乳浊釉的制备基本工艺及性能测试.docx
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乳浊釉的制备基本工艺及性能测试
唐山学院
陶瓷专业综合实验
方案报告
设计题目:
乳浊釉制备工艺及性能测试
系别:
环境与化学工程系
班级:
11无机非金属材料工程
姓名:
任昊天
指导教师:
王秀文李悦
6月19日
1引言
乳浊釉是一种具备一定光泽度和白度不透明釉,它具备多相构造,使得入射光线在多相界面上发生复杂散射、折射、漫反射等光学现象,导致釉面失透,浮现乳浊效果釉,这是通过加入适量乳浊剂来实现。
钦乳浊釉由于光泽好和成熟温度低而较狂锆釉应用广泛,不但用于建筑卫生陶瓷,并且还可用于高档日用瓷,这也是钦乳浊釉再次被青睐因素之一。
钦釉主
要缺陷是当烧成温度不不大于900℃时析出金红石量较高而导致釉层发黄,且易浮现针孔,这些缺陷产生重要与钦釉构成和生产工艺控制关于。
通过对钛釉性质及乳浊机理进行进一步研究,选用恰当构成和合理工艺可以制成乳浊效果抱负、釉面白度高、遮盖能力强钛乳浊釉,从而使钛釉应用得到广泛推广。
2技术目的
2.1钛釉性质
釉乳浊性能重要取决于釉中乳浊相对可见光散射强度,而散射光强度又受3个因素影响:
1)乳浊相与釉玻璃相折射指数之差,差值越大,散射强度越大,乳浊效果越好。
普通来说,硅酸盐玻璃相折射指数约为1.5,因此,折射指数差值重要取决于乳浊相折射指数。
几种惯用乳浊剂折射指数是:
SnO22.04、ZrO2,2.40、Ti022.50、Ce022.30。
其中,以TiO2折射指数最大,Ti02应是乳浊性能最佳乳浊剂。
釉面光泽则与基质玻璃构成及其乳浊相晶体析晶关于(晶体数量、大小与构成)。
乳浊效果较好釉同步有较高显微硬度和机械强度,也可预示有较高耐磨性。
2)乳浊相在釉玻璃中体积百分数。
体积百分数在不不大于lO“就浮现乳浊,体积百分数增大,乳浊性能也随着增大;但又必要控制在一定限度内,若超过这一限度,则会使釉面光泽度不良或无光。
但这个限度是依照釉熔体对乳浊剂析晶能力而不同,只能通过观测釉面状态来拟定乳浊剂加入量。
3)乳浊相熔滴大小。
乳浊相熔滴越细,乳浊效果越好。
TiO:
作为乳浊相时,如果是以锐钛矿(TiO:
)析晶,则乳浊效果好。
只需采用烧成后迅速冷却到950oC左右,釉中即有大量锐钛矿晶体析出。
如果高温冷却慢,虽然可以得到乳浊度高釉,但釉色将变成象牙黄色或灰色。
成熟温度范畴内钛釉质量与烧成温度有密切关系。
釉烧温度较低时难以形成平滑光洁釉面,并有针孔和波纹等缺陷,势必影响釉白度。
釉烧温度提高后,釉面平滑无缺陷,白度.硬度及强度指标上升。
但是,当釉烧限度超过流动温度时,釉高温牯度减少,则使析晶柏重新溶解,各项质量指标反而下降。
2.2钛釉乳浊机理
惯用乳浊釉就其乳浊机理而言可分为3种:
一是基质釉玻璃中析出大量细小晶体,由于晶体与玻
璃相存在折射率差形成乳浊;二是由于液一液分离在基质釉玻璃中分离出第二相,因两相折射率不同而产生乳浊;三是釉玻璃中存在大量微小气孔而导致釉乳浊。
径r成反比,而与其体积百分数Vp成正比,其汁算公
式为:
S=3Kvpl4r
(1)式中:
K——散射因子。
散射离子与介质之间折射率差别越大,则散射浊,即不透光性,散射系数S与分散相离子半越严重,乳浊效果越好。
钛釉形成乳浊晶相重要有:
钛榍石、金红石。
若,一形成金红石和榍石共存时,则使釉泛黄且形成针孔,因而往往在钛釉中引入氧化钙,以制止金红石形成。
白色钛乳浊釉晶相为钛榍石,但氧化钙量(与钛比)达到一定量时,由于氧化钙溶剂性很强,且易形成分相,在分相界面上则会析出CaO,此时釉中主晶相为CaO,因此要恰当调节别的成分含量,使釉中晶相仅是钛榍石,且结晶细小,分布均匀,这样既有助于提高乳浊度,同步有助于提高釉面光泽。
钛釉乳浊过程与钛榍石、金红石等晶体单独析出或同步析出关于。
有研究表白:
乳浊剂用量以4%一6%为宜。
钛釉乳浊效果、化学稳定性、机械强度等随乳浊剂加入量增长而提高。
但是,过量时釉面有发黄倾向,量局限性时不能保证稳定乳浊性。
除乳浊相外钛釉玻璃仍是以[siq]基团为主空间网络构造。
玻璃构造中有析晶中心形成和晶体析出时,玻璃构造亦随之发生变动。
在钛乳浊釉形成过程中也许发生如下反映:
CaO+Si02一Casi03(硅厌石)
CaO+Ti02一CaTi03(钙钛石)
CaO+SiO:
+Ti02一CaT;sioj(钛榍石)
CaSi03+Ti02一CaTisi03(钛榍石)
CaTiO,+siq一,cal、iSi03(钛榍石)
当有ZnO存在时:
ZnO(玻璃态)一ZnO(红锌矿)
ZnO+Si02一Zn:
SiO。
(硅锌矿)
ZnO+TiO:
一ZnTi0。
(锌钛尖晶石)
依照热力学基本原理,在钛釉中,上述反映机会不是均等,同步又是互相制约。
如果1、i02含量较高时,有一某些形成钛榍石,而另一某些则以金红石形式存在。
只要严格控制釉构成,钛釉泛黄及针孔均可以解决,通过调节构成,可得到高光泽钛乳浊釉。
钛乳浊釉乳浊相应以结晶良好、细小均匀分布钛榍石为最佳,其构成变化直接影响主晶相数量、分布、种类,普通CaO/TiO:
摩尔比为1.2一1.4较为抱负,引人少量ZnO,将有助于晶相均匀分布并提高光泽。
3钛乳浊釉研究与应用现状
众所周知,当前锫乳浊釉仍是国内建筑卫生陶瓷主流用釉,但从其实际使用状况来看,在技术水平上与国外相比差距很大,重要体当前如下两个方面:
a)锫英石作为乳浊剂普通需经超细粉碎后引入,但由于其硬度很大(莫氏8—9),国内陶瓷公司因受设各和规模等限制,其加工细度及产量远远达不到使用规定;b)锫英石作为乳浊荆使用,其添加量太,普通在10%一l8%左右,并且错英石熔点高,高温粘度较大,导致釉面乳浊度低、白度低,且易产生针孔、滚釉等釉面缺陷,也是导致国内中、高档产品成品率较低因素之一。
当前在建筑卫生陶瓷市场大量中低档产品充斥市场、竞争十分激烈、价格El趋下降形势下,陶瓷公司只有在不影响产品质量前提下,尽量减少产品成本才干占领市场,提高自身竞争力和经济效益。
从坯体采用劣质原料到低温快烧工艺实行后,可以发现釉料成本居高不下是制约产品成本最主线因素。
而当采用锫英石作为釉用乳浊剂时则不也许大幅度地减少成本,因而新型钛乳浊釉开发与研制,符台窳多陶瓷公司需求,具备良好开发应用前景。
文献资料表白0,钛乳浊釉研究在国外已通过几十年漫长研究过程,从最初金红石乳浊相发展到CaO·Ti·s峨,CaO·1I,M·1I等新晶相,基本上解决了氧化钛作为乳浊剂工艺敏感性问题,使钛釉研究获得了突破性进展,在六七十年代已成功地应用于墙地砖生产。
而国内开展钛釉方面研究起步较晚,实际生产中尚未普遍使用。
4实验配方计算
4.1釉用原料及规定
石英,含SiO:
98%以上,FeO3含量0.1%如下,外观呈白色;
长石:
含giO:
6S%、Al20317~19%、K2O·Na20l4%,外观呈白色或青白色:
工业纯钛自粉:
含TiO~98%,白色粉末;
碳酸钙:
含CaO54%以上,白色粉束:
硼砂:
含量95%,白色晶体:
ZnO:
含量9g%以上;
红丹:
含PbO99%,鳞枯红色细粉末;
苏州土:
含AO,;37Yo上。
4.2配方拟定
通过资料查阅,初步拟定其配方熔块化学成分最佳范畴是:
SiO2,:
52~57,Al2O3:
4~7,B2O3:
8~11,TiO2:
6~8,Pb3O4:
1~3,CaO:
4.5~8,K2O:
4-7,Na20:
3~6,ZnO:
2~4,MgO:
0~1.釉料配方范畴:
熔块90~94%,苏州土6~10%。
通过筛选,33#较为抱负,其化学成分如下表所示。
熔块釉化学成分
SiO2Al2O3Fe2O3TiO2B2O3PbOK2ONa2OCaOMgOZnO共计
57.085.20.158.178.642.974.853.487.480.63.96102.58
釉式为:
5实验工艺流程及工艺参数
钛釉整个工艺流程与锆釉相似.所不同锆英石精矿需单独球磨l00~150小时后烘干粉碎配料,而钛白粉则可直接配料不需再加工.
5.1熔块制炼
先测定各种原料含水率,按配方比例将各料混合均匀后,在逆流式池炉中炼熔,温度为200~1220~2。
经水淬后呈透明脆细玻璃体.熔块呈色与熔化温度关于,普通为白黄色、徽黄色,温度过高呈深褐色.
5.2釉料制备
将熔块与苏州土按比例称量入球磨,料:
球:
水=1:
2:
0_8~1.同步加入2‰氯化铵.0.7‰纤维素。
釉浆浓度55~60E、球磨细度规定0.05‰.过120目筛后使用.
5.3施釉
喷釉风力0.6kg/cm,喷釉8克,浇釉9~l0克,施釉速度115片/分钟。
5.4釉烧
采用大生产24孔窑.烧成温度、进车时间、烧成曲线均与现生产锫釉同样.不必作任何调节,温度范畴为l000~1020℃烧成周期一层l4小时,二层l6小时,三层18.5小时,四层2l小时.
四钦釉产品与铬釉产品比较
1.釉面外观质量‘
钛釉柑面平展、光亮度好、针孔少,而
锆釉有波皱,针孔较多。
2.白度
钛釉施】7~】8克和锆旖23克相比、在
同样硅灰石坯体上钛釉白度为85.5、而锫
釉827,这阐明钛釉用釉少而白度却高于
锆釉。
3.热稳定性
经烘箱升温160E,保温15分钟.在
10E冷水中急冷和锆釉同样无惊炸。
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