明天: English | 网站舆图 | | 联系ag8官网  
抢手要害词: 陶瓷文明 |陶瓷汗青 |礼物 |绘画 |商务礼物 |集会 |
接待拜访中国陶瓷大天下
  您如今的地位是:首 页 > 配备技能 > 热工配备

日用陶瓷高温快烧技能的开展近况
作者:林 衡,饶平根,吕 明


泉源:知网   公布工夫:2013-7-24

1 前 言

  陶瓷行业是一个高能耗的行业。日用陶瓷由于其局部产品烧成温渡过高, 以及行业全体主动化水平低、单元产品能耗大, 形成产品竞争力低, 从而制约着日用陶瓷产业的开展。现在我国陶瓷产业的动力使用率与外洋相比,差距较大: 兴旺国度的动力使用率一样平常高达 50%以上, 美国达 57%, 而我国仅到达 28%~30%, 兼之我国事一个动力和资源绝对缺少的国度, 日用陶瓷行业低落能耗、进步动力的使用率势在必行。陶瓷行业的能耗次要会合在烧成局部, 约为总能耗的 61%, 而日用陶瓷的高温快烧工艺能明显低落消费历程的能耗, 从而分明低落其消费本钱,推进陶瓷消费的可继续开展。本文从陶瓷的制造工艺动手, 在坯釉料以及助熔剂的选择和烧成办法上举行改进,以到达高温快烧的目标。
2 高温快烧技能及其影响要素

  高温快烧技能是当今陶瓷行业一项新的先辈的烧成技能, 在节能降耗和进步消费服从等方面具有紧张意义。
2.1 高温快烧技能

  一样平常来说, 凡烧成温度有较大幅度低落( 如低落幅度在 80~100℃以上)、烧成工夫响应延长, 且产品功能与通常烧成的功能相近的烧成办法都可称为高温快烧。在陶瓷消费中, 烧成温度越高, 烧成工夫越长, 能耗就越高。据热均衡盘算, 若烧成温度低落 100℃, 则单元产品热耗可低落 10%以上; 烧成工夫延长 10%, 则产量增长 10%, 热耗低落 4%。因而, 在陶瓷行业中接纳高温快烧技能, 可以明显增长产量、浪费能耗。别的, 温渡过高不但会使成品产生变形, 并且釉中的着色剂如氧化钴在低温下会呈现挥发明象, 青花料色趋于灰玄色, 如许一定形成陶瓷制品率和质量的降落。因而, 低落烧成温度也有利于进步陶瓷制品率、质量和层次, 以及延伸窑炉和窑具的利用寿命。
2.2 完成高温快烧的影响要素

  从热力学看法来看, 陶瓷烧结是体系总能量增加的历程, 次要产生在晶粒尺寸及形状的变革、气孔率降落和烧结体致密度增长方面。烧结前坯体颗粒之间有的以点打仗, 有的则互相离开, 保存着较多的清闲, 此时气孔率较高。在烧结温度下, 以外表能的增加为驱动力, 颗粒间由点打仗渐渐扩展为面打仗, 随着传质的持续, 粒界进一步发育扩展, 气孔则减少和变形, 渐渐迁徙到粒界上, 终变化成伶仃的闭气孔或消散; 与此同时, 颗粒界面开端挪动, 颗粒长大, 气孔率低落, 烧结体致密度增长。由陶瓷烧结历程中的机理可知, 烧结历程庞大且受坯釉料、助熔剂、烧结办法和热工设置装备摆设等的影响:
2.2.1 坯釉料的选择

  坯体要完成高温快烧, 起首其坯、釉质料必需切合高温快烧的功能要求。一样平常坯料只能顺应 100~300℃/h 的升温速率, 而疾速烧成时的升温速率可达 800~1000℃/h。由于升温速率快, 坯体容易发生变形、开裂等缺陷, 以是配制的坯料应具有以下功能要求: (1) 枯燥紧缩和烧成紧缩小, 热收缩系数小, 随温度变革呈直线干系; (2) 导热功能好, 烧成时能敏捷举行物理化学变革; (3) 在烧成中易惹起体积变革的游离石英等矿物含量少; (4) 无害杂质含量少, 灼减量少; (5) 熔融功能强, 低温粘度低, 但又不会大幅度低落烧成范畴等。硅灰石是几种最为常用的高温快烧质料之一, 其分子式是 CaSiO3, 不含结晶水, 其实际化学构成为 CaO 占48.25%,SiO2占 51.75%; 硅灰石呈针状晶形, 乃至微小的颗粒也呈纤维状, 纤维的长与其直径之比通常为 7~8:1,有的可达 15~20:1; 具有内涵的助熔性子, 是一种自然高温助熔剂; 不含化学结晶水和碳酸盐, 烧损量小, 在焙烧历程中可增加排气征象, 可完成快烧。有报道指出, 硅灰石质坯料可以完成高温快烧的要害是其与高岭石在1000℃左右天生钙长石, 也可与滑石在 1080℃下天生透辉石。现在其他产业使用高温快烧技能的质料有: 叶蜡石(Al2O3·SiO2·H2O, 实际构成为 Al2O328.3%、SiO266.7%、H2O5%); 透辉石(CaMgSi2O6实际构成 CaO25.9%、MgO18.5%、SiO255.6%); 锂辉石(LiAl(SiO3)2)等。坯料颗粒细度及其疏散匀称性对坯体的烧结活性也有很大的影响: 在日用瓷行业中, 坯料颗粒越细, 疏散性越好, 则烧结活性越大、烧结温度越低, 烧结体致密且不易构成颗粒非常长大, 坯膂力学功能精良。
2.2.2 助熔剂的选择

   一样平常来说, 在坯体中添加助熔剂可以增长晶格缺陷,会低落坯体呈现液相的温度和促进坯体中莫来石的构成, 多元的复合熔剂组分对促进坯体高温烧结有更好的结果。常用的助熔剂有碱金属氧化物(Li2O、Na2O 和 K2O)和碱土金属氧化物(CaO 及 MgO)。陶瓷产业上使用的 Na2O 和 K2O 一样平常辨别经过添加钠长石和钾长石来引入。钾长石使石英熔融温度降落比钠长石更为激烈, 在 990℃, 钾长石和石英颗粒打仗的部位上已能构成点状低共熔体, 熔融的温度范畴可达几百度,且有较高的粘度; 钠长石与石英的共熔温度为 1070℃, 熔融温度范畴仅有 50℃左右, 构成的熔融体粘度小且随温度变革速率快, 利于疾速烧成。陈史民等在日用细瓷高温快烧工艺的研讨中, 标明在坯猜中添加 10~30%的钠长石, 经过辊道窑一次烧成, 烧成温度可控制在 1200~1250℃, 烧成周期: 70~120min。比原烧成温度低落了100℃以上, 烧成周期延长两倍以上, 高温快烧的节能降耗结果分明; 而张玉珍等在浙江长石的使用研讨中标明, 钾钠混淆型长石( 钾钠长石摩尔比靠近 1:1, 总量占80%)相比低钾钠含量的长石, 提早 60℃呈现液相, 愈加合适于高温快烧。锂的原子量低, Li+外表电荷密度高, 使其具有很高的静电场, 故 Li2O 有十分强的助熔结果, 能明显低落质料的烧结和熔融温度, 并可以低落熔体的热收缩系数, 可延长烧成工夫。由于 Li2O 熔体的外表张力小, 构成的液相粘度小,活动性好, 能更充实润湿和消融坯体颗粒, 这对陶瓷的烧结十分有利。但熔体的外表张力小, 发生的毛细管力也较小, 倒霉于坯体颗粒拉紧, 也倒霉于瓷化反响的举行, 使坯体烧后综合功能较差。与碱金属氧化物类似, 碱土金属氧化物(CaO 及 MgO)也会对液相呈现温度及晶相的构成有激烈的影响, 通常由添加钙长石、滑石等引入。李微等经过参加大批的长石和 CaO 等添加剂来制备莫来石陶瓷, 长石和 CaO 在较高温度下就可构成多种共熔物, 并发生少量低粘度的液相,这些液相使莫来石颗粒疏散于此中, 而且经过液相的毛细管作用重新分列, 成为严密的聚集物, 有局部小颗粒被消融进入液相并经过液相转移在粗颗粒外表析出, 使坯体进一步致密化, 促进坯体的高温疾速烧结; 滑石是功能优秀的熔剂, 在 850℃开端剖析, 约 1170~1180℃时,滑石能与钾长石共熔。坯猜中参加大批滑石, 可低落液相粘度, 增长尖晶石剖析成的斜顽辉石(MgSiO3)与游离石英和长石的高温共熔, 在较低的温度下构成液相, 从而低落烧成温度; 同时镁离子进入玻璃有利于进步玻璃的外表张力, 促进瓷化反响, 可以补偿 Li2O 的不敷。黄惠宁经过在高岭土 - 石英 - 钠钾长石的配猜中引入 10wt%以上的滑石粘土, 使配方构成趋于 R2O-Al2O3-SiO2-MgO 体系, 坯体在 1170℃下经 45min 烧结致密, 各项功能目标均切合国度尺度。综上所述, 就陶瓷的烧结工艺, 选用陶瓷的烧结助熔剂时, 应选择强熔剂, 如 Li2O、Na2O 和 K2O, 帮助碱土金属氧化物(CaO、MgO)熔剂, 多元熔剂组分对促进坯体高温烧结有更好的结果。
2.2.3 烧成历程

  烧成是陶瓷产品消费工艺历程中最为紧张的一环,间接影响到产品产量和质量, 也是ag8官网研讨低落陶瓷行业能耗的次要关键。
2. 2. 3. 1 烧结办法

  在整个烧成历程中, 接纳差别的烧成办法, 完成高温快烧的结果也就差别, 本文重点介绍微波烧结工艺。微波是一种波长为 1~1000mm、频率范畴为 0.3~300GHz 的电磁波, 与物质互相作用, 会发生穿透、吸取或反射征象。陶瓷等电介质质料吸取微波并被加热是由质料外部全体举行, 再由外部传到内部, 这与传统的加热方法差别, 传统加热是从质料内部开端加热, 再经过质料的热辐射、热对流和热传导等传热方法, 把热量传到外部。微波烧结便是使用在微波电磁场中质料的介电消耗使陶瓷及其复合质料全体加热至烧结温度, 并终极完成致密化的疾速烧结的新技能。微波烧结可以完成疾速匀称加热而不会惹起试样开裂或在试样内构成热应力, 且可使质料外部构成匀称的细晶布局和较高的致密性, 这都是惯例烧结所不克不及比较的; 同时微波使粒子的活性进步, 易于迁徙, 有利于陶瓷的高温烧结。据报道, 微波烧结可完成低介质消耗 ZTA 陶瓷的疾速致密化, 烧结温度比惯例烧结低落 100~150℃, 烧结工夫增加了近一个数目级。
2. 2. 3. 2 热工设置装备摆设

  窑炉是陶瓷行业最为要害的也是能耗最大的热工设置装备摆设, 因而选择和设计先辈的窑炉对节能降耗至关紧张。现在, 我国的日用陶瓷产业中利用较多的间歇窑炉有梭式窑, 一连窑炉有隧道窑和辊道窑。在节能方面, 相比于马弗式多空推板窑、老式隧道窑等落伍的热工设置装备摆设, 梭式窑和隧道窑曾经获得很大的前进, 但能耗仍旧相称高, 如用隧道窑烧成每千即日用陶瓷需耗能约为12000×4.18kJ。以煤油气和自然气为燃料的辊道窑, 单元能耗大为低落, 消费每千即日用陶瓷需耗能约仅为 3500×4.18kJ。因其窑内截面温差小、消费周期短, 利于高温快烧。贾香义等研讨使用辊道窑高温快烧耐酸砖, 烧成温度范畴是 1210~1220℃, 烧成周期 4h, 相比于隧道窑等窑炉节能结果分明。别的, 辊道窑有产量大、产品格量波动、主动化水平高、操纵利便、休息强度低、占空中积少等好处,已成为当今陶瓷窑炉的开展偏向
3 展 望

  随着传统动力的日益告急、迷信技能的开展以及对陶瓷工艺的不停探索积聚, 促进了高温快烧技能的进步,也使日用陶瓷的消费向高功能、低能耗、低本钱偏向开展, 但仍存在不少题目有待办理。坯釉质料方面, 固然我国有多种储量丰厚的合适于高温快烧的自然矿物, 但其伴生矿也多, 且其构成和性子会由于成因和产状的差别而有颇大的差别, 形成质料的不波动性, 倒霉于产品的高温快烧和产业化消费; 在助熔剂方面, 优选强熔剂, 促进液相的天生, 但液相的外表张力巨细仍难以确定其符合的范畴: 外表张力小则有利于充实润湿坯体颗粒, 但要拉紧颗粒而使颗粒间发生肯定压力, 则应有较大的外表张力, 从而在助熔剂的品种及其参加量等方面发生难; 陶瓷烧结方面, 与惯例烧结相比, 陶瓷微波烧结因坯体表里全体加热, 热应力小, 能完成高温快烧, 且具有能效高、无净化等好处, 但是由于微波烧结历程自己的庞大性, 且微波设置装备摆设还不美满, 使得微波烧结在现在仍没被普遍使用于产业化消费中。除了上述的介绍, 窑炉设置装备摆设、坯体的厚度、外形、布局, 以及升温历程的升温速率、入窑时坯体的水分含量等都对高温快烧有肯定的影响, 这些也增长了日用陶瓷高温快烧及其财产化的庞大性。只管云云, 随着动力和情况压力的安慰, 加上迷信技能开展所提供的技能支持和陶瓷工艺技能的美满, 推行高温快烧技能势在必行。在低落日用陶瓷行业能耗、低落消费本钱方面的可行性预示了高温快烧技能宽广的开展远景, 也将失掉越来越普遍的使用。
 

参考文献
1 曾令可,邓伟强,刘艳春等.陶瓷产业能耗的近况及节能技能步伐[J].陶瓷学报,2006,27(1):109~114
2 姜建华.无机非金属质料工艺原理[M].化学产业出书社,2005
3 贾玉宝,秦海川.几种高温快烧陶瓷质料[J].山东陶瓷,2004,27(4):29~32
4 吴朝晖.日用陶瓷的高温疾速烧成[J].河北陶瓷,1999,27(2):26~29
5 余同昌.卫生陶瓷的高温疾速烧成[J].佛山陶瓷,2003,6:32~33
6 边水妮.硅灰石矿的开辟使用[J].矿业工程,2008,6(3):29~31
7 胡善洲.硅灰石矿物及其在陶瓷产业中的使用[J].外洋建材科技,2005,26(1):36~38
8 崔翘楚.高温快烧环保日用细瓷[J].陶瓷工程,2001,6:36~38
9 陈史民,邱伟志.日用细瓷高温快烧工艺[P].中国专利,00117188.7,2000.12.6
10 张玉珍,闵云杰.浙江长石在陶瓷地砖中的使用[J].江苏陶瓷,2005,38(4):38~40
11 孙代好,吴建青.氧化锂对高温熔块功能的影响[J].佛山陶瓷,2006,16(4):6~8
12 李 微,陈元元.莫来石陶瓷支持环的研制[J].陶瓷工程,2000:19~20
13 刘康时.陶瓷工艺原理[M].广州:华南理工大学出书社,1990
14 吴银相.高温快烧瓷质砖的成瓷机理探究[J].佛山陶瓷,2007,6:13~16
15 郭翠萍,李永亮,马绍辉,等.宣化王家湾瓷石在日用细瓷泥猜中的开辟使用[J].山东陶瓷,2005,28(1):32~34
16 吴任平,阮玉忠,张自然,等.高温烧成建白瓷的试制[J].中国陶瓷,2005,4(5):47~50
17 李 江,潘裕柏,宁金威等.陶瓷高温烧结的研讨及瞻望[J].硅酸盐转达,2003, 2:66~69
18 林 枞,许业文,徐 政.陶瓷微波烧结技能研讨停顿[J].2006,25(3):132~134
19 贾香义,关良.高白高强高温快烧耐酸砖的研制与消费[J].山东陶瓷,2006,29(2):41~42
20 刘凯民.日用陶瓷产业的能耗近况和节能技能途径[J].山东陶瓷,2000, 23(3), 10~12
21 闵国强,李川,郑可敦.日用陶瓷辊道窑快烧窑具的研制[J].中国陶瓷,2002, 38(6):16~18
22 张文杰.陶瓷的高温疾速烧成[J].河北陶瓷,2000,28(2):

 

| 新闻资讯 | 文明教诲 | 市场调研 | 配备技能 | 陶瓷百苑 | 关于ag8官网 | 告白位办理 -->
版权一切:陶瓷大天下   
您是第 705057 位欣赏者 谨慎声明:凡转载或援用本站材料须经本站允许
Copyright © 2013 0794hx.com 赣>### 制造:期间中广传媒