首頁鋰輝石質高檔日用陶瓷的試驗內容及結果
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小陶陶
2019-04-25 283
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我國雖為陶瓷大國，但產品檔次普遍較低，多為中、低檔產品，這不僅很難占領國際市場，而且也很難滿足國內市場對高檔產品的需求。骨質瓷雖然是國際上公認的高檔瓷，但其生產工藝比較復雜，產品售價也比較昂貴。因此，很難被大眾接受，客戶群體較單一。所以，市場上對外觀接近骨質瓷、生產工藝相對簡單的高檔白瓷的需求越來越大。
隨著科學技術的發展，機械化洗滌、消毒設備得到了大量的應用，各式微波爐、光波爐等逐漸進入尋常百姓家，這勢必對陶瓷產品的機械性能、熱穩定性等方面提出了更高的要求。而且隨著燃料及陶瓷生產所需的原材料價格的不斷上漲，為了保持產品在品質上的優勢，以及在市場上獲得更大的生存空間。因此，開發新品質的高檔白瓷，提高產品的抗沖擊性能及抗熱震性能，降低能耗，提高產品的附加值已刻不容緩。為了滿足市場的需求，進一步開拓市場，筆者以澳洲鋰輝石為陶瓷助熔原料，配以石英、高嶺土、改性膨潤土、工業氧化鋁等原料，成功開發了抗沖擊強度較高、產品熱穩定性較好，以及產品的吸水率、白度、光澤度均達到高檔日用細瓷品質要求的鋰輝石質高檔日用細瓷。該產品具有燒成溫度較低(1290℃～1300℃)、燒成周期短(由以前的16h縮短到13h)，而且產品的釉面外觀品質接近二次燒成的高檔骨質瓷產品。不僅節約了燒制的費用，而且還延長了窯爐和窯具的使用壽命，減少了產品的變形、落渣等缺陷。
本試驗所采用的坯用原料主要有煅燒鋰輝石、內蒙長石、大同土、貴州土、石英、龍巖土、龍巖淘洗土、工業氧化鋁等。釉料的主要原料有方解石、熟滑石、瓷粉、煅燒氧化鋅、蘇州土等。其原料的化學組成見表1。
按照配方設計及計算的原則，所設計的坯釉料配方既要有合理的化學組成，以便通過合理的燒成獲得較理想的物相組成，又要充分利用粘土類原料所具有的工藝性能，來滿足坯釉料的各類性能要求。因此，在配方設計前要先對粘土原料進行工藝性能測試。
在確定坯體配方時，首先，需要對各種原料的化學組成、工藝性能，以及目前國內外所有高檔白瓷瓷種的組成、坯料的工藝性能要求等進行分析，并結合筆者公司生產的實際情況，初步確定坯體的配方組成。試驗證明，鋰輝石用量較少時，不能體現出鋰輝石質高檔瓷的特性，產品品質達不到要求。但用量過多，則會導致生產成本提高，以及坯體膨脹系數大幅降低等問題。因此，當鋰輝石的加入量為4%～8%時，瓷器的瓷質釉面達到較理想的效果。另外，由于天然鋰輝石的晶型為α-鋰輝石，在加熱到1100℃以上時，就會轉變為β-鋰輝石，同時伴隨著30%～40%的體積膨脹，容易引起坯體開裂，所以鋰輝石必須要在煅燒以后才能使用。同時，為了進一步提高坯體的白度，筆者在配方中加入了6%～10%的工業氧化鋁作為增白劑;加入1%～3%的煅燒滑石作為礦化劑，以促進燒結，改善瓷器的性能;加入1%～5%的B4增塑劑，以增加泥料的可塑性能。經過一系列配方優化試驗，確定效果較好的配方為A。
根據生產經驗，性能較好的泥漿需要對泥料進行預先加工。其加工步驟為，先用濾泥機壓濾成泥餅，以減少泥料中的膠性物質，提高泥漿的穩定性;為了保持產品色調的一致，可以直接用打漿工藝把壓濾好的泥餅加工成漿狀;為了改善泥漿的脫模性能，可以添加Pc-67添加劑。Pc-67在國內的部分廠家已有應用，但使用還未普及，其主要原因是人們對它的性質不是十分了解。Pc-67最初是由德國生產的一種新型的陶瓷泥漿稀釋劑，淡黃色粉末。而筆者公司使用的是代理商已經用水稀釋過的，具有一定濃度的Pc-67溶液。Pc-67是一種高分子聚合物，它的主要成分為二甲基乙烯丙基氯化銨與羥甲基纖維素的共聚物，即將二甲基乙烯丙基氯化銨支鏈接在羥甲基纖維素的長鏈上。當它溶于水時，由于氯化銨的水解，產生了點正電荷的聚陽離子和帶負電荷的氯離子。由于粘土表面帶有負電性，因此，季銨鹽陽離子對粘土表面的離子有強烈的吸附作用，并可置換吸附在粘土表面的Na+、Ca2+等水化離子，起稀釋作用。同時，羥基纖維素鏈上的羥基對粘土小顆粒有吸附作用，使小顆粒團聚，增加泥漿的流動性，并阻止大部分小顆粒進入石膏模型空隙，從而增加泥漿的滲透性。但羥基纖維素主鏈和支鏈的其他基團都為親油基，所以疏水性較好，利于泥漿脫水。由此可見，Pc-67是一種性能優良的陶瓷泥漿添加劑，有待在陶瓷生產中進一步擴大應用。經過反復試驗，筆者確定了最佳的電解質加入量，即當腐殖酸鈉加入0.15%、Pc-67加入0.5%時，泥漿的性能比較穩定、成坯率較高。
責任編輯：陳莎婷
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