釉是覆盖在陶瓷制品表面的无色或有色的玻璃质薄层，是用矿物原料和化工原料按一定比例配合经过研磨制成釉浆，施于坯体表面，经一定温度煅烧而成。本文讲述釉的各类性质。

一、釉的化学性质

釉的化学性质直接影响坯与釉之间的反应及釉面形成状态。

釉的化学组成应与坯体的化学组成既要接近，但又要保持适当的差别。这样，釉与坯体在高温下相互作用，使釉中的组分，特别是碱性氧化物和坯体充分反应而渗入坯体；同时也促进坯体中的成分进入釉层，形成晶体。

釉在坯体表面熔融过程中，会发生一系列物理和化学变化。其中包括：

①釉本身的物化反应，如制釉原料脱水、分解、氧化、熔融等。

②釉与坯接触处的物化反应。釉料中某些组分渗入坯体，坯体中成分与釉料反应，形成坯釉中间层。一般坯釉中间层从坯体中引入SiO2、Al2O3等成分，而从釉内引入RO和R2O等成分。坯釉中间层的化学组成和性质介于坯釉之间，并逐渐由坯过渡到釉，无明显界限。

为了获得良好的坯釉中间层，在坯体酸性较高的情况下，即SiO2/RO的摩尔比高，则应该采用中等酸性的釉料；如果坯体的酸性弱，则釉应该是接近中性或弱碱性。否则由于两者之间化学性质相差过大，由于作用强烈，会使釉被坯体吸收，出现“干釉”现象。

二、釉的熔融特性

1、熔融温度范围

概念：釉的熔融温度范围指始熔融到完全熔融之间的温度范围。始熔融温度指釉的软化变形点，称为熔融温度的下限；釉的完全熔融温度，称为熔融温度上限(流动温度)。釉的烧成温度在熔融温度范围内选取，一般选釉充分熔化并在坯上铺展成为平整光滑的釉面时的温度。

影响釉熔融温度范围的因素

主要与釉的化学组成、细度、混合均匀程度、烧成温度、烧成时间等有关。

①组成对釉熔融温度范围的影响主要取决于釉式中的SiO2、Al2O3和碱组分的含量和配比以及碱组分的种类。其中以熔剂的种类和配比影响最大。

助熔剂在瓷釉中的作用能力有如下关系：

1molCaO相当于1/6molK2O

1molCaO相当于1/2molZnO

1molCaO相当于1/6molNa2O

1molCaO相当于1molBaO

Al2O3的含量增加，釉的熔融温度和粘度增加。SiO2也是釉中重要的组分，含量也最多，其主要作用是调节釉的熔融温度和粘度。SiO2的含量愈多，釉的烧成温度愈高。

②釉料的颗粒细，混合得均匀，其熔融温度和始熔融温度都相应越低。

③烧成时如温度不足或时间不足，则釉层熔融不良，光泽差，坯釉中间层形成不良；相反温度超过釉的成熟温度范围，会使坯料过多地熔入釉料，而使釉的膨胀系数小于坯，能使釉层产生剥釉现象，严重时使釉沸腾，造成釉泡、流釉或某些组分的挥发等缺陷。

釉的熔融温度的获得：

把釉料制成3mm高的小圆柱体，用高温显微镜观察，当其受热至棱角变圆时的温度为始熔温度；当软化至与底盘面形成半球时的温度为熔融温度；其高度降至1/2半球高度时的温度称为流动点，亦称为釉的成熟温度（烧成温度）。

2、釉熔体的高温粘度、表面张力、润湿性

釉熔体能否在坯体表面平滑的铺展，与其粘度、表面张力和润湿性有关。

①粘度。在成熟温度下，釉的粘度过小，流动性大，则容易造成流釉、堆釉及干釉等缺陷；釉的粘度过大，流动性差，则容易引起橘釉、针眼、釉面不平滑、光泽不好等缺陷。流动性适当的釉，不仅能填补坯体表面的一些凹坑，而且还有利于釉与坯之间的相互结合，生成中间层。

影响釉粘度的最重要因素：釉的组成和烧成温度。

a）碱金属氧化物会降低釉的粘度。当釉中O/Si比值做高时，粘度按Li2O-Na2O-K2O的顺序递减，由于R2O含量较多，硅氧四面体之间主要靠R-O键力相连，而Li-O键力最大。但当釉中O/Si比值很小时，SiO2含量较多，硅氧四面体之间键力起主要作用，Li+的极化力最大，减弱Si-O-Si键的作用最大，故粘度按Li2O-Na2O-K2O的顺序递增。

b）碱土金属氧化物对粘度的影响较复杂。在无硼或无铅釉中，一方面由于RO极化能力强，使氧离子变形、大型四面体群解聚而降低粘度，在高温下这个效果是主要的；由于碱士金属阳离子为二价，离子半径不大，键力较碱金属离子大，可将小型四面体群的氧离子吸引到自己周围，在低温下使粘度增大。不同温度下极化能力与离子半径对粘度的影响是不同的：CaO、MgO、ZnO、PbO、BeO在高温下会减少釉的粘度(如引入10~15%CaO会迅速使釉的粘度在1000℃时降至最小，ZnO会降低900℃时釉的粘度)，在低温下却增大其粘度，但ZnO、BeO、PbO对釉料冷却时粘度的增加速度影响较小。

c）三价及高价氧化物，如Al2O3、SiO2、TiO2等都会提高釉的粘度。

②表面张力。釉的表面张力对釉的外观质量影响很大。表面张力过大，阻碍气体排除和熔体均化，在高温时对坯的润湿性不利，容易造成“缩釉”(滚釉)缺陷；表面张力过小，则容易造成“流釉”（当釉的粘度也很小时，情况更严重），并使釉面小气泡破裂时所形成的针孔难以弥合。

各种氧化物对釉料表面张力的影响也是各不相同的。根据氧化物对硅酸盐玻璃态溶体表面张力的影响将其分为三类：

a）表面非活性的氧化物

如Al2O3、V2O3、Li2O、CaO等及一些稀土元素氧化物(La2O3、Nd2O3等)，它们会提高釉料的表面张力。

b）中间态氧化物

如P2O5、B2O3、K2O、Bi2O3、PbO、Sb2O5等，若引入量较多，往往会降低硅酸盐熔体的表面张力。

c）表面活性氧化物

如MoO3、CrO3、WO3、V2O5等引入量不多也会降低表面张力。

含第2、3类氧化物的熔体不能用加和性公式求计算表面张力。釉组成氧化物阳离子半径大小对硅酸盐熔体表面张力的影响，得知其规律为：熔体的表面张力随碱金属及碱土金属离子半径的增大而减少，随过渡金属离子半径的减少而降低。

③润湿性。釉熔体对坯体的润湿性可以用釉熔体与坯体的接触角来表示。其测定方法可将干釉制成直径10mm、高10mm的圆柱形试样，置于坯体上，烧后测定其接触边角，以此来判别它的润湿性。

三、釉的机械强度和硬度

机械强度也是釉的重要性质。通常釉抵抗张应力的能力比抵抗压应力能力小许多倍，因此，必须使釉受压应力而不受张应力。可以通过调整坯釉的膨胀系数来达到(σ釉<σ坯)。

釉的抗张强度为110~350MPa，抗压强度为400~700MPa。

划痕硬度就是釉面能否承受经常磨刻而不致出现刻痕的一种性能。为了提高划痕硬度，釉成分可以作如下调整：

①减少B2O3的含量。

②用Li2O置换部分K2O，用Li2O和BeO置换Na2O。

③用ZnO、BaO及MgO置换PbO。

此外，适当的B2O3含量以及增加Al2O3、BeO、MgO都对划痕硬度有利。

釉面硬度一般采用莫氏硬度和显微硬度（维氏硬度）来表示。

瓷器釉面的硬度为：莫氏硬度7~8，维氏硬度520~750kgf/mm2。

四、釉的化学稳定性

在使用过程中，施釉的陶瓷制品常和水、酸液或碱液接触。釉的表面不同程度地和这些介质发生离子交换、溶解或吸附效应，结果降低釉面光泽，甚至溶出釉中的一些阳离子。因此，设计合适的釉的组成以提高其化学稳定性十分重要。可以适当的引入B2O3制成无铅熔块，可使釉的化学稳定性增强；此外，氧化铝、氧化锌会提高釉的耐碱性，氧化钙、氧化镁、氧化钡能有效地提高釉的化学稳定性，含大量的锆的釉特别耐酸和碱的侵蚀。

五、釉的热膨胀性

釉的热膨胀性用一定温度范围内的长度膨胀率或线膨胀系数来表示。

釉层受热膨胀是温度升高时，构成釉层网络质点热振动的振幅增大，导致它们的间距增大所致。这种出于热振动而引起的膨胀，其大小决定于离子间的键力，键力愈大则热膨胀愈小，反之也是如此。

釉的膨胀系数和其组成关系密切。SiO2是釉的网络生成体，含量高则釉结构紧密，热膨胀小；含碱的硅酸盐釉料中，引入的碱金属与碱土金属离子削弱了Si-O链或打断了Si-O键，使釉的热膨胀增大。一般说来，碱金属离子对釉膨胀系数的影响程度还超过碱土金属离子。

六、釉的弹性

弹性表征着材料的应力与应变的关系。弹性大的材料抵抗变形的能力强。对于釉来说，它是能否消除釉层因出现应力而引起缺陷的重要因素。通常用弹性模量来表示材料的弹性，它与弹性呈倒数关系。釉层的弹性与其内部组成单元之间的键强直接有关，主要受下列四方面影响。

1、釉料的组成

当釉中引入离子半径较大、电荷较低的金属氧化物(如Na2O、K2O、BaO、SrO等)往往会降低釉的弹性模量；若引入离子半径小、极化能力强的金属氧化物(如Li2O、BeO、MgO、Al2O3、TiO2、ZrO2等)则会提高釉的弹性模量。这和釉分子体积缩小有关。

在碱-硼-硅系统釉料中，若碱金属氧化物含量固定，以B2O3代替SiO2后，形成的[BO4]和[SiO4]四面体组成紧密的网络，使釉的弹性模量升高。但B2O3增加至一定数量(15~17％)后，增加的B2O3会形成[BO3]三角体，结构松散，受力后易变形，弹性模量也就降低。这就是硼酸的反常现象。

2、釉料的析晶

冷却时析出晶体的釉(如乳浊釉，溶析釉，结晶釉等)，其弹性模量的变化取决于晶体的尺寸与分布的均匀程度。若晶体尺寸为<0.25μm，而且分布均匀，则会提高釉的弹性。反之，若晶体尺寸大，而且大小相差悬殊，则会显著降低釉的弹性。

3、温度的影响

一般来说，釉的弹性会随温度升高而降低，主要是由于釉中离子间距因受热膨胀而增大，使离子间相互作用力减弱，弹性便相应降低。

4、釉层厚度

实际测定弹性模量的结果表明，釉层愈薄弹性愈大。

七、釉的光学性质

1、光泽度

光泽度就是镜面反射方向光线的强度占全部反射光线强度的比例系数。

我国国标规定，测定釉面光泽度时，用黑色平板玻璃作为标准板。釉面对黑玻璃平板的相对反射率（釉面反光量与黑玻璃反光量之比）即为釉面的光泽度，用百分比表示。

釉的光泽与其折射率有直接的关系。折射率愈大，釉面的光泽愈强，因为高折射率使镜面方向的反射分量增多。而折射率与釉层的密度成正比，TiO2能强烈地提高釉的光泽度。

凡能剧烈降低熔体表面张力、增加熔体高温流动性的成分，有助于形成平滑的镜面，从而提高其光泽；表面活性较大，具有变价阳离子的晶体也能改善釉面的平滑度与光泽度。

急冷会使釉面光泽增大，这是急冷时釉层不会失透和析晶的缘故，并不是由于折射率的影响。

2、白度

对于日用瓷、卫生瓷和釉面砖，白度是评价其外观性能的重要指标。对于高级日用细瓷，白度要求达到70%以上，而一般细瓷则要求达到65%以上。

影响白度的因素主要有以下几方面：

第一，坯釉的化学组成。着色氧化物的含量高，则白度低。一般说来，如果着色氧化物的含量小于0.5%，则白度能达到80%左右。

第二，烧成气氛的影响。原料中如果Fe2O3含量多而TiO2少，用还原气氛烧成会使白度增加。反之，原料中Fe2O3含量少而TiO2多，则用氧化气氛烧成会使白度增加。

八、釉的介电性质

使用于高压及高频条件下的陶瓷器件，如电瓷，装置瓷及薄膜电路基片等表面上都施有釉层。所以釉层的电气性能有一定的要求。

釉的电气性能主要决定于釉的表面状态、化学组成和显微结构这些釉层本身的因素，另外也和使用时的外在条件(如温度、湿度、天气中的盐类)密切有关。

常温下，釉中的硅氧网络或硼氧网络在电流作用下没有迁移能力，釉层一般是绝缘的。但连续的[SiO4]和[BO3]网络若被Na+、K+所打断则电阻下降。即：在碱硅酸盐及碱-硼-硅酸盐釉料中，碱金属离子的迁移能力大，是电流的传递者，降低电阻的成分。

釉中常用金属氧化物阳离子迁移能力递减的顺序如下：

Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+

Be2+>Zn2+>Mg2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+

Al3+>Fe3+>Cr3+>B3+

Sn4+>Zr4+>Ti4+>Si4+

玻璃(釉)中一价离子迁移、导电能力受网络断裂程度、阳离子半径及其他阳离子的压制作用所制约。网络断开愈多，阳离子半径越小，一价离子愈易移动。

按照玻璃的规律，含两种碱金属离子的玻璃，它们可以互相阻塞移动的通道，所以其电阻率比只含一种碱金属氧化物时要大几十倍，这就是所谓混合碱效应。因此为了增加釉(玻璃)的电阻常引入二种甚至更多的碱金属氧比物。

普通电瓷釉的表面电阻率为10^10~10^13Ω·cm，甚至更高。为了改善高压绝缘子表面电场的分布，避免产生局部电弧、提离防污秽闪络特性及防止无线电干扰的能力。常在绝缘子表面局部或全部涂施半导体釉，其表面电阻率在10^6~10^8Ω·cm之间。这类釉料中加入一种或多种导电性的金属氧化物：Fe2O3、TiO2、Cr2O3、SnO2、Sb2O5等或非氧化物：SiC、MoSi2混合到釉料中配成电阻温度系数极小的半导体釉。