发光陶瓷的研制

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本论文对广东河台金矿的尾矿砂及高要白土进行了详细而系统的组成、工艺性能方面的测试、分析和研究,在此基础之上,以金矿尾矿砂、白土为主要原料,掺入紫木节、钾长石、少量滑石进行陶瓷坯体配料、配方和成型,通过分析坯体的矿物组成和化学成分,以及大量烧成试验,制定了较合理的烧成制度,成功制备了各种类型的陶瓷制品并详尽地讨论了素烧坯体的缺陷及形成原因,提出了合理的防范措施。 简要论述了新型发光釉的发光材料、基础熔块釉及发光釉釉浆制备诸问题。进行了多次低温釉烧试验,从坯釉组成成分、烧成工艺两个大的方面探讨了影响釉面质量和发光性能的内外因素,在合理的釉烧制度下,制得质量较好的发光釉陶瓷。 通过实验、分析、检测,得到以下结论: 1、河台金矿的尾矿砂以石英、绢云母(包括伊利石、水云母)为主要成分,其中石英占50-60%左右,绢云母占14-17%左右,斜长石、水云母、玉燧少量,其他矿物则更少。石英是陶瓷中利用的主要对象,含碱土的粘土矿物则以绢云母为主,包括伊利石、水云母类,均可用于制备陶瓷坯体。除了尾矿砂中含有的铁质成分外,其余矿物成分均可应用于陶瓷坯料中而在烧成过程中没有什么影响。从陶瓷原料的类型来说尾矿砂可为瘠性物料,但含有可利用的粘土类矿物成分及熔剂性成分(方解石、白云石等)。尾砂粒度细,矿物组成简单,有害杂质矿物少,化学成分较纯,是一优良的陶瓷工业原料。 2、高要白土是当地地表风化残留型粘土,石英含量高,粘土类矿物高岭石、多水高岭石含量相对较低,整体可塑性中偏低,耐火度低。有害杂质矿物含量少,烧后灰白色,为一优质复合型陶瓷原料,可与尾矿砂一起加以利用以降低利用成本。 3、以金矿尾矿砂、高要白土、紫木节、钾长石和少量滑石为原料,根据参考坯体成分、经验数据进行配料、配方、成型、烧成,得到素烧程度不同的陶瓷制品。实验中1#、2#、3#配方生坯成瓷烧成温度低,在1130-1170℃,高火保温时间30-40分钟,烧成周期5h左右。 4、实验中使用的发光釉是一种性能优良的低温快烧釉。发光材料是碱土铝酸锶Eu2+Dy3+晶体材料,基础釉料为熔块,熔块釉熔融温度800℃。 5、发光陶瓷釉面质量和发光性能烧成工艺方面的影响因素有:烧成温度和烧成周期。在确保发光釉熔融的条件下,釉烧温度愈低,烧成周期愈短,发光陶瓷的发光性能愈好。实验中在氧化气氛中烧成,釉烧温度一般在850℃左右,烧成周期30-60分钟,高火保温时间2-3分钟。 6、坯、釉成分和性质是影响发光陶瓷釉面质量和发光性能的又一因素。发光釉中发光粉的含量、粒度及釉层厚度均对发光陶瓷的质量的有所影响:发光粉含量以30%,粒度200目为宜,釉层厚度则在一定范围内越大则发光性能更好。素烧坯的成分、素烧程度对坯、釉的适应性有影响并进而影响到发光釉的釉面质量和发光性能。一般情况下,以坯、釉成分相近、坯体素烧到一定程度,吸水率稍大而不瓷化为更有利于发光陶瓷釉烧质量的提高。
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