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      收藏!各類礦物質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)在陶瓷生產(chǎn)中的用途

       TJ258 2018-03-24



      在普通陶瓷中,一般都會(huì)有晶體的存在。晶體對(duì)陶瓷坯體的強(qiáng)度,致密度等都有很好的助益。因此,了解陶瓷中晶體的狀態(tài),對(duì)陶瓷的性能會(huì)有所幫助。

      莫來石晶體


      化學(xué)式為3Al2O3·2SiO2。

      這個(gè)化學(xué)式里我們可以看到,莫來石晶體要想多出現(xiàn),鋁元素就應(yīng)該多引入到配方中去。這個(gè)晶體在陶瓷中是非常重要的,完好的莫來石晶體為針狀晶體,在材料中出現(xiàn),可以很大地提高材料的力學(xué)性能。

      在日用瓷中,由于高溫?zé)汕覠蓵r(shí)間長,因而在該類瓷器中,莫來石晶相很多。而在大部分的建陶產(chǎn)品中,由于高溫?zé)蓵r(shí)間很長且高溫?zé)蓽囟炔荒苓_(dá)到瓷化,因此建陶中的莫來石晶體多為中間產(chǎn)物,即高嶺土本身受熱分解而出現(xiàn)的莫來石晶體。這類莫來石晶體不具有完美莫來石晶體的結(jié)構(gòu),而具有母礦物高嶺土的結(jié)構(gòu)。因而該類母礦分解產(chǎn)生的莫來石晶體對(duì)材料的提升是有限的。

      石英晶體


      化學(xué)式為SiO2石英晶體為粒狀晶體。

      石英晶體在陶瓷中是比較多的存在。石英在建陶中,常常是從鉀鈉砂等礦物中引入。由于建陶燒成周期短,因而天然礦物中引入的石英晶體往往沒有進(jìn)行良好的熔融。

      如果配方中殘余石英較多,陶瓷冷卻過程中,在573℃石英晶型轉(zhuǎn)變時(shí)有可能會(huì)導(dǎo)致瓷器炸裂;如果石英不是以晶態(tài)存在,而是以無定形石英存在時(shí),對(duì)瓷器的危害較??;如果石英以化合物狀態(tài)引入,如Al2O3·4SiO2·H2O形式存在時(shí),對(duì)于陶瓷來講,是相當(dāng)安全的。

      因此,我們可以看到,在建陶行業(yè)配方設(shè)計(jì)時(shí),葉蠟石類礦物是非常受到歡迎的。同時(shí),在釉水里面,為了將石英盡可能處理成非晶態(tài)石英,技術(shù)員往往引入很細(xì)的石英粉,盡可能將石英燒成玻璃態(tài),避免石英可能對(duì)制品性能造成影響。

      硅灰石晶體


      化學(xué)式為CaO·SiO2

      硅灰石晶體為針狀晶體,對(duì)材料有增強(qiáng)效果。硅灰石在建陶產(chǎn)品中析出的概率,筆者也表示懷疑。

      作為助熔性很強(qiáng)的鈣元素,如果溫度達(dá)到了共熔溫度,一般來講,鈣元素是會(huì)進(jìn)入到玻璃相中去。文獻(xiàn)所講述的陶瓷坯體中出現(xiàn)硅灰石晶體,講得是日用瓷經(jīng)過長時(shí)間的燒成后,在坯釉結(jié)合處析出硅灰石晶體。

      建陶中,硅灰石大都在較低溫產(chǎn)品如瓷片中使用,大量使用可以實(shí)現(xiàn)低溫快燒,有文獻(xiàn)稱硅灰石質(zhì)產(chǎn)品可以將燒成時(shí)間降低到30分鐘以內(nèi)。在釉料中也有作用,少量使用,可以因?yàn)椴皇褂锰妓徕}而減少釉內(nèi)氣泡的存在。

      鈣長石晶體


      化學(xué)式為CaO·Al2O3·2SiO2。

      鈣長石在陶瓷中出現(xiàn)的狀況與硅灰石相類似。由于鈣長石在自然界中的儲(chǔ)量小,因而在建陶中很少看到有鈣長石的使用案例。

      堇青石晶體

      化學(xué)式為2MgO·2Al2O3·5SiO2

      堇青石晶體為針狀晶體,在結(jié)構(gòu)材料中是一個(gè)效果很好的晶體。在建陶中,滑石的用量一般在10點(diǎn)以內(nèi),換算成氧化鎂含量大概三點(diǎn)以內(nèi)。因此,鎂元素在建陶中,一般起多元低助熔作用,出現(xiàn)堇青石晶體的概率較低。

      透輝石晶體


      化學(xué)式為CaO·MgO·2SiO2

      透輝石晶體為纖維狀晶體,對(duì)材料性能增強(qiáng)效果明顯。在建陶中,透輝石晶體的存在一般也是原料中引入,而非陶瓷本身析出。

      在建陶產(chǎn)品中,以上晶體都有可能出現(xiàn)。莫來石、石英晶體產(chǎn)品本身燒成過程中析出概率居高;其他晶體,從建陶燒成溫度及時(shí)間來看,筆者認(rèn)為,由原料引入而存在的概率較大,從產(chǎn)品內(nèi)部析出概率較低。

      透輝石產(chǎn)品為例,在瓷片中應(yīng)用較多。但透輝石中助熔性強(qiáng)的鈣鎂元素特征并沒有體現(xiàn)。筆者認(rèn)為透輝石在燒成過程中,通過表面與其他物料接觸產(chǎn)生少量液相粘結(jié)在一起,內(nèi)部的晶體保持不變,從而使得最初產(chǎn)品中晶體含量較多。建陶產(chǎn)品中微晶石晶體即為如此。

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