卫生陶瓷泥浆的化学组成原料组成及配方设计.docx
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卫生陶瓷泥浆的化学组成原料组成及配方设计
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:
(1)粘土类
粘土的种类是复杂和多种多样,典型的常用粘土有较
纯的高岭土,黑粘土,自粘土,灰粘土,硬质粘土等等,不同
粘土具有不同的性能,有时就是同类粘土其性能也相差很
大,需要我们加以试验鉴别,正确选择.首先是考虑选择稀
释性,可塑性和悬浮性都较好的粘土,这样对泥浆性能的
可调范围容易控制,一种粘土通常难以满足,需要多种粘
土综合使用,同时也会起到减小波动的作用.总之要根据
浆料的细度,可塑性,半成品强度,流动性,厚化度,吸浆速
度等要求来选择各种不同类型的粘土,取长补短,尽量使
泥浆参数波动小,性能稳定,可控范围和操作范围大,从而
保证产品的质量.
(2)长石类
长石一般以钾长石为主,使用少量的钠长石,这样可
控范围较宽,制品的性能也较好,另外也可选用温度较低
F0SHANCERAMICSVol11No2fsenⅡlNo.47)
的瓷石,瓷砂代替,从而降低原料的成本,有时也选择部分
低温粘土来代替长石,但都希望它们含钾量高,含钠量低,
同时含Ca0等其它杂质要较少.
(3)石英类
石英最好是选用脉石英,这样对制品的质量有所提高,
但其它多种石英类原料也可以满足生产,对于一些烧后淡
红的”假色”石英也可以考虑使用,不应轻易舍去,同叫Ca0
等杂质含量要低,否则影响坯釉结合及带来其它缺陷
(4)其它
①加人少量滑石能起到降低烧成温度,促进坯釉结合
和改善热稳定性的作用.
②加人20%的回坯泥能明显改善浆料的性能.
③根据需要可考虑加人烧粘土或废瓷粉,这样可以改
善渗透性,增加流动性,减少干燥和烧成收缩.
④生产上有时加入触变剂来提高浆料的厚化系数.
⑤南方有许多陶瓷厂使用焦磷酸钠作为电解质中的
一
种,它对提高浆料比重,减少水份,提高泥浆的稳定性起
着重要的作用.
5成型对泥浆性能的要求
(1)流动性要好,保证供浆畅顺和注浆时容易流到模型
的各部位.
(2)稳定性要好,即泥浆的悬浮性要好,均匀一致,不会
沉淀出任何组分,保证成型后坯体各部分组成均匀.
(3)具有适当的触变性,这样才能保证湿坯的性能,触
变太高或太低都会带来不良后果.
(4)含水量要小,在保证流动性的情况下尽可能减少含
水量,这样可以缩短吸浆时问,降低干燥收缩和延长模具
的使用寿命.
电脑知识
(5)渗透性良好,泥浆中的水份能顺利地通过附着在模
壁上的泥层而被模型吸收,吸浆时问适中,湿度差较小,操
作加工性能好,收成高.
(6)成型后坯体要容易脱模,并且坯体要略有弹性,脱
模后有足够的挺实能力.
总之,在泥浆配方中影响质量最大的是可塑性粘土的
用量,如果用量过多,在注浆过程中水份不易扩散,吸浆慢,
坯体粘模,脱模困难,坯体软,湿差较大,还会引起收缩过
大,容易开裂和变形;如果用量过少,则泥浆可塑性差,悬浮
性差,容易沉淀,使坯体结构不均匀,不致密,强度低,容易
产生裂纹和分层现象,所以可塑性粘土的用量应适中,保证
浆料具有良好的性能.
6产品烧成质量对浆料的一些要求
(1)在保证浆料性能和坯体强度的情况下,适当控制可
塑性粘土的比例和用量.尽量减少坯中有机物和其它高温
挥发物的含量,从而减少烟熏,针孔等缺陷出现的机会,提
高釉面的质量.
(2)要保证坯体的白度,避免一些着色氧化物在高温时
熔于釉中或因为坯体底色差而影响釉面的质量.
(3)坯体应有足够的强度抵抗在烧成过程中产生的各
种应力而产生开裂和变形.
(4)Al20的含量一般控制在20%左右,K20和Na的总
量一般控制在5%以下,当原料变化或使用一些低温粘土时
要注意调整比例,避免生烧或过烧的现象.
总之,配方设计是一个涉及面广且复杂的技术工作,需
要我们根据原料的性质,成型烧成及产品性能的要求不断
试验摸索,才能达到满意的效果.
常用软件缺陷威胁因特网
由美国政府支持的一个计算机安奎研究组织警告说,常用软件中的一个严重缺陷可能使因特网的主要部分陷于瘫痪.
宾夕法尼亚州内基一梅隆大学的CERT直辖市中心近日发出了这项警告
据CEBT说,名为”伯克利因特同名宇域”(BTND)的软件使黑客能够不被察觉地以多种方式通过网络的地址系统进八固特网.
黑客一旦进八系统,就能发出拍令,关闭因特网的主要部分.
CERT说.这是个严重的成胁.因为BINI)软件是因特网的常用部分.特剐用来控制因特网王关重要的地址系统
CERT警告说:
”由于目前使用的大多数名字服务器运行BIND,这些弱点对固特网的基本设施构成严重成胁.”CERT说,可以在因特网
软件联合会的网站(wwwisc.org)上得到修复缺陷的软件.
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