日用陶瓷“水泡边”的成因与解决方法

2015-10-04来源:雅道陶瓷网标签:
本文从坯釉料配方、成型工艺、烧成制度等方面,阐述了日用陶瓷“水泡边”的成因与解决方法,以期给企业提供帮助。
  “水泡边”是日用陶瓷中常见缺陷之一,它的存在降低了产品的品质。因此,解决日用陶瓷中“水泡边”的缺陷将成为目前企业最为关注的问题。本文从坯釉料配方、成型工艺、烧成制度等方面,阐述了日用陶瓷“水泡边”的成因与解决方法,以期给企业提供帮助。  1、前言  “水泡边”是釉泡的俗称,是鼓在釉层表面,手摸有“水泡边”的部位感觉较粗糙,不光滑,易于磨破。磨破后玷污成黑色小点,影响产品美观。本文从坯釉料配方、成型工艺、烧成制度等方面,阐述了日用陶瓷“水泡边”的成因与解决方法。  2、日用陶瓷“水泡边”的成因
  陶瓷坯泥由粘土、长石、石英等矿物原料,经加工精制而成,坯泥制成坯体其含有化学结合水、空气吸附水、和自由水。干燥过程中坯体内的自由水随坯体表面被加热升温,水份不断蒸发,当干燥介质温度、湿度、速率恒定不变,内扩散速度与表面水份蒸发扩散到周围介质中的外扩散速度相等时,水份在毛细管力的作用下,不断地由内部向表面移动,扩散至四周空气中。坯体内可溶性盐类在干燥过程中随水份扩散而聚集在坯体的口部边沿或棱角处,助熔性较强的可溶性钾钠盐,降低了这些部位的瓷化温度,当烧成时,此处受热比表面积较大。因此,较早瓷化致密,釉面熔融,表面气孔提前封闭,坯体内的气体不易逸出,停留在釉层表面,造成一串细小釉泡,俗称“水泡边”。  3、日用陶瓷“水泡边”的解决方法  3.1 坯料配方的调整  当日用陶瓷的制备工艺参数确定后,各种原料在坯料中使用的数量、质量是一项关键性的工作。因为它们直接影响到产品的品质及其工艺制度的确定,天然产出的粘土等原料很少能直接单独用来制成坯料,一般需用几种原料配合来满足配方的要求。在进行配方计算和配方试验之前,必须对所使用原料的化学组成、矿物组成、物理性质以及工艺性能有一个全面的了解。同时,对产品的工艺品质要求和性能要求也要进行全面的了解,才能科学合理地研制配方,保证配方最大限度地获得预期效果。  了解各种原料及产品性质是配料的基础,陶瓷是多组分材料,每种坯料中都含有多种原料,不同的原料在生产过程中及产品结构中起着不同的作用。陶瓷原料中多少都含可溶性无机盐,原料通过合理配比经工艺处理形成坯料,而后加工成为半成品。干燥时可溶性无机盐,在毛细管力的作用下,随水份由内而外扩散而聚集在坯体的口部边沿或棱角处。因此,坯料配方研试时,要选择适当的原料,而含可溶性无机盐多的原料尽可能的少用。因此,一般采用多元配方,以求减少因坯料配方不当形成“水泡边”的缺陷。  在2013年5月,笔者公司进行了坯料百分百利用试验(即配方原料全部进入球磨细碎,没有经淘洗工序),用来生产12安士陶瓷杯。坯料中的主要成份有:粘土(揭阳粘土),以增加浆料的粘性、风化钾长石(作为降温材料)。但试验发现,产品口沿出现“水泡边”现象。经分析研究,笔者认为坯料配方中的揭阳粘土是二次粘土,有机物、可溶性助熔物含量较多。为此,技术人员开始调整配方,选用漳浦粘土代替揭阳粘土,降温材料则采用硬质钾长石替代风化钾长石。然后将原料投入生产后,发现产品“水泡边”现象不再出现。因此,“水泡边”缺陷与坯料组成有密切的关系。  3.2 釉料配方的调整  釉料配方的确定要根据坯料烧结性能来调节釉的熔融性。釉的熔融性由熔融温度、熔融温度范围和釉面性能等方面所决定。首先要求釉料必须在坯体烧结温度内成熟,一般对于一次烧成陶瓷产品来说,开始熔融温度应高于坯体中碳酸盐、硫酸盐、有机物的分解温度。熔化温度范围较宽,在此温度范围内熔融状态的釉能均匀铺展在坯体上,不会被多孔的坯体所吸收,在冷却后形成平整光滑的釉面,从而减少釉面缺陷。  釉用原料比坯用原料复杂,既有天然矿物原料,又有化工原料。各种原料在高温下的性能,如:熔融温度、高温粘度、密度和粘附性等都有很大的差别,除了使釉料化学成份合理外,必须正确地选用原料。因此,一般采用多元配方,以求获得具有良好的工艺性能的釉浆和烧成后无缺陷的釉面。同时,在多元配方中,要控制好每种原料的含量,其对釉浆性能影响较大,具体详情如下:  (1) 长石  用陶瓷生产中使用的长石一般为钾长石,实际上是含钾为主的钾钠长石。长石在陶瓷釉料中是作为熔剂使用的,高温陶瓷釉料中加入量在50%左右。加入量过多,釉料熔融温度降低,容易造成釉面缺陷。  (2) 滑石  滑石是用来降低釉的膨胀系数和提高釉的弹性,改善釉浆悬浮性能,降低烧成温度,扩大釉的烧成范围,提高釉抵抗气氛变化的能力。  (3) 粘土  釉料中引入适量的粘土,一方面,增加釉的悬浮性;另一方面,使釉很好地被坯体吸附,使坯釉烧后结合性较好。  总之,在选择釉用原料时要考虑多方面的要求,取长补短以满足配方需要。  3.3 坯体的处理  所谓修坯是对半成品进行打磨加工,使其成为能适应操作施釉和入窑烧成精坯的过程。注浆成型和可塑成型的坯体,由于其表面不太光滑,边口都有毛边,有的还留有模型缝迹,因此,还需进一步加工,如:挖底、打孔等。修坯是注浆成型和可塑成型工艺中一项必要的工序,修坯的好坏直接影响坯体表面质量。  注浆成型和可塑成型的坯体,干燥过程中坯体内可溶性盐随水份扩散而聚集在坯体的口部边沿或棱角处,修坯能有效地消除口部边沿或棱角处助熔性较强的可溶性盐,减少“水泡边”的出现。  笔者公司于2013年10月上旬生产的4.5寸直口碗,经隧道窑烧成后,口沿出现小气泡,手感粗糙。经多方查找原因发现是坯体存放时间较长,吹去灰尘后即上釉、烧成所导致的。后来,对坯体重新进行洗水修坯;先用砂纸磨去坯体口部边沿或棱角处表面层,再用湿海绵抹平、滑坯体口部边沿或棱角处,以除去聚集在坯体的口部边沿或棱角处的可溶性钾钠盐类物质,使得坯体口部边沿或棱角处的烧成温度不会降低,从而减少“水泡边”的产生。  3.4 烧成制度的调整  烧成是陶瓷工艺过程中最重要的工序之一。产品烧成时,经历了由常温加热到高温,再由高温冷却到常温的过程。随着温度的变化,发生了一系列物理化学变化(如:脱水、氧化、还原、分解、化合、熔融、再结晶等)。通常陶瓷烧成分为五个阶段:预热、氧化分解、高温、高火保温、冷却。  对于“水泡边”缺陷的减少乃至杜绝,氧化分解阶段至关重要。陶瓷坯釉在此阶段发生的一系列物理化学变化,如:坯釉中结晶水的排出;有机物、硫化物氧化、碳酸盐的分解,并伴随有大量的气体产生。随着温度的逐渐升高,釉层开始熔融,由于釉覆盖于坯体表面,因此,坯体中产生的气体必须通过釉层才能逸出。未产生液相前釉层中都是多孔体,气体可以顺利通过;而当釉层大部分熔融时,气体通过就比较困难。气体以气泡形式通过液态的釉层逸出,这时往往会有气泡滞留在釉层中形成“水泡边”缺陷。因此,产品在煅烧过程中要适当延长氧化分解时间,使有机物、硫化物、碳酸盐等物质充分分解、氧化。当进入高温阶段时,釉面开始熔融时,就已分解氧化完全,此时气体将能完全排出,从而减少“水泡边”缺陷的产生。  4、结论  “水泡边”是日用陶瓷中常见缺陷之一,它的存在降低了产品的品质。因此,解决“水泡边”缺陷问题将成为日用陶瓷企业最为关注的话题。实践证明,从坯釉料配方、成型工艺、烧成制度等方面进行创新、调整,是解决日用陶瓷“水泡边”缺陷问题的重要手段。 原文:日用陶瓷“水泡边”的成因与解决方法 http://www.yadao8.com/taocizhishi/864.html,转载请注明出处。
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