一種用于結(jié)合干壓微粉的陶瓷釉漿的研究

廖花妹+范新暉+鄧榮

摘 要：本文研究了一種應(yīng)用于與陶瓷微粉結(jié)合的陶瓷釉漿，通過(guò)熱膨脹系數(shù)測(cè)定，根據(jù)釉漿與微粉的熱膨脹系數(shù)的匹配性來(lái)研究陶瓷釉漿的性能。最終得到合適的釉漿配方及組成為：SiO2：68%～71%，Al2O3：15%～18%，CaO：2%～5%，ZnO：0.5%～1.5%，MgO：1%～2%，F(xiàn)eO：0.1%～0.2%，Na2O：3%～5%，K2O：2%～3%，I.L：3.5%～4.5%。

關(guān)鍵詞：微粉；釉漿；結(jié)合；熱膨脹系數(shù)

1 前言

陶瓷磚的生產(chǎn)工藝是：在布料機(jī)上將微粉形式的陶瓷坯料布料到布料格柵里；然后用壓機(jī)將微粉壓實(shí)，再轉(zhuǎn)移到窯爐里在1200 ℃溫度下燒制成陶瓷磚；最后經(jīng)過(guò)打磨后成為成品陶瓷磚。為了在陶瓷磚的表面形成各種花紋，則在布料時(shí)要變換各種花樣。

秞是用于陶瓷坯體表面的一層極薄的物質(zhì)，它是根據(jù)坯體性能的要求，利用天然礦物原料及其些化工原料按比例配合，在高溫作用下熔融而覆蓋在坯體表面的富有光澤的玻璃層物質(zhì)。

陶瓷磚的布料過(guò)程是不采用漿料的。因?yàn)樘沾纱u是由干式的微粉料布料而成的，漿料是水性的，微粉和釉漿在窯爐中燒制時(shí)，膨脹系數(shù)是不同的，會(huì)導(dǎo)致微粉料和漿料結(jié)合性不好，可能使燒制后的陶瓷磚產(chǎn)生裂紋。所以在微粉料中加入漿料必須調(diào)整漿料的配方，使?jié){料在燒制時(shí)的膨脹系數(shù)與微粉料基本相同。

現(xiàn)有釉漿含水量達(dá)到80%，且在微粉布料車(chē)上進(jìn)行噴灑到微粉表面，釉漿跟粉料的結(jié)合性難。同時(shí)，在壓制過(guò)程中，布料車(chē)行程需要不定時(shí)地停頓，釉漿噴灑也需要同步停頓，所以普通釉漿容易堵塞運(yùn)輸管和噴槍嘴。若采用噴槍噴灑釉漿，則釉漿的含水率很高，容易使粉料粘連送料裝置，影響布料格柵把料送入壓機(jī)模腔內(nèi)或破壞圖案，且釉漿易腐蝕布料設(shè)備；同時(shí)釉漿通過(guò)噴槍霧化后，灑落到微粉表面，易產(chǎn)生水汽，腐蝕布料裝置或產(chǎn)生水滴。因此，需要優(yōu)化釉漿的各項(xiàng)性能，尤其是讓釉漿與微粉的熱膨脹系數(shù)相近，結(jié)合性好。

2 實(shí)驗(yàn)配方

現(xiàn)有微粉配方組成及含量為：SiO2：68%～70%，Al2O3：17%～21%，CaO：0.4%～0.7%，MgO：0.3%～0.5%，F(xiàn)eO：0.1%～0.2%，Na2O（K2O）：3.5%～5%，I.L：3.5%～4.5%。

實(shí)驗(yàn)樣品1#～5#釉漿的重量分?jǐn)?shù)配比如表1所示。

3 產(chǎn)品性能測(cè)試

物體的體積或長(zhǎng)度隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象稱(chēng)為熱膨脹。陶瓷材料的熱膨脹性用線(xiàn)膨脹系數(shù)及體積膨脹系數(shù)表示。線(xiàn)膨脹系數(shù)是指陶瓷材料在溫度升高1 ℃時(shí)單位長(zhǎng)度的相對(duì)增加值。體積膨脹系數(shù)是指在一定溫度范圍內(nèi)溫度改變1 ℃時(shí)陶瓷材料體積的平均增加值。

膨脹系數(shù)大小是根據(jù)產(chǎn)品在100～400 ℃條件下，當(dāng)溫度改變1 ℃時(shí)，陶瓷材料線(xiàn)尺寸的平均相對(duì)增加值來(lái)判斷，而不是根據(jù)某一溫度下的絕對(duì)增加值進(jìn)行判斷。

熱膨脹系數(shù)的測(cè)試方法與步驟如下：

（1） 制作玻璃棒

首先將釉漿烘干，制成釉粉，壓制成坯塊；然后將坯塊切削成適當(dāng)大小的圓棒；其次在適當(dāng)?shù)臒蓷l件下燒制成玻璃棒；最后將其在砂石上磨制成長(zhǎng)為25 mm、直徑為5～8 mm的待測(cè)試棒，兩端應(yīng)平整、平行，并磨成類(lèi)錐體狀。如果是微粉則直接將微粉壓制成坯塊，然后進(jìn)行后續(xù)處理。

（2） 測(cè)試

將磨好的試樣棒放入膨脹儀內(nèi)，在100～400 ℃條件下，測(cè)試其線(xiàn)膨脹系數(shù)。

4 實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)

（1）釉漿細(xì)度

釉漿的細(xì)度為過(guò)350目篩，篩余<1%。當(dāng)釉漿的細(xì)度為0%時(shí)，效果最佳。

（2） 釉漿的比重

釉漿的比重為1.2～1.6 g/mL。比重是釉漿濃度的主要表現(xiàn)形式，與釉漿黏度成正比關(guān)系，比重是陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中噴釉控制的重要工藝參數(shù)。在噴釉時(shí)間、壓力、遍數(shù)相同的條件下，通過(guò)改變釉漿的比重可獲得不同厚度的釉層。

（3） 釉漿的流速

釉漿的流速為17～25 s。釉漿的黏度小，流動(dòng)性好，易于噴釉操作。黏度大，釉漿霧化不好，釉漿不易噴出，在噴涂過(guò)程中，需嚴(yán)格控制釉漿的流速大小。所述流速利用黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

將樣品1#～5#號(hào)釉漿和微粉按照上述性能測(cè)試方法得到的熱膨脹系數(shù)如表2所示。

通過(guò)表2可以看出，本實(shí)驗(yàn)1#～3#釉漿的熱膨脹系數(shù)與微粉的熱膨脹系數(shù)基本相同，兩者結(jié)合非常好，制備得到的陶瓷磚沒(méi)有裂紋，美觀程度高，性能優(yōu)異，且成本低。而4#和5#釉漿和微粉的熱膨脹系數(shù)的差異較大，兩者結(jié)合欠佳，制備得到的陶瓷磚容易產(chǎn)生裂紋，影響陶瓷的使用性能及美觀程度。因此，優(yōu)選的釉漿配方組成及含量為：SiO2：68%～71%，Al2O3：15%～18%，CaO：2%～5%，ZnO：0.5%～1.5%，MgO：1%～2%，F(xiàn)eO：0.1%～0.2%，Na2O：3%～5%，K2O：2%～3%，I.L：3.5%～4.5%。