淺析陶瓷大巖板產品熱穩定性的原因及克服方法

引言： 陶瓷制品以其優異的耐高溫、耐腐蝕等特性，在工業制造、家居裝飾等領域得到廣泛應用。然而，陶瓷制品在高溫環境下容易發生變形、開裂等缺陷，一直是人們重點關注的問題。大尺寸的陶瓷巖板產品是近年來陶瓷行業的一款創新產品，從鋪地、上墻，擴展到家具的不同場景應用，因此，要求陶瓷巖板產品必須滿足熱穩定性、熱彎和任意切割的性能要求。

一、 陶瓷巖板熱穩定性的定義。

陶瓷巖板熱穩定性是指陶瓷巖板產品在高溫環境下不發生熱分解、變形和破壞的能力，熱穩定性好的陶瓷巖板產品可以在高溫環境下保持其結構和性能的穩定，而熱穩定性差的陶瓷巖板產品容易發生熱裂、熱分解和脆化。

二、陶瓷巖板熱穩定性的測試方法。

1：樣品準備

將陶瓷巖板樣品切割成相應的尺寸，然后對樣品進行打磨處理，以消除樣品表面的缺陷和誤差。

2： 測試設備及工具

可調恒溫烘爐（300℃）、干毛巾、紅（藍）色墨水一瓶、恒溫流動水池（20℃）。

3：測試方法和結果判定

將陶瓷巖板產品切割成一定尺寸的樣品，放置到180℃的恒溫烘箱內，保溫30-40min，在高溫狀態下取出樣品迅速放入20℃的恒溫流動水池靜泡。待一定時間取出樣品并用干毛巾擦干，然后在樣品表面及四邊涂上調配顏色的水，仔細檢查樣品表面及四邊是否有裂紋缺陷，如果發現有裂紋缺陷的試樣，則挑選出來，沒有裂紋的試樣，則依此法重復進行熱穩定檢測，直到該試樣出現裂紋為止，如果該試樣重復多次急冷急熱測試才出現裂紋，則說明該試樣的熱穩定性優良。相反，如果試樣僅進行1～2次熱穩定性測試就出現裂紋的，則視為不合格。

4：陶瓷巖板熱穩定性測試出現裂紋缺陷的特征：

三、影響陶瓷巖板熱穩定性的原因 。

1）坯、釉的熱膨脹系數差異對陶瓷巖板熱穩定性的影響。

由于巖板坯體與釉料熱膨脹系數的差異，使得陶瓷巖板在急冷急熱過程中，坯體與釉層之間產生拉伸或壓縮應力。當二者之間的冷/熱應力超過一定范圍時，就有可能導致產品的釉面網狀（龜）裂或坯體裂紋缺陷。如果在底釉（化妝土）中過多引入助熔類長石，也容易引起巖板釉面產生網狀（龜）裂。坯體配方中大量引入鉀長石，配方中的硅/鋁化變化不大，也容易引起陶瓷巖板熱穩定性變差。

當坯/釉熱膨脹系數沒有明顯的不匹配，產品的吸水率也在控制范圍內，仍然出現熱穩定性不穩定的現象，多為配方結構不合理或某些原材料出現問題。

釉料方面的原因

A、釉料配方不合理，采用高硅體系時，當釉料熱膨脹系數與坯體的熱膨脹系數相差過大時，容易導致巖板產品的熱穩定性變差。

B、在生產過程中，為了解決某些產品缺陷而過量使用石英礦，造成釉料熱膨脹系數過大時，容易造成巖板產品熱穩定性變差。

C、同坯體的前提下，轉換不同的釉料，其淋釉工藝（釉料細度、淋釉重量）不同，也會導致陶瓷巖板的熱穩定性變差。

解決方法：根據巖板坯體和釉料熱膨脹系數的匹配要求，合理優化釉料中硅/鋁例，適當減少石英的使用量，使坯體和釉料的熱膨脹系數相匹配。

坯體方面的原因

A、巖板坯料熱膨脹系數過大，坯體受到急冷急熱溫度變化的影響，容易出現熱穩定性測試的裂紋缺陷。

B、單燒素坯時，巖板下彎變形太大，淋釉之后，該坯體又上翹太大時，容易造成熱穩定性測試出現裂紋缺陷。

C、坯體中過多使用某種強度較高的黏土，存在氧化不良時，該陶瓷巖板的熱穩定性會變差。

解決方法：

檢查并調整坯/釉的熱膨脹系數，使兩者的熱膨脹系數相匹配。

檢查坯料中是否被混入某些特高溫或特低溫的材料并篩選出來。

檢查并對坯料中使用的黏土進行打餅試燒，如有裂紋的試樣黏土應少用或不用。

2）輥道窯燒成控制對巖板產品熱穩定性的影響

巖板坯體氧化對熱穩定性的影響：如果窯爐前、中溫區的溫度過低或過高，坯體存在氧化不良或變形過大時，極易出現釉面網狀（龜）裂紋缺陷。

巖板坯體燒結度對熱穩定性的影響：高溫燒成溫度不足或燒成時間過短，中間層釉與坯體未能充分反應，坯/釉未能均勻達到燒結狀態，產品容易出現熱穩定性不合格現象。

解決方法：調整窯爐前、中溫區域的溫度，使坯體完全氧化，同時適當延長高溫燒成時間或提高燒成溫度，使釉/坯充分反應，均勻燒結，可有效改善。

3） 輥道窯冷卻過程控制對陶瓷巖板熱穩定性的影響。

A、急冷溫度過高導致陶瓷巖板產品熱穩定性不合格。

解決方法：適當加大冷風鼓入量，降低急冷溫度，使陶瓷巖板在急冷環節起到淬火作用。

B、.急冷風管直徑或出風口孔徑太小，導致陶瓷巖板的熱穩定性不合格。

解決方法：更換大直徑的急冷風管或加大急冷風管出風口的孔徑，降低急冷溫度。

C、急冷風機選型不當、功率偏小或風量不足而導致陶瓷巖板熱穩定性不合格。

解決方法：更換大功率或大流量的急冷風機，以滿足巖板坯體急冷降溫的要求。

D、急冷風量或風壓不足對巖板產品熱穩定性的影響。

如果急冷風管直徑偏小，出風孔徑過大，急冷風管開啟過多，鼓入冷風量不足，冷風量無法吹到坯體表面，坯體溫度過高，造成巖板產品該急冷時無法急冷，不該吹冷風時，繼續鼓入冷風而引起巖板產品熱穩定性不合格。

解決方法：更換直徑不合理的急冷風管，關閉后端的急冷風管，在急冷前端鼓入冷風，以滿足產品快速急冷、淬火的要求。

E、.輥上/下急冷風管開度相差懸殊或異形風管使用不當對陶瓷巖板熱穩定性的影響。

如果輥上/下急冷風管開度相差懸殊或異形風管使用過多，造成急冷區輥上/下溫差或截面溫差過大，容易引起陶瓷巖板產品出現熱穩定性不合格現象。

解決方法：調整輥道窯的燒成溫度曲線或坯/釉的膨脹系數，使急冷風管開度基本相近，盡量少用異形急冷風管去調節巖板的平整度，減少急冷段窯內截面或上/下溫差。

F、 緩冷段壓力制度不合理對陶瓷巖板熱穩定性的影響。

如果抽熱風機的抽力過大，造成該區域窯內負壓或截面溫差過大，容易導致陶瓷巖板產品出現熱穩定性不合格現象。

解決方法：調節緩冷段抽熱支閘的開度或降低抽熱風機的頻率，使緩冷區域正壓加大，減少緩冷段窯內溫差和減緩降溫速率，使之平緩過渡。

G、緩冷階段降溫過快對陶瓷巖板熱穩定性的影響。

如果輥道窯緩冷段抽熱支閘或換熱管調節不合理，緩冷前段的輥上抽熱閘或換熱管過早開啟或開度過大，造成緩冷段急劇降溫或局部降溫過快，容易導致陶瓷巖板出現熱穩定性不合格現象。

解決方法：將緩冷區前段抽熱支閘或換熱管關小或關閉，同時緩冷段的抽熱支閘開度由小到大，逐漸依次開大為宜。

總結：由于陶瓷大巖板是一款新產品，且尺寸較大，如何科學有效的把握好坯/釉結合及在輥道窯燒成和冷卻過程中的控制，還需要在生產實踐中不斷地總結、分析。鑒于陶瓷熱穩定性是一個生產中長期存在的老問題，也是一個隨著陶瓷產品不斷迭代更新演變的問題，本文只是根據生產中總結出來的實踐經驗，并非系統性的論述，希望大家多多指正。