陶瓷釉面气泡缺陷的系统性解决方案：从根源分析到精准控

在陶瓷烧成过程中，釉面气泡、针孔等缺陷不仅影响产品美观度，更是制约产品质量提升的关键技术瓶颈。解决这一问题需要从原料、釉料、坯体到烧成的全链条系统性优化。

陶瓷釉面起泡、针孔等缺陷是困扰陶瓷行业高质量发展的关键技术难题。这些缺陷不仅影响产品美观度，更会降低陶瓷制品的耐久性、易洁性和使用性能，造成巨大的资源浪费和经济损失。

传统的缺陷分析往往陷入“头痛医头”的局限，未能从系统工程角度全面审视问题的本质。本文将构建一个贯穿原料、釉料、坯体、烧成的全链条分析框架，深入剖析釉面气泡产生的多重机理，并提出基于当前行业实践的综合性解决方案。

一、釉面缺陷的类型学分析与形成机理

1.1 缺陷分类与特征识别

根据气泡形成的位置和阶段，釉面缺陷可分为两大类型：坯泡和釉泡，二者在成因和表现上存在本质差异。

坯泡起源于坯体内部，可分为氧化泡（小米大小，直径1-2mm，釉层覆盖，不易用手摸破，断面呈灰色）和还原泡（过火泡，直径3-5mm，断面发黄）。前者多因氧化温度偏低、氧化气氛不足导致有机物分解不充分；后者则因还原阶段控制不当或烧成温度过高所致。

釉泡表现为细密小泡（＜0.5mm），鼓在釉层表面，易用手摸破，破后粘污成黑色小点。主要因沉积的碳素或分解物在釉熔融前未烧尽，被包在釉层表面形成。

1.2 多尺度形成机理分析

釉面气泡的形成是物理化学过程在多尺度上耦合的结果。在分子尺度，原料中的碳酸盐（如CaCO₃）、硫化物（如FeS₂）等杂质在加热过程中分解释放气体；在微观尺度，釉料的高温粘度、表面张力等性能决定了气体逸出和釉面修复的能力；在宏观尺度，烧成制度、窑炉气氛均匀性等则构成了气泡形成的外部环境。

特别需要指出的是，釉面缺陷 rarely 由单一因素引起，而是多个环节失守的最终表现。例如，当坯体入窑水分过高且预热不足时，水分急剧汽化产生的蒸汽压力可能冲破已部分熔融的釉层，形成不可修复的缺陷。

表：陶瓷釉面气泡形成的主要环节与关键因素

二、当前行业技术瓶颈与系统性解决方案

2.1 原料优化与预处理技术

煅烧氧化锌的精准应用是解决釉面气泡问题的关键创新路径之一。与普通氧化锌相比，煅烧氧化锌（经高温热处理）具有晶体结构稳定、杂质含量低、流动性好等优势，能有效降低釉料烧成收缩，减少气泡产生。

行业领先的做法是采用改性活性氧化锌，通过精准控制煅烧工艺，有效消除原料中的低温挥发物。煅烧氧化锌在釉中有较强的助熔作用，能够降低釉的膨胀系数，提高产品的热稳定性，同时能增加釉面的光泽与白度。这一工艺路径能显著改善釉料高温性能，从原料端降低釉面缺陷产生的内在风险。

在釉料配方设计中，煅烧氧化锌一般用量在5%～10%之间，作为熔剂使用可有效降低釉的膨胀系数。在艺术陶瓷结晶釉中，用量可高达20～30%，作为结晶剂生成美观的晶体花纹。

2.2 釉料配方的系统性优化

釉料配方需遵循“协同匹配”原则，即各组分之间、釉与坯之间、釉与烧成制度之间需形成良好互动。

始熔温度调控至关重要。釉料的始熔温度过低会阻碍气氛渗入到坯体中，从而推迟了坯体中的各种氧化还原反应的进行。当釉熔体封闭坯体后，这些反应所产生的气体容易使产品产生釉面针孔或气泡。一般建议将始熔温度提升至1100℃以上，为坯体分解气体留足排出时间。

高温粘度优化可通过调整釉料化学成分实现。釉料的高温粘度大，会使釉下层排出的气体最初出现的小气泡随着温度上升被留下，导致釉面针孔或釉泡；同时，釉料的流动性能较差，使气体逸出釉面时所产生凹坑难以被流平而产生釉面针孔。降低釉料的高温粘度，可使气体较易通过熔融的釉层。

2.3 烧成制度的精准控制与智能化

氧化阶段的强化是消除气泡的核心环节。建议在900-1050℃区间采用升温速率≤60℃/h，氧浓度≥20%，并按照每毫米坯厚保温5分钟的原则充分氧化。此阶段需要保证足够的氧化气氛，升温不宜过快，使坯内的有机物、碳素、硫化铁和碳酸盐等杂质尽可能地完全氧化分解。

还原气氛的精控制对防止二次气泡至关重要。强还原气氛不宜过浓，结束不能太迟，以免造成过多的沉碳。还原起始点建议设定在釉料始熔温度前150℃左右，CO浓度维持在2%-6%。强还原气氛转为弱还原气氛的温度点也需要合理选择，例如对日用瓷制品，一般在1250℃左右转入弱还原气氛。

随着工业4.0技术推广，数字化窑控系统正在成为解决釉面缺陷的新路径。通过实时监测窑内温度、压力、气氛参数，并基于算法动态调整，可大幅提高烧成过程的一致性和可靠性。

表：釉面气泡问题系统性解决方案对比

三、未来趋势与可行性展望

随着“双碳”战略推进和行业竞争加剧，陶瓷釉面质量控制正朝着精细化、智能化、绿色化方向发展。

原料绿色化是明确趋势，开发低杂质、低烧失量的环保原料已成为行业共识。例如，通过先进工艺处理的煅烧氧化锌，不仅有效解决了单质锌挥发问题，其制备过程也更符合环保要求。

过程智能化控制具有广阔应用前景。基于机器视觉的在线缺陷检测系统结合大数据分析，可实时识别气泡缺陷并反向调整工艺参数，实现预防性质量控制。

新型功能釉料的研发为根本解决气泡问题提供了新思路。如自修复釉料可在一定温度范围内流动修复微气泡形成的针孔，或者纳米改性釉料通过引入成核剂调控气泡分布和尺寸。

对于陶瓷生产企业而言，立足现有条件，从原料筛选与预处理入手，系统优化釉料配方，逐步完善烧成控制，是切实可行的质量提升路径。特别是对氧化锌等关键原料的深度理解和精准应用，往往能起到“四两拨千斤”的效果。

结论

陶瓷釉面起泡问题的解决需要系统思维和精准控制。研究表明，煅烧氧化锌的精准应用在解决釉面气泡问题上发挥着关键作用，而数字化烧成控制则是未来发展的重要方向。

随着技术进步和行业升级，釉面质量控制将从“事后补救”转向“事前预防”，从“经验驱动”迈向“数据驱动”。这一转变不仅需要技术创新，更需要行业各方共同努力，构建覆盖原料、工艺、装备的全产业链协同创新体系，推动中国陶瓷产业实现从“量”到“质”的跨越。

通过系统性优化原料选择、釉料配方和烧成工艺，陶瓷生产企业可以显著降低釉面缺陷率，提升产品品质和市场竞争力，在日益激烈的市场竞争中赢得先机。