自释釉瓷质砖的制备及机理研究

发布时间：2021-10-09 01:51

　　以钾长石、石英、高岭土为主要原料,以碳酸钠为自释剂,在烧成温度1150～1300℃制备自释釉瓷质砖。采用坯体分层和质量差值法研究自释剂在干燥阶段的扩散过程。采用光泽度仪、SEM、EDS等对自释剂含量、烧成制度等因素对试样的光泽度、微观结构及元素分布等进行研究。结果表明:自释釉为自释剂在干燥和烧成阶段扩散到坯体表面熔融形成的结果。当自释剂的添加量为5%,烧成温度1200℃、保温时间30 min的条件下,可获得效果较好的自释釉瓷质砖,吸水率为0.5%、釉层厚度约为0.3 mm、光泽度为58,且试样边缘没有形变（圆角现象）。 

【文章来源】：中国陶瓷. 2020,56(09)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

坯体沿着厚度方向等分层示意图

在烧成温度1200℃、保温时间30 min的条件下，不同自释剂添加量制备试样的实验结果如图2和表2所示。从图2中可以看出，未加自释剂时（图2(a）），无釉层出现，表面粗糙且无光泽；当自释剂含量为5%时（图2(b）），釉面光泽度较好，釉面较为平整，试样边缘无形变现象（圆角）；当自释剂含量达到7%时，釉面光泽度良好，釉面平整，但试样的边缘出现了圆角现象（图2(c））。此外，从表1中可以看出，未加自释剂时，釉面的光泽度仅为12，吸水率为6.8%，烧成收缩率4.3%，说明试样没有烧结。随着自释剂量的增加，试样表面开始出现类玻璃物质即釉层，当自释剂含量增加到5%时，釉面光泽度达到58，吸水率减小到0.5%，烧成收缩率达到6.5%，说明试样已经烧结，随后在增加自释剂含量（如7%），釉面光泽度进一步增加，但烧成收缩增大，试样边缘出现圆角现象。产生上述实验现象的原因：在干燥和烧成过程中，自释剂（Na2CO3）扩散到坯体表面（具体见“2.4自释剂扩散过程分析”），在一定的烧成温度条件下，自释剂熔融、铺展，从而在坯体表面形成釉层。当坯料中未添加Na2CO3时，由于坯体烧成温度较高，在一定烧成温度条件没有烧结，坯体中液相量少，所以，试样表现为收缩率较小、吸水率较大和表面粗糙等现象[5]。随着自释剂添加量增加，在坯体内部和扩散到表面的自释剂量增加，经过烧成以后，试样釉层厚度增加，收缩率增加和吸水率减小，表明坯体烧结性能增加，如自释剂添加量为2%时，试样表面光泽度较低、吸水率较大，当自释剂增加到5%，试样具有较好的光泽度和较低吸水率，当自释剂添加量过多时（如7%），虽然扩散到坯体表面自释剂量较多，生成的釉层较厚，提高了釉面光泽度，但由于残留在坯体内部的自释剂，作为熔剂促进坯体烧结，导致试样变形量增加，使边缘出现圆角现象，所以，在一定烧成温度条件下，合适自释剂添加量是制备釉面光泽度较高和边缘变形率小的关键。

从图4中可以看出，随着保温时间延长，试样的釉面光泽度逐渐增加，如保温时间过长（如45 min），试样边缘会出现变形（图4(c））。此外，从表5中可以看出，保温时间为30 min，试样的釉面具有较好光泽度（58），且边缘没有出现明显变形，如保温时间增加到45 min时，试样的光泽度增加到68，但试样边缘出现了形变（圆角现象）。从上述分析可知，保温时间与烧成温度对釉面质量的影响具有类似规律和产生原因。图5 不同干燥时间坯体中自释剂的浓度分布（T=80℃）


本文编号：3425400