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石英残留的影响
发布时间:2017年02月27日    点击次数:    作者:石英仪器

 石英在我们陶瓷行业中的作用非常重要。在陶瓷常用元素里面,SiO2相对而言是使用纯度最高且价格最便宜的一种。目前的建陶生产线的生产规模很大,很多的企业朋友为了降低生产成本,不管是坯体还是釉料中,在生产大致可以接受的情况下,往往会大量的使用石英或者含硅高的原料,这样导致坯体和釉料中出现大量的残余石英晶相。而这样的做法可能会给生产带来一定的隐患。本文试从一些产品和生产角度进行分析。

  一、釉料中大量使用SiO2。在建陶生产中,为了遮盖坯体的底色,我们往往要用到高白底釉。为使得底釉够白,可以采用的方案通常是添加硅酸锆的熟釉,或者是使用高白原料来配置,同时也有种简单的方法,就是使底釉生烧发白。有不少厂家在底釉中尽量多添加SiO2,这样釉料生烧发白,且价格便宜(硅酸锆14000元/t左右,山西煅烧高领1700元/t左右,而93白度的SiO2价格则在400元/t附近)。这样的做法当然降低了生产成本。而带来的结果往往是,由于底釉生烧,其与坯体的相互浸润效果差,导致底釉和坯体的结合强度差,且生烧的底釉的膨胀系数(晶体晶型改变带来的体积膨胀)往往会比较大,会更进一步的降低坯釉匹配性能。

  二、抛光砖面料中的SiO2。在抛光砖的面料中,SiO2的存在形式会从配方的角度很大的影响到抛光砖的防污性能。由于建陶抛光砖往往使用低温快烧的工艺,烧成后的瓷坯中往往会存在大量玻璃相(50——60%)和莫来石及残余石英晶相。莫来石晶相为纤维状晶体,可以很好的嵌入在玻璃相中。而残余的石英晶相呈现为颗粒状晶体,且石英晶体的膨胀系数与玻璃的膨胀系数相差很大。在产品冷却过程中,如果参与的石英颗粒过大,往往会因为与玻璃相的膨胀系数不匹配而出现大量的微裂纹。在抛光砖抛光的过程中,在磨头的外力作用下,抛光砖表面存在的微裂纹会有不同程度的扩展,因而会成为一个布满细小裂纹的被磨损表面,如果残余的石英晶体过大,甚至可能把石英晶体颗粒抛出来,在表面直接形成一个个小凹坑。在我们用油笔在抛光砖表面绘写之后,用抹布擦时,就会看到有细小的墨点擦不干净。而如果抛光砖表面没有微裂纹的话,是可以直接擦的很干净的。有学者从配方设计上从SiO2含量(SiO2在配方中的含量从49%——65%)上研究石英对抛光砖防污性能的影响,发现降低配方中的SiO2的含量,在吸水率相同的情况下,石英少的配方的防污性能明显高于石英高的配方。

  三、坯体中的SiO2。石英的晶型转变(a-SiO2→β-SiO2,温度573℃),在建陶甚至普通日用陶瓷方面的影响很大。如果残余石英含量较高,在573℃温度附近,往往会因为残余石英的晶型转变带来的体积变化,在已经完全固化的瓷坯中导致坯体出现裂纹甚至产品崩裂的情况。

  那么,残余石英在生产中,会导致问题或隐患的出现。但陶瓷生产中,因为配方或者工艺的原因,残余石英是不可避免要出现的。为了降低石英对生产的负面影响出现,我们大致可以从如下几个方面进行改进。

  一、严格控制石英的颗粒尺寸。在原料的粉碎过程中,筛余量往往是石英或其他的高硬度料。我们如果严格控制球磨的细度,将原料细磨,则在烧成过程中,可以尽量降低残余料的颗粒尺寸。这样可以避免大颗粒的膨胀与其他物相膨胀差异出现的微裂纹尺寸。

  二、使用长石或瓷石类原料来引入石英而不是直接使用石英。在物料的混合球磨过程中,是很难达到微观尺寸的均匀混合程度的。如果我们采用长石和瓷石等原料引入SiO2,一方面可以进行良好的球磨粉碎,另一方面,可以使得SiO2的融化效果好,避免坯体因混合均匀程度的原因而出现大颗粒的残余石英。

  三、选择SiO2原料时,多采用类似于珍珠岩或者天然的不定形石英(石英玻璃)。石英在自然界中的赋存形式很多,如果天然矿物中的石英是石英玻璃形式存在,则是相当理想的石英原料。

  在实际生产过程中,往往会因为具体的生产工艺或特别的产品,或多或少会对生产理论进行一定程度的调整,具体的做法必须就事论事,不能从一而定。本文简略介绍,供朋友们参考。
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