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陶瓷原料的關鍵性能、檢測方法與標准化

 
 

 

  原料是基礎,成型是條件,燒成是關鍵。原料的合理選擇和科學分陶瓷析對企業的生產來說至關重要。本期文章介紹陶瓷原料的關鍵性能和檢測方法,然後談談對陶瓷原料標准化的一些思考。

 

  一、關鍵性能

 

  一般建築衛生陶瓷生產企業對原料使用和驗收指標包括:①外觀質量分析,包括硬度、脆性、光澤、觸摸手感等;②化學性能分析,包括化學成分(SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO)、燒失量、礦物組成、pH值等;石英③物理性能分析,包括白度、粒度、熱學性能、可塑性、結合性、干燥抗折強度、粘度、線收縮率等。

 

  二、檢測方法

 

  1、 外觀質量分析

 

  通過外觀質量分析產狀、手錘敲擊、小刀劃痕、煆燒前後的顏色、光澤對比、觸摸手感、使用簡易試劑等方法,可初步判斷原料的化學成分、礦物類型、工藝性能等信息。例如:通過粘土的觸摸手感,可判別含砂量、可塑性、結合性、燒失量等性能。

 

  2、化學性能分析

 

  可通過傳統的化學分析法、分光光度計法、X射線熒光光譜分析法(壓片法和熔片法)分析化學成分,大致判斷原料煆燒後的顏色、耐火度、燒成溫度範圍、礦物類型、原料純度、收縮率、缺陷等信息。

 

  礦物組成的分析方法有外觀目測法、染色法、偏光顯微鏡法、電子顯微鏡法、X射線衍射分析法、紅外吸收光譜法、熱分析法等。

 

  液態原料可用pH計直接檢測,粉末狀原料可以與蒸餾水攪拌,取上層清液檢測。

 

  3、物理性能分析

 

  白度主要是通過原料外觀和煆燒後的白度來評價。

 

  粒度測定內容主要為粒度大小、粒度形狀及粒度分布,測定方法有:顯微鏡法、篩分法、沉降法、激光粒度法等。

 

  熱分析是在程序控制溫度下,測量物質的物理性能隨溫度變化的方法,包括:差熱分析法、示差掃描量熱法、熱重法、熱膨脹系數法、高溫顯微鏡法等。可以用來分析原料的種類及含量,研究礦化劑效能,研究固相反應的機理,確定原料熔融和結晶的溫度,改進工藝管理,改良配方,克服產品缺陷。

 

  可塑性指數是粘土呈可塑狀態時含水率上限和下限之間的範圍,可依據GB/T 26742-2011《建築衛生陶瓷用原料粘土》檢測。

 

  結合性指粘土能結合非塑性物料形成良好的可塑泥團,干燥後有一定干燥強度的能力。通常以在粘土中摻入標准石英砂的最高量來表征粘土結合能力的大小。結合性粘土的加砂量>50%,可塑性粘土的加砂量在20%-50%之間,低可塑性粘土的加砂量<20 data-blogger-escaped-br=""> 
  一定的干燥抗折強度能保證生坯在搬運、修坯、上釉、裝窯、燒成等工序中不受破損,可依據三點抗彎法用強度試驗機進行檢測。

  粘度表示泥漿流體流動的難易程度,可用塗-4流速杯或旋轉粘度計測定。

  原料試樣干燥前後標線長度的差值與干燥前標線長度的百分比稱為干燥線收縮率。已經干燥的原料試樣燒成前後標線長度的差值與燒成前標線長度的百分比稱為燒成線收縮率。

  三、標准化的思考

  目前我國建築衛生陶瓷使用的原料性能波動很大,給工藝控制和質量管理帶來了很大的困難。有很多專家認為可以借鑒西班牙、意大利,在不同的產區建立標准化的陶瓷礦物原料廠,給產區集中供應。景德鎮在十年前就提出依托景德鎮市原料總廠建立標准化的陶瓷泥、釉料生產線。這些方案都沒有獲得成功,主要原因有三點:1、企業可以通過工藝調節控制原料波動的影響;2、石英管原料標准化集中供應方案的成本遠遠高於陶瓷企業利用技術員調試配方;3、不同企業有各自的采購策略和合作供應商。

  所謂標准化是指:為在一定的範圍內獲得最佳秩序,對實際的或潛在的問題制定共同的和重復使用的規則的活動。相對於原料集中供應的狹義標准化,企業可以根據自身情況利用產品標准、檢測方法標准等工具進行廣義的陶瓷原料標准化。企業完全可以利用標准化的料倉堆料流程進行企業自身原料的標准化處理石英舟;利用原料的產品標准、檢測標准,對原料進行入廠檢驗;根據原料的波動,調整配方、試燒配方、確定配方。又比如很多陶瓷廠在十幾年前就采用十幾種原料球磨制漿、造粒,即使一兩種原料出現波動,也難以造成總成分的波動。因此,標准化的目的是提升效率,而非僵化地號召原料標准化供應。

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