卫生陶瓷泥浆的化学组成、原料组成及配方设计
i前言
FOSHANCERAMItSVolIiNo2fsjNo.47)
卫生陶瓷泥浆的化学组成,
原料组成及配方设计
叶如惠
(佛山彩洲公司528031)
在卫生陶瓷的生产中,由于各地气候,原料,成型,烧成
等工艺条件的不同,各厂都有不同的生产加工过程来满足
本厂生产的需要,但如何根据一些基本原则,利用当地原
料,结合厂的实际情况进行合理的配方设计,配出好的泥
浆,这是我们同行共同努力的目标.下面谈谈自己在这方
面的一些认识和体会
2泥浆中各种化学成份在坯料中的作用
卫生陶瓷坯料的化学组成对烧成工艺和制品的质量
有着重要的影响,各种原料的化学组成有很大的差别,但
其中起主要作用的化学成份是:Si0,AIz0,K和Na¨o,
Ca0,Mg0,Fe0,Ti0和烧失量.它们之间既有特性又有共
性,相互作用,相互联系.
2.1Si
二氧化硅是酸性氧化物,是坯料的主要成份,由石英,
长石,粘土等原料引入,含量一般在60～70%之间,其中一部
分Si0在高温下与Al.生成莫来石晶体,与半安定方石
英,残余石英一起形成坯体的骨架,提高制品的白度和机
械强度,另一部分Si0则与碱金属氧化物在高温下熔融生
成玻璃,增大高温粘度,增强抵抗变形的能力.如果坯料中
的SiOz含量过多,则会形成过多的游离石英,降低制品的
热稳定性和机械强度,同时使产品的开裂增多:反之如果
坯料中的Si0z含量过少,则有可能使产品瓷化不完全或发
生变形.
2.2A1
三氧化二铝是中性氧化物,也是坯料中的主要化学成
份.由粘土和长石引入,在坯料中的含量一般为19-28%,其
中一部份在高温下与Si0生成莫来石晶体,另一部分熔于
熔体中以玻璃相存在,Al.可以提高瓷坯的白度,化学稳
定性,热稳定性,机械强度等.但含量过高会提高烧成温
度,甚至使制品瓷化不完全;含量过少会使制品烧成温度
降低和烧成范围变窄,使产品容易变形和热稳定性变差
2.3K和Na.,O
氧化钾和氧化钠是碱金属氧化物,是瓷坯中的主要熔
剂,由长石引入,有时也由瓷土或瓷石引入它们能熔解部
分的Si0和A1:生成玻璃相,填充于坯体骨架的空隙中,
使制品烧结.当K和Na含量过多时,能明显降低坯体的
烧成温度,使制品容易变形和热稳定性变差;而含量过少
时,则产生的玻璃相减少,制品不易烧结.一般KO和Na
总量应控制在5%以下,其中Ne.~O的含量应在1%以下.
240aO
CaO是碱土金属氧化物,在坯体中起助熔作用,一般情
况下不是特别引入的,含量应控制在O.8%以下,含量太高
会使烧成范围变窄,出现针孔,烟熏,发黄等缺陷.
2.5
Mg0也是一种碱土金属氧化物,由滑石或镁质粘土引
入,它能降低制品的烧成温度,提高制品的白度.由于MgO
的热膨胀系数较小,能促进坯釉中间层的生成,改善制品
的热稳定性,但含量过多时容易引起釉面龟裂,一般含量
应控制在L5%以下.
2.6Fe
Fe的着色能力较强,还有助熔作用,影响制品的白
度,烧成温度和外观质量,一般要求Fe的含量应控制在
I5%以下
2.7Ti
Tio2的着色能力比Fe0更强,危害更大,一般含量应
控制在O.8%以下
2001年第2期总第47期)佛山陶瓷
2.8烧失量
烧失量是指坯体在烧成过程中所排出的结晶水,碳酸
盐分解放出c,硫酸盐分解放出s0,以及有机杂质被氧
化排除的总的质量损失,如坯体的烧失量大,则总收缩也
大,容易产生开裂,变形,针孔等缺陷,一般烧失量应控制
在8%以下,必要时可将部分粘土预烧或使用少量废瓷粉,
以减少烧失量和坯体收缩.
3各种原料在坯体中的作用
卫生陶瓷坯料有多种多样,但主要原料可分为粘土,
长石,石英三大类.
3.1粘土
(1)粘土的细分散性使泥浆获得良好的悬浮性和稳定
性.
(2)粘土是坯料中Al的主要来源,是坯体耐火性能
的主要依靠.
(3)粘土的可塑性和结台能力,使坯体具有一定的强
度,在生产加工过程中避免变形和开裂,同时粘土的颗粒
很细,与其它原料形成更合理的颗粒结构:
(4)在烧成过程中高岭土分解,与SiO作用生成莫来
石晶体,赋予坯体的强度.
3.2长石
(1)长石是瘠性原料,可缩短干燥时间和减少干燥收
缩和变形:
(2)长石是熔剂原料,能降低陶瓷产品的烧成温度.
(3)长石在高温熔融后具有熔解其它物质的能力,能
促使高岭土和其它瓷土的颗粒互相扩散,互相渗透,加速
莫来石晶体的生长和发育.
(4)长石在熔融成玻璃态后,填充于各晶体颗粒之间,
气孔率显着下降,使坯体致密,可提高制品的机械强度和
电气性能.
3.3石英
(1)石英对泥料的可塑性起调剂作用,并能降低干燥
收缩,缩短干燥时间和防止坯体变形.
(2)在烧成时,由于石英的热膨胀适当地抵销了坯体
烧成收缩,而且当玻璃质大量出现时,石英又与Al形成
坯体的骨架,从而防止坯体在烧成时发生弯曲变形等缺
蹈.
(3)高温中的化学亲和力较强,能与其它多种氧化物
化合,高温中的液相牯度较高增加坯体的结合能力.
(4)增加坯体的机械强度和自度.
4配方设计要点
七l配方设计的原则
只有合理的配方才能配出好的泥浆,只有好的泥浆才
能保证生产的正常进行,取得良好的经济效益,配方设计
的原则一般从下面四个方面加以考虑:
(1)在化学组成上要使产品的物理化学性能符合国家
标准的要求,也就是说产品的吸水率,热稳定性等要符合
国家标准的要求.同时要兼顾产品的机械强度,白度等,尽
量提高产品的质量.
(2)熟悉掌握各种原料的特性,根据生产的需要正确
选用合适的原料
(3)要满足生产工艺的要求,也就是说泥浆的性能,干
燥强度,烧成性能等要满足成型操作和烧成工艺的要求,
并且坯釉结合要好.
(4)考虑原料的成本和来源.对主要原料要求资源丰
富,质量稳定,价格低廉,为生产优质低价的产品打下基
础.
要对以上四个方面全面兼顾往往是有困难的,在实际
生产中首先应保证产品的质量,然后再尽可能满足其它要
求.
4.2原料选择的设想和要求
原料选择最基本的原则是含杂质和着色氧化物要少,
根据原料的不同类型分述如下:

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