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微晶玻璃陶瓷復合磚氣孔與平整度控制

來源: 作者:佚名 2003/6/9 0:00:00

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  一、前言

  微晶玻璃陶瓷復合磚、集玻璃、陶瓷、石板材的優(yōu)點為一體,是一種新型的建筑材料,

已廣泛地應用于建筑裝飾行業(yè)的各個方面,市場的發(fā)展空間很大。不少拋光磚生產(chǎn)廠家紛紛

效仿生產(chǎn)。但是,由于對微晶玻璃工藝的不夠了解,也造成了一些損失,走了不少彎路,尤

其難以控制的氣孔與平整度,使生產(chǎn)廠家不舒服,筆者通過大量生產(chǎn)實踐,對氣孔與平整度產(chǎn)

生的缺點進行了研究,希望能提供一些參考。

  二、氣孔的產(chǎn)生與控制

 。ㄒ唬┐u坯中氣孔的產(chǎn)生。主要原因:微晶玻璃陶瓷復合磚目前成熟的工藝是先素燒坯

體,再把微晶熔塊顆粒集積在素坯上,經(jīng)過晶化燒成,再拋光,切割。素坯在燒成中,由于

坯體中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系、無機鹽沒有完全排干凈;另外,粉料中顆粒狀的雜質(zhì)(如鐵質(zhì)、未磨細的殘

渣顆粒),將產(chǎn)生比非常大的氣孔或氣泡。解決的方法:在配方中盡量少用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系、無機鹽較多

的原料,燒失量控制在5%以下;原料制備過程中,控制好泥漿的細度,一般為0.5~0.8%

(萬孔篩篩余);嚴格控制過篩除鐵工序,采用磁力非常大的除鐵器;噴霧塔粉料運輸過程中,

要加強工藝控制,嚴防雜質(zhì)的混入;在燒成過程中,要增加氧化時間,以有利于碳酸鹽、硫

酸鹽的充分分解氧化。

 。ǘ┪⒕蹓K顆粒中產(chǎn)生的氣孔。主要原因:由于采用二次集積法生產(chǎn)工藝,首先必

須熔制微晶玻璃顆粒。為了產(chǎn)生好的結(jié)晶體,一般都必須控制玻璃態(tài)的產(chǎn)生,如果玻璃態(tài)過

多,玻璃顆粒流動性太強,單位體積密度加大,不但晶體態(tài)物質(zhì)不容易產(chǎn)生,而且還容易產(chǎn)

生氣孔。仔細觀察,大多數(shù)是從顆粒中冒了來的,形狀為圓孔,比較小,而且密集。解決的

方法:微晶熔塊配方中,不宜過多地使用鉀、鈉、硼、鉛的氧化物,熔制溫度不能太低,一

般超過1500℃,保溫時間要長,以便各種氧化物充分分解;要注意晶體物質(zhì)與玻璃體的

比例,嚴格控制燒成曲線,在微晶顆粒半熔融狀態(tài)下,保持顆粒之間有一定的玻璃相就要開

始冷卻。

 。ㄈ┪⒕蹓K顆?障堕g產(chǎn)生的氣孔。主要原因:為了使晶核大量產(chǎn)生,需要盡量增

大單位體積,采用不同級別的微晶熔塊顆粒,這樣顆粒之間的空隙就會產(chǎn)生,不可避免地有

空氣儲存在顆粒之間,如果工藝控制不當,就會產(chǎn)生氣孔,這種氣孔的形態(tài)是圓形的,有大

有小,一般內(nèi)層與底層看到的氣孔是比較典型的顆粒之間的氣孔。解決的方法:要控制好微

晶熔塊顆粒級配,太細了熔點會偏低,還沒有排完氣體,就封閉了表面,再排氣時就容易產(chǎn)

生氣孔,太粗則提高了燒成溫度,大顆粒未熔融,使表面凹凸不平,拋光后就容易看到氣孔

了。較重要的是控制好燒成曲線,在始熔之前要盡量排完氣體,要使顆粒體積及收縮緩慢地

進行,窯爐不能有空氣進入,微正壓燒成。

 。ㄋ模刹划敭a(chǎn)生的氣孔。主要原因:燒成溫度偏高,熔塊顆粒之間的體積收縮速度

太快,單位密度增加也會過快,空氣排除就會受阻;如果這時的溫度繼續(xù)升高,就會產(chǎn)生二

次氧化,單位密度會減少,體積又膨脹,這樣一縮一脹,將使表面產(chǎn)生微小的氣孔,而且很

密集,拋光后很容易看出來。相反,如果燒成溫度偏低,制品表面的玻璃物質(zhì)減少,難以熔

合熔塊顆粒之間的空隙,拋光后就會容易看出孔徑不規(guī)則的氣孔。還有一種情況是熔融時間

不夠,部分溫度過高,使熔塊顆粒粗的未熔融,細的熔融過頭,這時的氣孔有大的,有小的,

也有微小的,顯得很不規(guī)劃,不容易判斷。我們知道,一定的溫度時,開始產(chǎn)生晶核,物體

在熔融狀態(tài)下,不會有晶相產(chǎn)生,當熔融物體冷至凝固點時,晶核周圍開始層層圍繞的晶體

產(chǎn)生了,這時,熔融體內(nèi)的飽和物體開始轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,熔融體變成脆性材料,形成了玻璃體,

這種既有晶體又有玻璃體的物質(zhì),就構(gòu)成了微晶玻璃。晶核在0.1μm~1μm之間,肉

眼是無法看到的,我們看到的晶體在0.5~3mm之間。在微晶玻璃復合磚的燒成中,為

了有效地得到豐富多彩的晶體,必須了解晶體產(chǎn)生的原理,以便得到有效的工藝控制手段。

解決的方法:在制定熔塊配方時,要有飽和的物體產(chǎn)生。目前的微晶熔塊的飽和物體主要是

硅灰石或透輝石,呈針柱狀的晶體。在考慮晶體數(shù)量的同時,也要考慮玻璃體的數(shù)量。一般

情況下,熔塊顆粒的燒成溫度控制在1080~1120℃(三角錐溫度),這樣有利于晶

化的燒成范圍,提高燒成速度。制定燒成曲線時,盡量增加保溫時間,不能把局部溫度提得

太高,使其體積收縮和冷卻速度比較緩慢地進行,從燒制好的制品表面觀察,既要有無光的

晶體,又要有有光的玻璃體。

 。ㄎ澹⿸伖獠划敭a(chǎn)生的氣孔。主要原因:拋光時由于使用的磨光太粗,磨的高層度過大,

使內(nèi)層的氣孔拋到了表面,一般是局部的大小不一的氣孔。解決的方法:拋光時磨頭選擇從

粗到細,每個型號的磨頭只能磨很淺的一小部分,拋光的總厚度控制在0.2mm左右,自

動拋光機上的磨頭必須采用萬向型的;控制好晶化燒成表面的平整度,不能產(chǎn)生太大的起伏。

  三、平整度的調(diào)整

  微晶玻璃陶瓷復合磚,是由兩種材料經(jīng)高溫復合而成,就有上、下材質(zhì)的匹配問題。把

微晶熔塊顆粒集積而成的體積收縮,同底磚體積收縮,如果是瓷質(zhì)磚,只有單項的表面厚度

收縮,兩者之間產(chǎn)生的內(nèi)應力就會有差別,這就必須使底磚坯與微晶熔塊顆粒之間的膨脹系

數(shù)相匹配。我們這里討論的是坯體微晶熔塊在加工工藝成熟的條件下,對制品平整度的影響。

  (一)陶瓷磚坯與微晶熔塊顆粒的膨脹系數(shù)。底磚坯的膨脹系數(shù)大于微晶熔塊顆粒,制

品向上凸;反之,制品向下凹。當熔塊已定時,如果制品向上凸,就要減少底磚坯的膨脹系

數(shù)。方法是:在耐火度已夠的情況下,減少配方中的石英,鉀鈉氧化物含量,增加鈣鎂氧化

物含量,反之則相反。如果底磚坯的耐火度不夠,就會帶有扭翹現(xiàn)象,這時,首先必須提高

配方中的氧化含量,再來按上述調(diào)整平整度,根據(jù)不同的原料,氧化鋁的含量在17~23%

范圍內(nèi)比較合適。

 。ǘ┑状u厚度不變的情況下,微晶熔塊的厚薄影響平整度。由于微晶熔塊顆粒是集積

在底磚上,未燒時的體積比非常大,當溫度逐步升高時,體積也在逐步收縮,到燒成溫度時,

體積減少了50%。不同的厚度對其產(chǎn)生的膨脹力是不一樣的,實驗證明:同等條件下,當

熔塊顆粒集積在3~8mm厚度范圍內(nèi),隨著熔塊顆粒厚度的減少,燒成的制品會向上凸,

即厚度與膨脹系數(shù)成正比。在工藝操作中,要保持熔塊顆粒的一致性,不能時厚時薄。同樣,

在調(diào)整好了顆粒的集積厚度后,底磚厚薄就會影響到熔塊顆粒的厚薄,壓磚的厚度一定要控

制好。另外,較高燒成溫度也影響了微晶層的厚薄,要保持窯爐溫度的一致性。

 。ㄈ芍贫葘ζ秸鹊挠绊。同一般施釉制品一樣,燒成制度能調(diào)整制品的平整度。

當制品上凸時,要適當降低下溫,增加上溫。反之,則相反。當發(fā)現(xiàn)扭翹時,如果磚坯的含

氧化鋁量已足夠時,要檢查窯爐的水平溫差,或者是曲線前后的上下溫差不合理,如果含氧

化鋁不夠,在配方中就必須增加氧化鋁的含量。著重要注意的是,由于微晶熔塊顆粒的厚度

一般都堆得比較高,上凸下凹調(diào)整的要點放在高溫后的冷卻階段,適當延長冷卻時間,不但

有利于晶相的產(chǎn)生,也有利于平整度的調(diào)整。實驗證明,制品冷卻后,由于微晶熔塊顆粒的

厚度、底磚的厚度在散熱過程中是不同步的,兩者的內(nèi)應力緩慢地釋放出來,到拋光階段會

發(fā)現(xiàn)制品向下凹了0.2~0.6mm,因此,制品出窯時要調(diào)整到向上凸0.2~0.6mm,

以便反彈后保持平整度。

 。ㄋ模⿸伖膺^程中對平整度的調(diào)整。微晶玻璃集積法,除了操作不當產(chǎn)生表面的不均勻,

在燒成后會形成一個大球面。而且顆粒間的空隙產(chǎn)生的氣孔多少會有一些,目前的工藝技術,

只能保證表面不產(chǎn)生氣孔,拋光厚度控制在0.2mm~0.5mm。因此,在拋光時,不

能象拋光磚那樣,先刮平后拋光,只能直接進行拋光,而且,磨頭要能自由轉(zhuǎn)動,這樣既避

免了氣孔的產(chǎn)生,又保持了表面平整度控制在0.1~0.2mm。當然,底磚背面可以刮

平,但是要注意背后的設計合理,刮平后不影響鋪貼。

  四、結(jié)束語

  微晶玻璃陶瓷復合磚的生產(chǎn)剛起步,在工藝操作當中會存在這樣那樣的問題,還有待于

深入地探討。以上討論的兩大問題,是在原材料正常的情況下,純屬技術方面進行的討論。

其實,我們有些企業(yè)產(chǎn)品缺點的產(chǎn)生,屬管理方面的因素比較多。也有原材料不穩(wěn)定、工藝

控制不嚴、沒有標準化的原料等等,筆者希望微晶玻璃陶瓷復合磚剛起步的企業(yè),能夠多從

理入手,嚴格控制原材料進廠,嚴把質(zhì)量關,使這項新產(chǎn)品做到新工藝、新技術、新管理,

給消費者一個全新的感受。

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