細炻磚銅銹缺陷研究

周錫榮，黃玲艷

（蒙娜麗莎集團股份有限公司，佛山528211）

前言

目前陶瓷墻地磚的幾大品種主要有拋光磚、拋釉磚、仿古磚、陶瓷薄板。仿古磚以其獨特的設計和典雅的裝飾風格依然在市場中占有重要的地位［1-3］。細炻磚是仿古磚的一個分支，它的吸水率為3%～6%。相比瓷質(zhì)仿古磚而言，由于其成本低廉，在家庭裝修中的廚房、衛(wèi)生間、陽臺的地方仍然被廣泛使用，也是不少廠家爭奪的領域［4，5］。細炻磚配套產(chǎn)品中，有一部分是淺色圖案，在生產(chǎn)淺色圖案品種過程中，會有比較明顯的銅銹缺陷，少則2%，多則3～4%。特別是有的純白版面，銅銹缺陷指標長期在3%以上。銅銹是何物？是怎么產(chǎn)生的？它來源于哪些地方？有研究者對此作了探討［6］。本文主要從原材料和配方方面對銅銹進行了研究，采用XRF、SEM、EDS 等手段進行了詳細的分析。經(jīng)過研究，我們對銅銹缺陷也有了一定的認識，有針對性地加強相關方面的控制，減少了銅銹缺陷的產(chǎn)生，進一步提高了產(chǎn)品品質(zhì)，明顯提升了淺色細炻磚產(chǎn)品的優(yōu)等率。

1 實驗過程

1.1 原材料

圖1 坯料篩上物產(chǎn)生銅銹缺陷

圖2 釉料篩上物產(chǎn)生銅銹缺陷

實驗原材料主要是生產(chǎn)細炻磚用的部分原材料，包括邦砂、力鴻砂、150 鉀砂、周砂、嶺五砂、壓濾渣、磨邊料等。

1.2 實驗過程

取所用原材料，分別經(jīng)過稱量、球磨、除鐵過篩，取篩下物、篩上物放置于坯體上，淋底釉、面釉后燒成，然后觀察分析。

1.3 性能測試

用S8 Tiger 熒光X 射線分析儀對配方組成進行了定性分析，用EVO MA10 掃描電鏡對銅銹做了微觀掃描分析，用EDAX 能譜儀對銅銹進行了能譜分析。

2 結果與討論

2.1 原材料對銅銹缺陷的影響

銅銹缺陷在坯體上的表現(xiàn)是呈現(xiàn)一個綠點，在淺色版面里特別突出，在放大鏡下看是一個孔洞。

為了考察原材料對銅銹的影響，我們將坯體配方漿料過篩后的篩下料、篩上料以及配方中的各種原材料單獨球磨后過80 目篩取篩上物灑在淋釉坯體上，燒后發(fā)現(xiàn)配方漿料和某些原材料的篩上料燒后容易出現(xiàn)銅銹，如圖1 所示。圖2 顯示的是把釉料過篩的篩上料灑在淋釉坯體上也發(fā)現(xiàn)有銅銹現(xiàn)象?？梢园l(fā)現(xiàn)，銅銹在坯料或釉料里是普遍存在的，在某些原材料里存在的更多一些，實驗中我們發(fā)現(xiàn)嶺五砂產(chǎn)生的銅銹較其它原材料更嚴重，同時篩上料比篩下料要嚴重。

2.2 工藝制度對銅銹缺陷的影響

細炻磚因為吸水率較高，生產(chǎn)廠家的漿料細度一般較瓷質(zhì)磚要大。以我公司為例，所用的坯體漿料細度為250 目篩篩余2.5%～2.8%，瓷質(zhì)磚漿料細度為250 目篩篩余1%以下。這也導致細炻磚配方漿料里的雜質(zhì)要多一些。實驗中我們將產(chǎn)生銅銹多的原材料更換掉安排中試，由于中試條件的限制，中試漿料只在噴霧塔的中轉(zhuǎn)缸過一道篩，結果發(fā)現(xiàn)中試配方燒制淺色磚時的銅銹缺陷率高達50%以上，因此僅僅更換原材料無法改善銅銹缺陷的問題，相反，漿料的除鐵過篩是影響銅銹缺陷更重要的因素。

以上實驗證實了漿料除鐵過篩的重要性。以往我公司的細炻磚坯體漿料的過篩目數(shù)是70 目，一般過兩道篩。通過改造，給漿料增加了一道中轉(zhuǎn)池，將除鐵過篩的次數(shù)增加到四次，過篩目數(shù)改成80目，同時也適當降低了漿料細度。通過這樣的工藝改進，我們發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)淺色磚時效果有明顯的好轉(zhuǎn)，部分淺色磚的銅銹缺陷降到了0.3%以下，純白磚的銅銹缺陷由以往的平均3%以上降到了1.2%以下。

表1 部分金屬氧化物所占質(zhì)量分數(shù)

2.3 銅銹缺陷分析

根據(jù)前面的研究，我們認為出現(xiàn)這種銅銹缺陷的原因主要是一些硬質(zhì)、繼而難過篩的物質(zhì)造成。我們將坯體漿料篩上物和過篩后的漿料進行了熒光射線定性分析比較，表1 列出了除常見的八大元素氧化物以外的其它元素分析結果?？梢钥闯龃嬖谝恍┪⒘康挠猩饘僭匮趸?。

圖3 是我們把銅粉灑在坯體表面淋上底釉、面釉燒后也呈現(xiàn)出了銅銹缺陷的現(xiàn)象，可見銅元素是引起銅銹的重要因素之一。

圖4 是用掃描電鏡對銅銹做的SEM 掃描，圖中看到，孔洞非常明顯，這是有色金屬氧化物在高溫下會產(chǎn)生低溫熔洞，穿透釉面，形成孔洞。對孔洞周邊不同位置進行了能譜分析，如圖5、圖6，有的位置可以發(fā)現(xiàn)銅元素，有的位置沒有發(fā)現(xiàn)銅元素，但有其它有色金屬元素?？梢哉J為孔洞的形成是多種有色金屬雜質(zhì)復合造成。

3 結論

通過對原材料進行系統(tǒng)地研究，采用XRF 熒光X 射線分析儀對配方進行定性分析，用SEM、EDS 等手段對銅銹進行了微觀分析，我們認為出現(xiàn)銅銹缺陷的主要原因是原料中那些硬質(zhì)的、難球磨的有色金屬雜質(zhì)高溫下熔融造成局部低溫從而形成孔洞。無論是坯體漿料還是釉料，通過加強過篩除鐵、降低漿料細度可以有效地降低銅銹缺陷，在實際操作中已經(jīng)得到了有效印證。

圖3 銅粉產(chǎn)生的銅銹缺陷

圖4 銅銹SEM 掃描照片

圖5 位置1 的能譜結果

圖6 位置2 的能譜結果