卫生陶瓷釉面毛孔产生的原因及克服办法

６
水铝英石 ｍＡｌ２Ｏ ３、ｎＳｉＯ ２·ｐＨ２Ｏ
７
水 云 母（伊 利 水 云 母）
８
水白云母ＫＡｌ２［ＡｌＳｉ３Ｏ １０］（Ｏ Ｈ）２ｎＨ２Ｏ
９
绢云母ＫＡｌ２［ＡｌＳｉ６Ｏ １０］（Ｏ Ｈ 、Ｆ）２
１０
正长石 Ｋ［ＡｌＳｉ３Ｏ ８］
１１
石英 ＳｉＯ ２
１２
叶片状滑石 Ｍｇ３［Ｓｉ４Ｏ １０］（Ｏ Ｈ）２
陶瓷分会建卫瓷专业委员会编， 中国建材工业出版社出版 （１９９８ 年 ８ 月）的《 建筑卫生陶瓷工程师手册 》中， 卫生陶瓷常 见 缺 陷 分 析 中 也 没 有“ 毛 孔 ”“ 针 孔 ”“ 猪 毛 孔 ”等 术 语 的 解 释 ， 只有“棕眼”的解释：“棕眼是指釉层下的坯体上、直径在 １． ５ｍｍ 以内的无釉小孔”等等。笔者认为，“毛孔、猪毛孔、针孔” 应属同一类不同叫法的釉面缺陷， 其特点应是小而且多， 无法 计量， 单从标准角度讲不属于缺陷。而“棕眼”就不同， 尺寸应 比“毛孔”大， 数量少且有限， 否则就被判为不合格品。“毛孔” 和“ 棕 眼 ”在 成 因 上 也 是 不 同 的 。
表 ｌ 列出了 ８ 个不同卫生瓷生坯显气孔率和体积密度检 测的平均值。
从 表 １ 可 以 看 出 ， 卫 生 瓷 干 燥 后 ， 坯 体 中 留 下 了 ３０％ 左 右的气孔， 这是湿坯干燥时失去水分所留下的， 在烧成的低温 和中高温阶段， 由于粘土矿物的氧化分解和有机质的氧化， 还 会形成新的气孔， 此时坯体收缩很小， 总气孔率还在增大。随 着烧成温度的进一步提高， 液相出现（ 对于卫生陶瓷来讲， 温 度 一 般 要 大 于 １１５０℃） ， 液 相 向 气 孔 中 移 动 ， 气 孔 率 减 少 ， 坯 体收缩， 直到显气孔率接近零时为止， 烧成线收缩率一般在 ８－ １０％ 。在液相出现， 坯体开始产生烧成收缩直到收缩结束 ， 气孔率为零这段时间内， 气体排出量最大。这不是结构水的排 出， 也不是有机质燃烧所产生的气体， 而是坯体在干燥和中低 温烧成过程中所留下的气孔中的气体， 如果在这个阶段釉料 熔化（一般都会熔化）， 特别是始熔点较低的釉料， 必然会在釉 面上留下排气孔。如果烧成制度合理， 保温时间长， 釉料高温 粘度小， 毛孔会减少， 或彻底消除， 反之亦然。这就是本文研究 的结果， 同时顺着这一思路去优化成形工艺或调整烧成制度、 或调整釉料配方， 十分有效。
中的物理化学变化
能”有新的认识， 提出来供同行参考。
３．１ 卫生陶瓷坯用原料及其性能
卫 生 陶 瓷 坯 体 用 原 料 主 要 是 粘 土 类 、长 石 类 、石 英 类 和 少
２ 釉面毛孔、针孔的定 义 及 有 关 论 述 量矿化剂。
粘土类原料以高岭土、瓷土、木节土和 矸 石 类 如 大 同 砂
毛孔在李行健主编， 外语教学与研究出版社、语文出版社 石、焦宝石等硬质粘土。也有少数企业为了提高坯体强度或调
（ ４） 高温阶段（９５０℃－ 烧成温度）。在此阶段， 坯体内的氧 化分解未完成的仍在继续进行； 液相出现； 形成新晶体和部分 矿物的晶形转变。液相充填坯体中因水份蒸发和有机物分解 迤出后所留下的空隙中， 坯体收缩， 空隙中的空气被赶出坯 体。
从以上反应我们可以看出： 所有粘土矿物和杂质的氧化 分解反应在 １０００ 度前基本结束， 而熔剂类原料和硅质原料中 除瓷石中含有少量粘土矿物在烧成过程中有结构水释放外， 再就是少量杂质的氧 化 分 解 ， 这 些 反 应 也 都 会 在 １０００℃之 前 结束。
４ ３０．１３ １．７７
５ ３０．５４ １．７６
６ ３０．２９ １．７７
７ ２８．９４ １．７８
８ ２９．３６ １．７７
２２
１ 珍珠陶土 ２０
６
２ 地开石
１８ ３ 高岭土
５
１６ ４ 高岭土
４
１４ ５ 高岭土
２３
１２ ６ 多水高岭石
１
１０ ８
６ ４
２ ０
１００ ２００ ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ ８００ ９００ 温度℃
“ 釉 面 呈 现 的 小 孔 （或 称 棕 眼 、 猪 毛 孔 、 针 眼 ， 对 应 英 文 是 利石、绢英岩等。有些企业为了降低烧成温度， 在坯料中加入
ｐｉｎ－ ｈｏｌｅ）”。在轻工业部第一轻工业局编、轻工业 出 版 社 出 版 少量矿化剂，如白云岩等， 也属于熔剂类原料。
（１９８４ 年 ８ 月）的《 日用陶瓷工业手册 》对“毛孔”的解释是“釉
中国陶瓷工业 ２００８ 年 ４ 月 第 １５ 卷第 ２ 期
ＣＨＩＮＡ ＣＥＲＡＭＩＣ ＩＮＤＵＳ ＴＲＹ Ａｐｒ．２００８ Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．２
文章编号： １００６－ ２８７４（ ２００８） ０２－ ００２８－ ０４
卫生陶瓷釉面毛孔产生的原因及克服办法
马养志 梁振海 成智文
（咸阳陶瓷研究设计院， ７１２０００）
摘 要 从原料、坯料的性能和在成形、干燥、烧成过程中的物理化学变化， 说明卫生陶瓷釉面毛孔产生的原因。笔者根据自己
的研究结果， 提出了卫生瓷釉面毛孔产生的最主要原因和克服办法。
关键词 卫生陶瓷， 釉面毛孔， 产生原因， 克服办法 中图分类号： ＴＱ１７４．４＋３ 文献标识码： Ａ
定义是“釉面出现针样小孔眼”。在国标 ＧＢ６９５２－ ２００５《 卫生
出 版 的《现 代 汉 语 规 范 词 典 》的 解 释 是 汗 孔 。 陶 瓷 釉 面 上 的 节泥浆性能 ， 在坯体配方中加入少量膨润土类强可塑性粘土。
“ 毛 孔 ”在 ＧＢ３３０３－ ８２《 日 用 陶 瓷 器 缺 陷 术 语 》中 的 定 义 是
长石类原料是指熔剂类原料 ， 如钾长 石 、钠 长 石 、瓷 石 、伊
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中国陶瓷工业
２００８ 年第 ２ 期
１
高岭石Ａｉ４［Ｓｉ４Ｏ １０］（Ｏ Ｈ）８
２
多水高岭土Ａｌ４［Ｓｉ４Ｏ １０］（Ｏ Ｈ）８４Ｈ２Ｏ
３
迪开石 Ａｌ４［Ｓｉ４Ｏ １０］（Ｏ Ｈ）８
４
蒙脱石（Ｃａ、Ｎａ（） Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ） ２［（Ｓｉ、Ａｌ）４Ｏ １０（］ Ｏ Ｈ） ２， ｎＨ２Ｏ
５
伊利石 ＫＬｉ（Ａｌ、Ｆｅ）２（Ｏ Ｈ）｛２ ＡｌＳｉ３Ｏ １０｝·ｎＨ２Ｏ
１ 前言
陶 瓷 》中 没 有 针 孔 、毛 孔 的 术 语 解 释 ， 只 给 了“ 棕 眼 ｐｉｎｈｏｌｅｓ” 的定义“釉面上尺寸不大于 １ｍｍ 的小孔”。由中国硅酸盐学会
卫生陶瓷使用功能中最重要的一条是冲洗功能， 而冲洗 功能中看似容易而实际最难解决的是洗净功能。影响卫生陶 瓷洗净功 能的主要因素除了卫生瓷结构因素外， 就是卫生陶 瓷釉面的平滑度和光洁度， 也就是我们通常所说的釉面质量。 所有陶瓷工艺书都有专门讨论改善釉面质量、减少釉面缺陷 的 方 法 。有 关 产 品 标 准 和 名 词 术 语 标 准 对 釉 面 缺 陷 的 种 类 、命 名和允许某种缺陷出现的数量进行了界定和规范。有不少专 家、学者和企业为改善卫生陶瓷釉面质量和减少釉面缺陷作 了大量工作 ， 取得了丰硕的成果， 如自洁釉、超平滑釉等。但从 根 本 上 解 决 釉 面 质 量 、特 别 是 解 决 影 响 釉 面 洗 净 功 能 的 毛 孔 、 猪毛孔、针孔缺陷的方法虽然有但 很 难 奏 效 ， 所 以 我 们 还 是
４ 卫生陶瓷釉面毛孔产生的原因分析
４．１ 文献上所介绍的釉面毛孔产生的主要原因 前面己经讲过， 所有陶瓷工艺书上都有釉面毛孔、针孔产
生原因的论述， 概括起来有以下几个方面： （１） 原料方面的原 因。坯釉料中有机物和碳酸盐含量太高， 烧成时气体排出所产 生； （２）成形方面的原因。注浆时操作过急， 使泥浆中的气体来 不急排出或泥浆过热发酵等； （３）干燥方面的原因。坯体干燥不 透， 烧成时气体排出； （４）烧成方面的原因。釉料粘度大， 气体不 易 排 出 或 烧 成 曲 线 不 合 理 、烧 成 温 度 不 够 。 ４．２ 本文的研究成果
１３
方解石 ＣａＣＯ ３
１４
白云母 ＣａＭｇ（ＣＯ ３）２
１５
叶腊石 Ａｌ２［Ｓｉ４Ｏ １０］（Ｏ Ｈ）２
１６
磷灰石 Ｃａ５（ＰＯ ４）Ｆ
２０ ２００ ４００ ６００ ８００ １０００ １２００℃
图 ２ 常用陶瓷原料差热曲线 Ｆｉｇ．２ ＤＴＡ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｃｅｒａｍｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
５ 卫生陶瓷釉面毛孔、针孔克服办法
（ １） 坯釉料精选； （ ２） 注浆前保持模具合适的水分； （ ３） 施釉前保持坯体清洁并不能过干。 以上三条是常规要做的， 也就是基础条件， 是保证施好釉 的 前 提 。本 文 着 重 强 调 避 免 和 减 少 釉 面 毛 孔 、针 孔 的 主 要 措 施 有以下面几点。 （ １） 注 浆 前 的 泥 浆 要 缓 慢 搅 拌 ， 排 除 泥 浆 中 裹 入 的 气 泡 。 经验证明， 传统工艺中的抽真空， 都达不到缓慢搅拌的效果。 因为传统工艺在抽完真空后又用空气压力送浆， 加上泥浆快 速注入高位槽的过程中又裹入了新的气泡， 在一定程度上又 抵消了抽真空的效果。笔者曾对抽真空泥浆与不抽真空泥浆 所成形的坯体进行过详细研究， 结果是抽真空泥浆所成形的 坯体的气孔率还高于不抽真空的泥浆所成形坯体的气孔率， 这就是以后新建的生产线为什么不用抽真空工艺的原因之
（ ２） 烧成的低温阶段（室温 － ３００℃）。此阶段主要是残留水 分的排除， 体积基本没有变化。
（ ３） 氧 化 分 解 阶 段（３００－ ９５０℃）。 粘 土 及 其 它 矿 物 结 构 水 的排除； 坯体内有机物的氧化分解； 硫化物的氧化； 铁化合物 的氧化； 碳酸盐的分解等。在这个阶段坯体在体积上基本没有 变化， 同时留下了第二部分空隙， 这些空隙由空气充填。
本文所讨论的釉面缺陷仅指毛孔缺陷产生的原因和克服 方法。
有必要对其进行深入研究。如前所述， 不少论文、论著对釉面 毛 孔 、针 孔 产 生 的 种 种“ 可 能 ”都 作 了 论 述 ， 提 出 了 解 决 方 法 ，
３ 卫生陶体在成形、干燥和烧成过程
但 由 于 这 些“ 可 能 ”几 乎 覆 盖 了 陶 瓷 工 艺 的 全 过 程 ， 实 际 操 作 起来难度很大。本文作者根据自己的经验和研究， 对这些“可
图 １ 高岭土类原料曲线失重 Ｆｉｇ．１ Ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓ ｓ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｋａｏｌｉｎｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
（ １） 干燥阶段。卫生陶瓷成形后的水坯含水率在 １７－ ２０％ ， 干燥阶段主要的物理变化是坯体失水 ， 达 到 含 水 率 约 １－ ２％ ， 体积收缩， 直到颗粒接近靠拢并在颗粒与颗粒之间留下约 ２０－ ３０％ 的气孔。
有“针孔 ｐｉｎｐｒｉｃｓ”和“棕眼 ｐｉｎｈｏｌｅｓ”两种不同的缺陷术语。其 的作用 。
中“ 针 孔 ”的 定 义 是“ 釉 面 出 现 针 刺 状 的 小 孔 ”， 而 给“ 棕 眼 ”的 ３．２ 卫生陶瓷坯体在干燥和烧成中的主要物理化学变化
收稿日期： ２００７－ １２－ １０ 通讯联系人： 马养志， 男， Ｅ－ ｍａｉｌ：ｍａｙａｎｇｚｈｉ２００３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
Βιβλιοθήκη Baidu
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中国陶瓷工业
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表 １ 卫生陶瓷生坯显气孔率和体积密度 Ｔａｂ．１ Ａｐｐａｒｅｎｔ ｐｏｒｏｓ ｉｔｙ ａｎｄ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓ ｉｔｙ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｓ ａｎｉｔａｒｙｗａｒｅ
ＮＯ 气孔率％ 体积密度 ｇ／ｃｍ３
１ ３１．１２ １．７４
２ ３０．５３ １．７６
３ ３０．７３ １．７７
石英类原料主要指硅质岩， 如石英岩、砂岩、粉砂岩等。
面呈现小孔”。在国标 ＧＢ／Ｔ９１９５－ １９９９《 陶瓷砖和卫生陶瓷分
粘 土 原 料 的 主 要 性 能 是 可 塑 性 、结 合 性 、烧 结 性 和 耐 火
类 及 术 语 》中 的“ 缺 陷 名 称 术 语 ”中 设 有 毛 孔 的 术 语 出 现 ， 但 性 。粘土类原料在卫生陶瓷的成形 、干 燥 和 烧 成 中 具 有 重 要
文献上所讲的原因是先辈们研究和实践的结晶， 这是我 们必须承认的。但笔者根据 近年研究和工作实践体会到， 除 了文献上介绍的几种原因会造成釉面毛孔、针孔外， 更为重要 的原因是坯体干燥后在坯体中留下的空隙， 在这些空隙中所 充填的空气在烧成时排出而造成的。
图 ｌ 是高岭土类原料的失重曲线图， 而图 ２ 是常用陶瓷 原料差热曲线图， 从这两幅图可以看出： 所有陶瓷原料的分解 反 应 ， 均 在 １０００℃之 前 结 束 ， 这 与 前 面 介 绍 的 卫 生 陶 瓷 坯 体 在 卫 生 瓷 干 燥 、烧 成 工 艺 过 程 中 的 物 理 化 学 变 化 相 一 致 。一 般 来讲， 坯体由于是由多种原料组成的， 每种原料所占比例有 限， 其反应强度比单一原料要弱， 反应温度要提前一些。图 ３ 某卫生瓷坯体的差热曲线就充分证明了这一点。也就是说， 如 果釉料在此之前没有完全熔化， 釉面针孔一般来讲， 不可能是 由原料分解和有机质氧化所造成的。