无机非金属材料的研制及性能表征

无机非金属材料的研制及性能表征
这些年，干法静电喷涂是一类先进的涂搪技术在搪瓷技艺中广泛的被应用。

碳酸钙是一类重要的无机非金属材料，作为工业制品的关键填充剂与助剂。

搪瓷性能的好坏直接关系到搪瓷粉末的发展和销量，所以对其性能的测试及置换的配方调配都是需要重点关注的问题。

鉴于此，本文对无机非金属材料的研制与性能表征进行分析与探究具有较为深远的意义。

1、无机非金属材料低温静电搪瓷的研制与性能表征
1.1基本研制原理
低温静电搪瓷的研制关键在于新型先进的静电粉末喷涂法。

这种方法是根据粉末涂料在高压静电场条件下通过感应起电或者摩擦起电，同时让接地的被涂抹物拥有和粉末涂料相反的电荷。

本实验所使用的就是通过电晕放电式荷电静电粉末喷枪。

这类喷涂工艺凭借压缩空气把搪瓷粉末利用管道传输到带有负电的高压喷枪例，让它拥有负电荷然后喷射出，被涂抹在带有正电荷的净坯上，从而构成了均衡的瓷粉层，通过烧纸最终得到了瓷器表面光滑、亮度很好的成品。

当粉末涂料通过静电粉末喷枪给被涂物进行涂抹时，带电荷的粉末涂料被添加进带相反电荷的被涂物表层，之后被涂物进入烘烤炉例让粉末涂料融化流平或者交联固化成膜状。

这是目前国内外使用的最多、最普遍的一种粉末涂料涂装方式。

具体操作流程见图1-1、1-2所示图1-1手动静电喷枪使用经过
a-静电式喷枪b-电离出的负氧离子c-带电搪瓷粉末d-附带有搪瓷颗粒的部件
图1-2静电喷涂的简单配置
1.流化粉桶
2.喷粉间
3.待涂部件
4.喷枪；Q：粉末流化率n：沉积效率
1.2静电干粉搪瓷的优势与性能表征
静电干粉涂搪的技艺特征就是需要的粉量不多，瓷粉的使用率可以达到95%以上，工业品的品质较好，底坯提前处理简单方面，属于涂搪技艺的跨越式改进，是以后国内外大、中型搪瓷生产企业发展的重要技术目标。

因为这类涂搪技艺是根据基板和瓷釉粉末之间的静电作用而引发粘附的原理，一般需要让瓷釉粉末拥有很好的绝缘电阻率，大概是1014至1016欧姆.厘米。

不然粘附于基板处的瓷釉就会因为缺乏电荷而掉落下来。

所以，必须在粉末的外层覆盖上一层高电阻的有机聚合物，从而提升瓷釉的绝缘电阻。

静电喷涂技艺有着过去的干法、湿法涂搪技艺所没有的显著优点：①在很好的光泽度、匀称的色彩、相一致的瓷壁厚度上，这项工艺都拥有其独特的效果。

②它在某些程度很好的降低了能源损耗，节约了一定劳动力。

③瓷釉粉的使用率很高，同时可以在密封体系中完成回收再利用，减少了不必要的污染，主要是因为喷粉室利用了回收装备；④瓷壁较薄，材料的使用少，被喷涂的部件没有留下死角部分。

⑤有关的金属坯件的前期提前处置需要不多。

更加显著的优点是，它能够满足不间断大规模生产工业品制造的需求，和传统工艺比较它的工序更加简单高效。

总而言之就是，它有着涂壁厚度匀称、表层品质好、耐酸碱腐蚀性、机械性能好、成品的使用期限长、无污染与生产效率高。

具体见图1-3：
图1-3静电喷涂和过去涂搪方式的有关性能对比
静电搪瓷粉末老化的问题一般可以经过以下方式来有效处理：添加固化剂、增添催化剂、提升温度、预水解玻璃料表层。

2、无机非金属材料碳酸钙的研制与性能表征
2.1人工合成高聚物聚乙二醇对于碳酸钙晶体培育的调节
碳酸钙不但是矿物质中关键的一类，而且也是一类非常关键的无机非金属材料，是工业品中的关键填充剂与助剂。

它作为一类重要的无机填料，目前已经广泛的应用在橡胶、涂料、油墨、日用化工、医药、食品等行业上。

随着以上行业的迅速发展，碳酸钙制品正走向粒径极细化、晶型多样化和表明改性目标发展，让它不仅有填充效果还
有很好的补强性。

为了适应多用途，调节晶体的培育化学工作已经在国内外开展起来了，拥有一定构造的有机表层包括自组装单分子膜、LB膜、生物大分子和某些离子、蛋白质等被普遍的用来当成模板调控碳酸钙的晶体培育。

另外能够阻挡碳酸钙结晶形状相互变化，以此获得亚稳定状态的结晶形状。

这些年，人工合成的高聚物在矿化中被普遍的使用，研究证明，拥有低分子量的聚合物添加剂能够有效促进碳酸钙晶体的成长。

其中聚乙二醇就属于这种聚合物，无毒，是非离子表面活性剂，有亲水基团与疏水基。

碳酸钙的结晶发生在室温条件下，利用直接沉淀的方式完成。

先调配实验需要的所有PEG溶液，然后2.22gCaCl2（0.02mol）和2.12gNa2CO3（0.02mol）分别溶于100mL 上面的溶液里。

然后把Na2CO3（100ml，0.2M）溶液在磁力搅动中慢慢滴进CaCl2（100mL，0.2M）溶液。

搅动10分钟后把溶液密封，经过一天后的沉淀抽滤，从而得到碳酸钙沉淀，使用多次蒸馏水与无水乙醇洗涤。

然后干燥。

2.2不同分子量的PEG体系中获得的碳酸钙晶体的表征
不同分子量的PEG的浓度调控在0.5%左右。

在PEG*****体系中获得的碳酸钙晶体，大部分是斜方六面体形状，颗粒大小不匀称，规模的差距显著，表层相当粗糙，棱角不太分明。

而在*****的体系中，不但有方解石的特点吸收峰，还有球霰石的吸收峰。

因而得出结论，在PEG*****与PEG*****D的体系引发下，得到的CaCO3晶体是方解石晶型，属于高分子量的PEG体系有助于方解石晶型的稳固。

结语
通过本文探究，认识到无机非金属材料的研制的经过，因此对其性能表征进行加强便显得极为重要。

然而，这是一项较为系统的工作，不能一蹴而就，需要从多方面完善，比如人工合成对于碳酸钙晶体培育。

相信做好以上这些，无机非金属材料的研制将能够得到有效强化，进一步为无机非金属材料的发展奠定尤为坚实的基础。