乳浊釉
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高档瓷砖锆乳浊釉是目前瓷砖企业广泛采用的一种釉。
锆釉的成本比锡釉低,其性能比钛釉稳定,而且在各种气氛下均能产生稳定的乳浊效果。
锆乳浊釉除加入ZrSiO4、ZrO2外,还可加入由ZnO、CaO、MgO、BaO、ZrO等形式的化合物MZrO3,在个别釉中还可以加入Na2ZrO3作为乳浊剂来制备固相乳浊釉。
在釉中形成乳浊相的为锆英石和ZrO2两种晶相。
1.含锆乳浊剂
瓷砖锆乳浊釉中最实用的乳浊剂是天然的锆英砂和精选后的硅酸锆。
天然锆英砂引入到熔块中要经过精细加工后才能使用,以求达到良好的乳浊效果。
应用锆英石作乳浊剂时对粒度的要求如下。
(1)配入熔块中使用时,为使其全熔融,磨碎后至少通过250目筛。
(2)直接配入釉中使用时,要求通过325目筛,以求实现乳浊作用和提高釉的耐磨性能。
(3)直接配入釉中作乳浊剂时,要求粒度平均在1.0μm左右,对快烧产品,要求粒度小于1.0μm为佳。
2.锆釉的特点
(1)机械强度高,化学稳定性好,乳浊效果好且稳定,不受气氛影响。
因为ZrSiO4晶体是八面体结构,Zr4+与周围的8个O2-几乎是等距离相联系,在各种气氛下均能稳定存在,所以锆釉的性能比较稳定。
(2)ZrSiO4来源丰富,价格便宜。
(3)高温下具有较高的黏度。
加入锆英石后釉的黏度随其量的增加而直线增加,釉熔体具有较大的高温黏度,在生产中应防止釉面产生针孔、波纹等釉面缺陷。
(4)热膨胀系数小,有利于提高釉的热稳定性。
3.锆釉乳浊机理
锆乳浊釉的乳浊能力是釉层中析出或残余的锆化合物微晶粒,使入射光在基础釉与锆化合物形成的界面上产生折射、反射、散射等光学现象,使釉层失透,形成乳浊。
不论釉的组成、制备工艺和使用温度怎样,锆釉不外乎以下两种情况。
(1)当釉料组成中SiO2含量>50%时,釉中乳浊主晶相是锆英石.对生料釉来说,这种锆英石是加入的锆英石原始粒子;对熔块釉来说,这些锆英石是在釉烧过程中析出的结晶锆英石。
当釉中含有B,F等矿化剂时,能抑制锆英石晶体的发育,微小锆英石晶相量增多,乳浊效果增强。
(2)当釉料组成中Sio2含量<50%时,釉中乳浊相由锆英石和单斜ZrO2构成,它们来自熔解的锆英石。
在烧成过程中析出的SiO2在高温下呈四方晶体结构,冷却后变成单斜晶体,伴随体积变化可能导致釉中出现微裂纹。
高档瓷砖钛乳浊釉
1.TiO2晶体的性质
在自然界TiO2有三种结晶形态:金红石型、锐钛矿型和板钛矿型。
高档瓷砖板钛矿型是不稳定的晶型,在650℃以上将转化成金红石型,因此在工业上没有使用价值。
锐钛矿型在常温下是稳定的,但在高温下要向金红石型转化,其转化率与制造方法及锻烧过程中是否加有抑制剂或促进剂等条件有关,一般认为在165℃以下不进行晶型转化,超过730℃时转化速度较快。
金红石型是最稳定的结晶形态,结构致密,与锐钛矿型相比有较高的硬度、密度、介电常数与折射率2.钛乳浊釉的乳浊机理
瓷砖钛乳浊光泽釉属于二次析晶型乳浊釉。
在釉中引入TiO2,烧成过程中析出锐钛矿型、金红石型、钛榍石(CaO·TiO2·SiO2)或钙钛矿(CaO·TiO2)成为分散相,使釉层产生强烈的乳浊效果。
在高硼、高锌的釉中,也可能由于分相,出现富含CaO、TiO2、ZnO、B203液相,呈现乳浊。
将人工合成金红石或锐钛矿引入熔块或生料釉,控制釉中富含硅和钙,釉烧冷却时析出钛榍
石(CaO·TiO2·SiO2),呈现乳浊状态。
若烧成温度过高,由于釉熔体黏度下降,使CaO·TiO2·SiO2的熔解速度大于析出速度,最后导致釉层透明度加大,变成浅褐黄色透明釉层。
3.钛乳浊釉的特点
(1)钛乳浊釉的黏度小,在烧成过程中易形成光滑平坦的釉面。
主要原因是TiO2属于构成玻璃中间体的物质,离子场强比Zr+、Sn4+、Al3+更小,使釉的高温黏度降低,不易形成针孔等釉面缺陷。
(2)钛乳浊釉必须在氧化气氛中烧成。
在微弱的还原气氛下,TiO2中的氧原子容易脱除,形成非化学计量物质,呈现黄色。
(3)釉中CaO及碱金属物质量少而TiO2量偏高时,将形成金红石。
为此,必须采用氧化气氛快速烧成,以防金红石晶体过分长大。
晶体较大的金红石对可见光线的散射能力较大,釉层显黄色。
当金红石的尺寸达几十微米时,釉面无光。
(4)随着TiO2含量的增加,釉的膨胀系数减小,能适应硅灰石质等坯体,改善釉面质量。
(5)当釉中引入的TiO2为5%-8%时,釉面具有抗水解性和耐酸碱性。
(6)钛乳浊釉的乳浊能力极强,可以降低釉料用量,因而釉层较薄,提高釉的弹性,改善坯釉结合性,节约成本。
熔块温度控制:
熔块是一种多元固体混合物,在加热过程中没有固定的熔点,而是在一定量度范围内逐渐始熔、熔化、熔融,形成一种多组分低温共熔体。
一般熔融温度是将待熔物料制成一定标准的小圆柱,加热软化到与底平面形成半圆球形时的温度;熔制温度范围是指由始熔至完全熔化这一过程所经历的温度区间。
每一熔块配方均有适合其自身的热工制度,即适宜的熔制温度和合理的保温时间。
熔融
硼酸、铅丹、碱金属氧化物等挥发,从而改变了整个熔块的化学组成,极易引起针孔和釉泡等缺陷;熔制温度过低,熔块熔化不透,熔块中夹有生料和气泡,易产生釉面针孔、釉泡、桔釉等缺陷,釉的光泽度也大大降低。
合理的熔制温度和熔制周期对熔块质量起到很重要的作用。
熔制温度过低、熔制周期延长,熔液粘度高,排气不良,而且夹生严重;熔制温度过高、熔制周期过长,不仅造成设备能耗增加,产能降低,还加剧了熔块中熔剂性原料的挥发,影响熔块质量。
一般普通熔块熔化温度为1350~1400℃,而高档熔块熔化温度应控制在1450~1550℃;对于铅硼及碱金属元素含量高的熔块,熔制周期应尽量短,防止易熔物挥发;而对于铅硼含量低、碱土金属含量高的熔块,熔化、澄清时间可适当延长,使熔液充分排气、熔块晶莹透亮。
影响熔块质量的因素是多方面的,熔块生产的过程是综合性的技术和管理过程。
要生产出质量合格、成本合理、高质量、高档次的熔块,必须从原料上严格把关,配方上合理调整,掌握混料技巧,严格控制熔制制度等多方面,做到科学管理,合理调配。