低温快烧液相乳浊熔块的研究

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在建筑陶瓷的陶质釉面砖生产中,坯体选用的原料品质通常偏低,乳浊釉的使用不仅可以遮盖坯体的本色,为釉面上的花色装饰提供了乳白的“画布”。陶质釉面砖生产中常使用乳浊熔块制备釉料,其中以锆白乳浊熔块使用最为广泛,该熔块是一类以锆英石为乳浊剂的固相乳浊熔块,具有适应性强、乳浊效果好等优点,但也存在高温粘度大,熔融温度高、锆英石用量多等缺点。我国属于贫锆国家,每年需进口大量的锆英石,本文研究以液相乳浊方式的无锆或低锆乳浊熔块,降低乳浊熔块中锆英石的用量,同时丰富乳浊熔块的种类。本文以钾长石、白云石、方解石、碳酸钾、氧化锌、硼酸、磷灰石、石英、锆英石为熔块原料,采用单因素实验法调整熔块的原料配比,将熔块与高岭土按比例球磨制成釉浆,施釉在陶质砖上,在低温快烧辊道窑中烧成,观察釉面光泽、平整、乳浊变化,并采用分光测色计检测釉面的明度L值、红绿a值和黄蓝b值,综合分析熔块得到原料配比变化对釉面效果影响,观测分析最佳熔块试样在不同辊道窑烧成制度下釉面效果的变化和抗热震性能以及不同陶瓷墨水发色的适应性,实验中采用XRD、SEM、EDS等测试方法对釉面进行测试,探讨乳浊熔块的乳浊机理。实验表明R2O-RO-Al2O3-B2O3-P2O5-SiO2系统的乳浊熔块,最佳熔块化学组成(wt%):4.93K2O、0.57Na2O、12.64CaO、2.62MgO、5.65ZnO、4.86Al2O3、5.33B2O3、0.79P2O5、62.61SiO2,制得釉面L值92.49、a值-0.65、b值0.41,釉面光泽好,平整好,乳浊效果较好;该乳浊熔块制得的釉面质量和釉的抗热震性能受辊道窑烧成制度的影响较明显,对陶瓷墨水的发色敏感,熔块适应范围较窄。R2O-RO-Al2O3-B2O3-P2O5-SiO2-ZrO2系统低锆乳浊熔块,最佳熔块化学组成(wt%):4.75K2O、0.31Na2O、13.37CaO、1.13MgO、7.02ZnO、4.33Al2O3、5.25B2O3、0.83P2O5、61.17SiO2、1.84ZrO2,制得的釉面的L值为93.96、a值为-0.62、b值为0.81,釉面光泽好,平整好,乳浊效果好,釉面效果和抗热震性受辊道窑烧成制度变化影响较小。对应不同的陶瓷墨水,烧成后喷墨花色鲜亮,图案清晰,熔块适应范围较宽。通过XRD分析研究发现,R2O-RO-Al2O3-B2O3-P2O5-SiO2系统乳浊熔块和R2O-RO-Al2O3-B2O3-P2O5-SiO2-ZrO2系统低锆乳浊熔块制成的釉面,衍射图谱曲线变化平缓,无明显的晶体特征峰,属典型的玻璃体。通过SEM和EDS分析,R2O-RO-Al2O3-B2O3-P2O5-SiO2系统乳浊熔块,釉熔体中形成富硼富磷富碱低硅液相和富硼富磷低碱低硅液相以及低硼低磷富硅富碱土液相这三种液相,其中富硼富磷富碱低硅液相和低硼低磷富硅富碱土液相呈交错蠕虫状分布,富硼富磷低碱低硅液相呈块状分布被蠕虫状液相包围,R2O-RO-Al2O3-B2O3-P2O5-SiO2-ZrO2系统乳浊熔块,釉熔体中形成富硼富磷低碱低硅富锆液相和低硼低磷富碱富硅低锆液相的两种液相,液相相互交错呈蠕虫状分布。研究表明,R2O-RO-Al2O3-B2O3-P2O5-SiO2系统乳浊熔块和R2O-RO-Al2O3-B2O3-P2O5-SiO2-ZrO2系统低锆乳浊熔块制成的乳浊釉,在高温下釉熔体中P2O5与B2O3的共同作用,使釉熔体产生分相液相,液相富集后形成蠕虫状分布。当蠕虫状液相尺寸接近对可见光波长范围时,蠕虫状液相对可见光产生强烈散射,是典型的液相乳浊釉。
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