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與拋光磚相比,瓷質(zhì)仿古磚多了一層涂料。所以,解決仿古磚變形的核心也要從仿古磚的坯釉熱膨脹系數(shù)的匹配情況著手。一般情況下,要求熱膨脹系數(shù)的匹配情況如下:COE坯體>COE底釉>COE面釉。并且要求熱膨脹系數(shù)相差不要過分懸殊。否則會(huì)出現(xiàn)上翹或龜背變形,甚至釉面出現(xiàn)龜裂。
仿古磚的釉料一般采用化工原料和精選的礦物原料制備,產(chǎn)生波動(dòng)的可能性小。實(shí)際生產(chǎn)中一般都是由于坯體原料產(chǎn)生波動(dòng)而引起坯釉熱膨脹系數(shù)不匹配,導(dǎo)致變形。很多廠家在原料進(jìn)廠時(shí)只檢驗(yàn)白度和溫度,不做化學(xué)成分分析,原料中的SiO2和Al2O3含量波動(dòng)時(shí)沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并調(diào)整配方,到出現(xiàn)變形時(shí)才發(fā)現(xiàn)問題,作出調(diào)整。例如,某廠坯體中使用的低溫砂,標(biāo)準(zhǔn)樣與前后10天進(jìn)的料成分相差很大,燒成的產(chǎn)品就會(huì)有變形。
熱穩(wěn)定性又稱抗熱震性、耐急冷急熱性,是指陶瓷材料抵抗溫度劇變而不破裂的性能。陶瓷制品的熱穩(wěn)定性在很大程度上取決于坯、釉的適應(yīng)性,特別是二者熱膨脹系數(shù)的適應(yīng)性。當(dāng)釉的熱膨脹系數(shù)大于坯時(shí),在冷卻過程中釉的收縮大于坯,釉本身受拉伸應(yīng)力,坯向上彎曲,即有出現(xiàn)龜裂的傾向;反之,當(dāng)坯體的熱膨脹系數(shù)大于釉時(shí),釉的收縮小于坯,釉本身受到壓縮應(yīng)力,坯體向下彎曲,釉有崩落的傾向。在實(shí)際生產(chǎn)中,產(chǎn)品出現(xiàn)龜裂的現(xiàn)象多于崩落,這是因?yàn)橛缘目估瓘?qiáng)度小于抗壓強(qiáng)度。
增大坯體的熱膨脹系數(shù)可采用以下措施(但在調(diào)整時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮到坯體的其他相關(guān)性能,如強(qiáng)度等):
1)適當(dāng)增加石英用量、減少塑性粘土的用量;
2)減少長石用量;
3)用高嶺土置換一部分塑性粘土;
4)提高坯體的燒結(jié)溫度;
5)適當(dāng)增加坯用滑石用量。
以下措施可增大底釉的熱膨脹系數(shù):
1)適當(dāng)增加長石、石英的用量;
2)適當(dāng)降低高嶺土的用量;
3))引入高膨脹系數(shù)的熔塊。
對(duì)于面釉,增大其熱膨脹系數(shù)可采取如下措施:
1)增加長石、石英的用量;
2)增大硅灰石、滑石的用量;
3)適當(dāng)減少高嶺土的用量;
4)引入高膨脹系數(shù)的熔塊。
以上調(diào)整要兼顧釉面效果和化學(xué)性能。不同條件下,不同純度的原料效果會(huì)有差異,需要操作者試驗(yàn)摸索原料配比和物料性能。合理調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù),也能影響產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性,主要有以下2個(gè)方面:
1)保持坯料、釉料細(xì)度的穩(wěn)定。坯料中的石英、長石的細(xì)度對(duì)坯體的熱膨脹系數(shù)有一定的影響;釉料的細(xì)度對(duì)釉面效果、熔化溫度也有影響。
2)根據(jù)坯體、底釉、面釉的熱膨脹系數(shù),在生產(chǎn)中合理地調(diào)整底釉、面釉的相對(duì)密度和施釉量,在保證產(chǎn)品效果的同時(shí),使熱穩(wěn)定性得以提高。一般可采用適當(dāng)減少底釉和面釉用量的方法來調(diào)節(jié)產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。
燒成溫度對(duì)坯釉中間層的生長有直接影響。燒成溫度高、燒成周期長,有利于中間層的生長,使產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好,減少釉裂;燒成溫度也影響坯、釉的融合反應(yīng),從而影響其熱穩(wěn)定性。如不考慮瓷化程度對(duì)熱膨脹系數(shù)的影響,產(chǎn)品重?zé)蚋邷責(zé)啥寄軠p少或消除釉面龜裂,提高其熱穩(wěn)定性。這是因?yàn)楦邷叵掠耘c坯反應(yīng)充分,促使釉與坯之間的結(jié)合層更加均勻,減少或消除兩者之間的應(yīng)力,從而起到提高熱穩(wěn)定性的作用。此外,冷卻溫度梯度和速度也影響坯、釉間的應(yīng)力。冷卻溫差過大、冷卻速度過快,熱穩(wěn)定性就會(huì)變差。
仿古磚的表面吸污是個(gè)常見的問題。引起仿古磚表面吸污的主要原因有:釉面原料質(zhì)量差、配方體系不合理、燒成工藝控制不當(dāng)、釉料的理化性能不佳。
1)釉面原料質(zhì)量差。仿古磚釉用原料一般要求是純度高、雜質(zhì)少的礦物原料和部分化工原料,如鉀鈉長石、石灰石、高嶺土、燒滑石、氧化鋁、氧化鋅、熔塊、硅酸鋯、碳酸鋇等,其中任何一種原料質(zhì)量的波動(dòng)都會(huì)使釉料始熔點(diǎn)發(fā)生變化、釉面排氣不良或者釉中出現(xiàn)雜質(zhì)等而導(dǎo)致釉面吸污。
2)配方體系不合理。配方體系不合理主要是指釉的始熔溫度低、燒成溫度范圍窄、釉料的排氣控制不好等。
3)燒成工藝控制不當(dāng)。燒成工藝控制不當(dāng)是指在工藝的控制上沒有細(xì)化控制,出現(xiàn)粗略的過程。
4)釉料的理化性能不佳。磚面在日常的使用過程中常會(huì)遇到一定酸堿性物質(zhì)的侵蝕,若產(chǎn)品的抗酸堿性差,表面被侵蝕后就容易吸污;若磚面耐磨性不好,使用一段時(shí)間后被磨損的地方就會(huì)露出微氣孔,這些微氣孔較易吸污;若磚面硬度不夠,就容易被硬物劃傷,被劃傷的釉面就容易吸污。要解決以上幾方面的問題,應(yīng)選取好的原料,調(diào)配好的配方,以提高釉料的各項(xiàng)理化性能,達(dá)到良好的使用效果。
4.1 改進(jìn)釉料配方,提高配方的始熔溫度,擴(kuò)大配方的燒成溫度范圍
一般來說,配方的適應(yīng)性同原料的選取和調(diào)配有關(guān)。配方始熔溫度的高低和燒成溫度范圍的寬窄主要與熔劑原料和耐高溫原料的選取和使用比例有關(guān)。要提高配方的始熔溫度,可根據(jù)產(chǎn)品的燒成溫度,對(duì)兩者進(jìn)行相應(yīng)調(diào)配,減少低溫熔劑的使用量,增加高溫溶劑的使用量。耐高溫原料Al2O3,它能顯著提高釉料的成熟溫度、擴(kuò)大釉料的燒成溫度范圍,但其引入原料形式不同,效果也不同。
4.2 嚴(yán)格工藝控制,減少工藝參數(shù)波動(dòng)
在生產(chǎn)中為防止出現(xiàn)大的波動(dòng),可對(duì)工藝進(jìn)行細(xì)化控制。主要有以下3個(gè)方面:
1)控制好原料的加工細(xì)度。①坯料細(xì)度。它的變化可引起坯料燒成溫度的波動(dòng),從而引起產(chǎn)品吸水率、尺寸的變化,甚至降低產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。②釉料細(xì)度要有一個(gè)合理的范圍,過細(xì)或過粗,均會(huì)引起釉料成熟溫度的變化,釉面的性能也會(huì)變化,從而影響產(chǎn)品的抗污性能。
2)保持釉漿的均勻性。釉漿在加工、貯存和使用的過程中應(yīng)保持良好的均勻性,防止出現(xiàn)沉降,影響釉面性能而引起吸污。
3)燒成控制。①制定合理的溫度曲線,既要保持一定溫度使排氣較早進(jìn)行,防止高溫持續(xù)排氣,又要防止釉層過早封閉,這里要注意1 100℃前的升溫梯度。②加強(qiáng)抽濕,加快氣體的排出。③注意釉燒高溫區(qū)的選取。既要使釉面熔融?;_(dá)到較好的釉面效果,又要減少高溫區(qū)的持續(xù)排氣,因此建議高溫區(qū)不要太長。④采取合理的冷卻制度,防止釉面因析晶過多而引起吸污。
金屬釉因其外觀有金屬光澤而得名,其逼真的仿金屬效果,深受廣大消費(fèi)者的歡迎。金屬釉依燒成溫度不同可分為高溫型金屬釉、中溫型金屬釉和低溫型金屬釉。中低溫型金屬釉適合于生產(chǎn)內(nèi)墻磚。生產(chǎn)仿古磚用的高溫型金屬釉,其燒成溫度在1 200℃左右。
燒結(jié)法制備金屬釉與一般釉的制備方法相同,只是在釉料成分中引入一種或多種著色金屬氧化物,并使它在高溫熔體中飽和,然后再冷卻時(shí)就會(huì)析出具有金屬光澤的析出物。此外,根據(jù)不同類型的釉中析出的金屬微?;虻V物不同,會(huì)產(chǎn)生不同的色彩。
到目前為止,相關(guān)資料大都是用鉛硼基礎(chǔ)釉來制備金屬釉。但實(shí)踐證明,它有以下弊端:一是鉛丹有劇毒,危害工人身體健康;二是這類釉燒成時(shí)大都需要保溫,要求調(diào)整輥道窯正常生產(chǎn)的燒成曲線,這顯然給企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)帶來不便;三是陶瓷廠現(xiàn)在采用的都是輥道窯明焰燒成,這類釉對(duì)火焰氣氛與氣壓敏感,燒成出來的成品釉面不穩(wěn)定,或色差嚴(yán)重,或與金屬光澤相去甚遠(yuǎn),或抗氧化能力弱、耐酸堿腐蝕性差,導(dǎo)致在日曬雨淋的環(huán)境下使用會(huì)逐漸失去金屬光澤。
適用于仿古磚的優(yōu)質(zhì)、高穩(wěn)定性金屬釉必須具備以下特點(diǎn):
1)耐酸堿及抗氧化能力強(qiáng),釉面穩(wěn)定,歷久如新,可有效提高瓷磚的物理化學(xué)性能;
2)釉面耐磨,可在人流量大的公共場所使用而不易磨碎;
3)燒成溫度和燒成周期的適應(yīng)范圍寬,可分別在1 150~1 120℃和幾十分鐘到幾個(gè)小時(shí)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)控;
4)適應(yīng)性強(qiáng),適合各種類型窯爐快速或慢速氧化焰燒成;
5)穩(wěn)定性好,可以確保產(chǎn)品減少色差。
目前廣泛使用的滿足上面要求的金屬釉是磷鐵系釉料,即以-P-Si-O-為釉料網(wǎng)絡(luò)形成劑,取代鉛硼系金屬釉的-Pb-Si-O網(wǎng)絡(luò)。引入釉料中的磷、鐵可以是磷酸鐵,也可以是磷酸鈣和氧化鐵。磷酸鐵一般是正磷酸鐵,有的廠家使用煅燒后的正磷酸鐵。磷酸鈣一般用骨灰引入。氧化鐵則使用鐵黃或者鐵紅。
金屬釉的工藝技術(shù)參數(shù)如下:
球磨細(xì)度:萬孔篩篩余0.3%以下;
施釉容重:1.2~1.3g/cm3;
施釉重量:90g左右(500mm×500mm磚坯);
燒成溫度:根據(jù)輥道窯實(shí)際燒成溫度調(diào)整配方確定,一般在1 150~1 230℃。
金屬釉有甩釉(或者噴釉)和印花兩種施釉方式。印花是采用絲網(wǎng)印刷的方式。一般噴釉時(shí),坯體的溫度控制在50~60℃。絲網(wǎng)印刷金屬釉時(shí),則需要降低坯體溫度,一般坯體溫度保持在30~35℃。因?yàn)槿绻黧w溫度高,印花釉干得太快,印花釉剛印下去就干固在坯體表面上,那么坯體表面凹下去的地方無法布到釉料,會(huì)產(chǎn)生大量的小針孔,印完金屬釉后其他印花釉,針孔也始終存在。
答:全拋釉仿古磚是自2009年以來很受消費(fèi)者歡迎的一個(gè)產(chǎn)品。它逼真的仿古、仿木等效果,簡直達(dá)到以假亂真的地方。全拋釉可以說是釉下彩在墻地磚生產(chǎn)中的應(yīng)用,但多了表面拋光工序。它使用普通瓷質(zhì)磚的坯體。其生產(chǎn)流程如下:
成形——干燥——施底釉——多次印花——印刷面釉(或噴淋面釉)——燒成——拋光——表面施防污劑——分級(jí)——包裝——入庫。
印花可以用平板印花機(jī),也可以用膠輥印花機(jī)。印刷面釉時(shí),要注意面釉的厚度,如果面釉厚度不夠,在拋光時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)露底現(xiàn)象,造成產(chǎn)品降級(jí)。印刷面釉時(shí)一般印刷1~3遍,根據(jù)面釉的厚度決定印花的次數(shù)。
全拋釉最核心的技術(shù)在于面釉配方,它必須滿足以下要求:
1)釉面必須有足夠的硬度,防止表面磨花;
2)表面不能出現(xiàn)針孔;
3)表面不能吸污;
4)與坯體相匹配,不引起變形;
5)釉層有良好的透明度。
全拋釉的拋光有2種方式:一種是使用專用的釉面拋光機(jī),與生產(chǎn)拋光磚用的超潔亮機(jī)相似;另外一種是直接使用生產(chǎn)拋光磚用的拋光機(jī),但不使用拋光機(jī)的括刀和銑平機(jī),僅使用粗拋和精拋部分,一般從240號(hào)開始,并且必須用彈性拋光塊,在磨料和固定材料之間有一層橡膠彈性層,用以緩沖施加在釉面磚上的沖擊力,起到保護(hù)釉面的作用。拋釉時(shí)必須嚴(yán)格控制壓力,否則會(huì)把釉面拋穿,造成產(chǎn)品降級(jí)。
本欄目責(zé)任編輯 王 昭