拓宽陶瓷坯体的烧成范围，因为含

28、氧化铝的 玻璃相粘度较大，坯体在高温下不易变形。当然，这需要陶瓷坯体不能含有大量速 熔性的Ca2+、Mg2+、Na+的存在（特别是Ca2+），这些元素的存在将大大降 低玻璃相的高温粘度。在釉料及微晶玻璃的玻璃相中，铝氧四面体与硅氧四面体的大小相近，因此，Al 也是玻璃网络的形成体，Al2O3在玻璃中可部分置换硅。只有当碱质含量低、 Al2O3含量高时，少量的Al才可能有六次配位，成为网络改性体。但在所研究的 釉料及微晶玻璃的绝大多数成分范围内，这种情况极为少见。只有在高耐磨釉料中， 釉中的Al才有以六次配位形式出现，但那是晶态a-Al2O3 （刚玉），而非玻璃态。 在一般情况下，氧化铝可以明显

29、提高釉料及微晶玻璃的始熔温度与熔化温度，这与 对陶瓷坯体的作用一致。一次烧成的釉料与微晶玻璃希望始熔温度高一些，以使釉 料及微晶玻璃在熔合封闭之前，有足够的加热时间将坯体中的粘土矿物与碳酸盐的 水气、CO2气体等能够顺畅排出。这对一次烧成釉料，特别是一次烧成的透明熔 块、锆白熔块、无光釉熔块非常重要。当然，提高始熔温度的成分除Al2O3外，还 有CaO、MgO等，但氧化铝提高始熔温度是最为明显、有效的。Al既是与Si相容的、对称的网络形成体，又是与Si-O键强相近的与氧键合的元 素，因此，与SiO2 样，Al2O3也能大幅度提高釉料及微晶玻璃的粘度。Al2O3 提高粘度的作用也比较突出，但与S

30、iO2相比，效果要相对差一些，因为引入 Al2O3进入Si-O网络时，还要有阳离子平衡由于Al3+替代Si4+所致的多余的负 电荷。在几乎所有的元素中，氧化铝赋予釉料及微晶玻璃的表面张力最高，远远强于 SiO2。当然，除了氧化铝之外，氧化镁与氧化钙也能够提高组分的表面张力。 氧化铝对釉料及微晶玻璃的析晶与分相影响有三种情况：第一，对于透明釉、透明 玻璃粒料来说，氧化铝是有效的稳定剂。也就是说，氧化铝有利于保持透明釉、透 明玻璃不析晶。第二，对于以辉石相、钡长石相、尖晶石相、堇青石相为微晶相的 微晶玻璃来说，氧化铝是组成这些微晶相的必要成分；而对以硅灰石为微晶相的微 晶玻璃来说，氧化铝是抑制硅灰

31、石析晶的成分，如果没有氧化铝，硅灰石则析晶过 快，致使气体不能排出，表面也会不能熔平而呈颗粒状。第三，氧化铝可以控制锆 白釉及铜红微晶析晶的大小，避免因析晶颗粒尺寸过大而造成锆白釉白度降低，或 使铜红微晶玻璃发生瓷化”。与硅一样，氧化铝也可降低釉料及微晶玻璃的热膨胀系数，但硅对降低热膨胀的作 用要更为稳定和明显。与对坯体的耐化学腐蚀性影响一样，总的来说，氧化铝对提高釉料与微晶玻璃的耐 化学腐蚀性是有利的。对于釉面耐水性和耐酸性非常有利，特别是当氧化铝含量不 高时更是如此。至于耐碱性，虽然氧化铝对提高釉面的耐碱性也有效果，但应该不 大。氧化铝可增加釉料及微晶玻璃的弹性模量，其计算的特征系数值相当于氧化硅的两 倍，这对于提高釉料及微晶玻璃的机械强度，特别是提高抗张强度、抗冲击强度非 常有效。但对提高釉料表面的硬度，氧化铝的作用不大，远小于氧化硅的作用，甚 至低于氧化镁、氧化锌、氧化硼等。需要提醒的是，如果在釉料中加入硬度较高的 a-Al2O3 （刚玉），并且在烧成过程中不完全熔解于釉料时，这将大大提高釉的 硬度与耐磨性。部分仿古砖釉料的高硬度、高耐磨性的表面就是通过这种方法获得 的。