石英砂在陶瓷制品中的应用有哪些?
大家好,我是“矿多多-老张”。
今天给大家重点说说“石英砂在陶瓷制品中的应用有哪些?”。
石英砂在陶瓷制品中的应用主要包括提供硅源、调节泥料性质、防止制品变形和提高陶瓷坯体的机械强度等。以下将详细讲解石英砂在陶瓷制品中的具体应用:
1.提供硅源
-主要成分:石英砂的主要成分是二氧化硅(SiO2),其含量一般在93%以上,高的可以达到99%。这种高硅含量使得石英砂成为陶瓷生产的主要硅源。
-形成玻璃相:在高温烧成过程中,石英砂与其他配料一起形成玻璃相,这是陶瓷材料的重要组成之一。玻璃相能够粘结其他晶体相,并填充坯体中的气孔,使陶瓷制品致密坚硬。
2.调节泥料性质
-非可塑性原料:石英砂属于非可塑性原料,在常温下是一种稳定的矿物。它与粘土结合时,可以调节泥料的可塑性,使其适合成型工艺。
-降低收缩率:在干燥过程中,石英砂的存在可以降低坯体的收缩率,缩短干燥时间,防止坯体变形和沉塌。
3.防止制品变形
-抵消部分收缩:在烧成升温过程中,石英砂会发生晶型转变,体积膨胀,从而抵消坯体的部分收缩。这有助于防止制品在烧成过程中出现开裂。
-骨架作用:当烧成过程中大量玻璃相出现时,石英颗粒成为陶瓷器的骨架,防止坯体弯曲变形。
4.提高机械强度
-生成莫来石晶体:在高温下,石英与粘土中的氧化铝反应生成莫来石晶体,赋予瓷器较高的机械强度和化学稳定性。
-增加透明度:石英砂还能增加坯体的半透明性,是配制白釉的良好原料。
5.促进热稳定性
-热稳定性控制:石英砂的热稳定性取决于其颗粒组成和开始剧烈膨胀的温度。细颗粒部分在生坯中具有较好的流动性,且膨胀更容易被消除。
-温度控制:在烧成过程中,需要严格控制升温速度,尤其是在接近石英晶型转变的温度区间(如573℃)。适当的温度控制可以避免制品因温度变化过快而开裂。
6.改善显微结构
-细颗粒流动性好:较细的石英砂颗粒因其良好的流动性,有助于在烧成过程中填补空隙,减少气孔率。
-促进烧结:细颗粒部分,尤其是小于0.088毫米的颗粒,在生坯中是促进烧结的活性体现者。
7.综合应用挑战
-膨胀收缩问题:石英砂在陶瓷制品中最大的难题是烧成时膨胀收缩太大导致开裂。通过调整石英砂的粗细颗粒组分,可以有效减少制品的膨胀收缩变形。
-成型塑性需求:由于石英砂毫无粘性,因此在成型中还需增加塑性材料以利于成型工艺。
综上所述,石英砂在陶瓷制品中的应用十分广泛,涵盖了从提供硅源到调节泥料性质、防止制品变形、提高机械强度以及改善显微结构的多个方面。为了充分发挥石英砂在陶瓷制造中的优势,建议陶瓷生产企业在选择石英砂时关注其颗粒度和纯度,并合理设计烧成曲线,以确保最终产品的质量。
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