R2O-RO-Al2O3-SiO2体系自释釉的制备工艺研究

来源 :景德镇陶瓷大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:prince262
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随着时代进步,陶瓷类制造业飞速革新。近些年,我国的艺术瓷和日用瓷产量均为全球首位。但高产量伴随着高污染、高消耗和高成本,因此陶瓷行业节能减排省料成为当务之急。本课题研究的自释釉可以通过省去上釉工艺,达到减少原料消耗的目的。本文主要研究R2O-RO-Al2O3-SiO2体系自释釉制备和形成机理,探究不同配方和不同制备工艺对自释釉形成的影响。采用光泽度仪检测试样表面光泽度,使用XRD分析试样的物相组成,采用DSC分析坯体在加热过程中的物理和化学变化,采用SEM、EDS对试样微观结构、元素分布进行分析,并在工艺因素对自释釉性能影响和配方优化基础上,采用不同工艺制备出不同种类自释釉样品。主要研究内容和结果如下:(1)通过正交实验和单因素实验对水溶性自释釉(Na2O-K2O-Al2O3-SiO2体系)配方组成以及烧成工艺等进行研究,探究原料以及烧成温度、保温时间以及自释剂含量对自释釉效果的影响,并探究在干燥阶段自释剂在坯体不同位置,不同干燥时间的浓度分布,研究自释剂在自释釉形成过程中的作用效果,以及形成机理。结果研究表明:在水溶性自释釉体系中,当加入5wt.%的自释剂,在1200℃下烧成,保温30min,可得到光泽度为60.7,表面光滑无明显缺陷的自释釉试样。随着温度的升高、保温时间的增加、自释剂的含量增加,自释釉效果增强,但试样发生较大的形变。在水溶性自释釉体系中自释剂的扩散分为两个阶段,第一阶段为通过干燥时期的以水为载体扩散到坯体表层,第二阶段在烧成阶段,自释剂熔体或自释剂与坯体形成的低共熔体在毛细管力作用下到达坯体表面,两个阶段共同作用形成自释釉。(2)通过正交实验和单因素实验对原位法体系自释釉(K2O-Ca O-Al2O3-SiO2体系)配方组成以及烧成工艺的研究,探究了配方组成、烧成温度和保温时间对自释釉釉面效果的影响,采用XRD、SEM等检测手段对试样的物相组成、微观形貌进行分析,并结合相图探究自释釉的形成机理。结果表明,高温釉熔体中析出的方石英构成毛细管力,由于方石英的析出导致熔体粘度下降,在毛细管力作用下使熔体迁移到坯体表面而形成釉层。增加高岭土、石英含量,试样光泽度逐渐降低,自释釉效果变差;增加硅灰石含量,提高烧成温度以及保温时间,试样光泽度增加,但发生较大形变。在SiO2为60~70%,Al2O3为10~20%,Ca O为5~15%,K2O为0~5%时,在1250℃,保温30min的条件下,可得到釉面透明无明显缺陷,坯体未发生形变的自释釉试样,其光泽度为57,烧成收缩率8.4%,吸水率0.1%。(3)在优化制备工艺参数基础上,采用水溶性自释釉配方,利用干压成型工艺,在1200℃保温30min得到光泽度56.7,抗压强度28.7MPa,吸水率0.1%的自释釉外墙砖。采用原位法自释釉配方,利用压制成型的方法制得坯体,通过陶瓷绘画装饰瓷板,在还原气氛中烧成,烧成温度1250℃,得到成色泽饱满的自释釉青花瓷板画。此外采用原位法自释釉配方,利用注浆成型的工艺,经过1250℃烧成,制得光泽度较高的自释釉花瓶。
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