一種高白透光瓷磚的研制

付亞玲　簡潤桐　黃佳奇　王亞婕

摘 要：本文以熔塊、球土、石英、膨潤土及滑石粒，外加添加劑來制備高白透光陶瓷，通過不斷優(yōu)化配方來研究一種透光陶瓷，此透光陶瓷白度高達(dá)70度，透光效果良好，光線穿透力強(qiáng)，是陶瓷行業(yè)生產(chǎn)透光陶瓷的首選配方，并展望透光陶瓷未來的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：透光;高白;陶瓷

1 引 言

所謂透光陶瓷，就是光線能夠通過的陶瓷，普通陶瓷即使具有很高的密度，但是往往也是不透光的，因?yàn)槠鋬?nèi)部都是閉孔氣口，影響陶瓷透光主要的因素是氣孔率。而透光陶瓷的研制，是陶瓷配方技術(shù)的創(chuàng)新，高白透光陶瓷，可應(yīng)用在電視背景墻、酒吧臺面等場合，與天然石材相比，其價(jià)格便宜，原料可再生，且無放射性元素，對人體傷害小，通透性強(qiáng)，透光陶瓷克服了傳統(tǒng)陶瓷不透光的缺點(diǎn)，利用其透光性能，致使建筑陶瓷的應(yīng)用范圍越來越廣，特別適合應(yīng)用在酒吧、賓館等高檔會所，在夜晚燈光的照射下，陶瓷潔白如玉，在黑暗中給人們以溫暖，是現(xiàn)在居家裝修市場的主流產(chǎn)品，其市場前景廣闊。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 原料化學(xué)成份

表1原料化學(xué)成份一覽表。

2.2透光陶瓷材料實(shí)驗(yàn)的制備

根據(jù)實(shí)驗(yàn)配方，外加0.3%三聚磷酸鈉，球磨一定時(shí)間，料：球：水=1：1.5：2，混合均勻，漿料過篩除鐵、烘干、造粒、研制成型、燒成、性能檢測，工藝流程見圖1：

2.3檢測方法

用數(shù)顯白度儀檢測燒后產(chǎn)品白度，用吸水率儀檢測產(chǎn)品吸水率，透光性能檢測是用手電筒光照餅面的背面，用光線透過餅面的面積來觀察透光效果，通過與常規(guī)陶瓷餅面進(jìn)行對比，效果更直觀。

2.4升溫曲線

采用高溫電路來燒制試樣，升溫曲線為8℃/min，最高燒成溫度1200℃，同時(shí)在1200℃高溫下保溫30 min，電路自然冷卻至室溫，用測溫環(huán)實(shí)測燒成溫度為1178℃。

2.5實(shí)驗(yàn)部分

為研制透光陶瓷，前期通過不斷摸索石英、熔塊及球土的加入比例對透光陶瓷透光性的影響，結(jié)果表明：需要同時(shí)加入石英和熔塊才有透光的效果，最終確定一個基礎(chǔ)配方S1，并在S1配方的基礎(chǔ)上進(jìn)行下一步試驗(yàn)，S1配方比例見下表：

S1基礎(chǔ)配方白度75度，但是透光效果一般，坯體燒成溫度高，能耗高，經(jīng)濟(jì)效益不明顯，為進(jìn)一步研究基礎(chǔ)配方各組分對透光性的影響，進(jìn)行下一步試驗(yàn)，選擇調(diào)整球土和石英的比例來探究對透光性能和白度的影響，同時(shí)為提高透感，選擇用L水磨料代替L高溫砂來提高坯體的透光性，因?yàn)樗チ鲜墙?jīng)高梯度除鐵機(jī)、水洗過后鐵、鈦含量低，同時(shí)水磨料中氧化鈉、氧化鉀含量高，在坯體中可起到助熔的作用，其白度高，S2配方表見表2：

各配方的燒后透光效果，見圖1。

從表2、表3和圖1可以看出配方1#在白度和透光性方面效果良好，說明隨著石英比例的增加，熔塊比例的減少，透光性好，主要原因是由于陶瓷中氣孔和雜質(zhì)越少，晶相越少，玻璃相含量越多，透明度越高 [1]。所以本文所用的熔塊是含氧化鈣高達(dá)18%的高溫熔塊，通過助熔劑氧化鈉、氧化鉀進(jìn)行低共熔，從而達(dá)到透光的效果;在增白方面主要是采用濕水白度高達(dá)72度的球土來增加坯體強(qiáng)度和白度，用高白度的水磨料和石粉做助熔劑，采用精選石粒來降低坯體的燒成溫度，3#配方雖然坯體白度高達(dá)73度，但是由于其高溫熔塊加入量大，整體提高配體的燒成溫度，導(dǎo)致此配方吸水率大，未燒熟，4#配方由于熔塊加入量小，石英加入量大，助熔劑多，導(dǎo)致配方整體溫度低，由于溫度低，配體瓷化，所以4#配方整體透光效果差。因此本文選擇2#配方為高白透光陶瓷的最優(yōu)配方，并進(jìn)行相關(guān)理化性能的檢測，見表4：

從表4可以看出，使用2#配方大生產(chǎn)進(jìn)球，漿料性能良好，無觸變性能，漿料流動性能好，為后工序噴霧造粒以及壓機(jī)布料奠定良好的基礎(chǔ)。

從表5可以看出，2#配方中Al2O3含量20%左右，因?yàn)樵谔沾膳髁舷到y(tǒng)中氧化鋁與SiO2反應(yīng)生產(chǎn)莫來石，起到骨架作用，拓寬坯體的燒成溫度范圍，同時(shí)氧化鋁可提高成品的機(jī)械性能、力學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性能[2]。通常其在坯體中的含量在18%～22%左右，2#配方燒失量也小，這樣就減少成品磚的燒成后的各種缺陷（如針孔、縮釉、凹釉、黑心等），采用CaO、K2O、Na2O降溫的同時(shí)提高燒后成品的透光性能，同時(shí)坯體熱膨脹系小，該配方熱膨脹系數(shù)為6.35。后期成品磚形變易控制，坯釉結(jié)合性能良好，從這幾方面分析，本配方從設(shè)計(jì)到燒成都在合理范圍內(nèi)。

2#配方經(jīng)配料、球磨、漿料均化、噴霧造粒、壓制成型、燒成及拋光等工序，大批量上線生產(chǎn)后所得成品磚的吸水率為0.03%，抗折強(qiáng)度51 MPa以上，干坯強(qiáng)度2.3 MPa，耐磨及防污均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝志軍， 趙勇， 劉一軍，等. 大規(guī)格高石英透光陶瓷板材的研究[J]. 中國陶瓷， 2012， 000（004）：55-58.

[2] 馬鐵成. 陶瓷工藝學(xué).第2版[M]. 中國輕工業(yè)出版社， 2011.