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硅灰石等几种常见原料在低温陶瓷中的作用

来源:江西奥特     发布日期:2018-08-13   |    加入收藏

以下简单介绍一下常用的低温陶瓷原料,其中多种已应用于建筑卫生陶瓷的坯料中,取得良好的节能效果。有的已经进行过多次试验,并且显示出良好的工业价值,是将来很有开发利用前途的低温快烧陶瓷原料种类。


1硅灰石原料


硅灰石属于硅酸钙矿物。自然界中的硅灰石主要存在于不纯的石灰岩与酸性岩浆岩的接触变质带内。在火成岩的富钙片岩中亦可见到。与硅灰石原料伴生的矿物还有透辉石、石榴子石、方解石及石英等。均属陶瓷工业可以采用的原料种类。


硅灰石理论化学成分为sio250.70%,cao48.30%。20世纪70年代中期,我国湖北省大冶及阳新地区最先发现硅灰石矿,其实际化学成分为:sio250.23%,cao44.9%fe2o3为0.29-1.23%。化学成分与美国、日本等国的成分基本相同。硅灰石具有良好的热膨胀特性,它的热膨胀系数随温度增加,呈现直线性上升,因此,非常有利于快速烧成的工艺要求。(硅灰石平均热胀系数为6.30/1000000每摄氏度在室温-200℃之间)。硅灰石粉


此外,硅灰石熔点温度比较低,为1540℃,尤其在硅灰石与瓷坯中的碱-碱土成分结合时能进行较低温烧成。这一特点也是后来引起陶瓷界,尤其建陶工业非常重视的主要缘故。一般在坯料中掺入10-20%的硅灰石取代长石、石英时,可将陶瓷制品的烧成温度下降80℃-120℃。针状硅灰石粉


硅灰石还具有独特的工艺性能,如使用硅灰石原料后,可以有效的减少坯体收缩率。而且能够降低坯体的吸湿膨胀,防止陶瓷坯体的后期干裂等。含硅灰石的坯体还具有较高的机械强度和较低的介电损失。引入硅灰石的坯体,在烧结过程中成熟速度加快,可以在十几分钟至几十分钟内使坯体成熟,大大降低了单位制品的热损耗,其烧成周期也从过去的90小时,下降为仅仅50分钟。硅灰石最先引入到釉面砖坯料配方中,使面砖的烧成热能损耗由3600大卡/公斤,下降为1850大卡/公斤制品。除釉面砖外,硅灰石原料近年来已扩大了其应用范围。其节能降耗的效果,已为陶瓷业界人士有目共睹。硅灰石粉



2透辉石原料


透辉石属于硅酸镁-硅酸钙铁类质同象系列中的矿物。它常与磁铁矿及其它含铁矿物共生,矿物特性为浅绿色短柱状晶体。透辉石的化学组成为钙、镁、硅的氧化物组成,其化学分子式为cao’mgo’2sio2。透辉石的理论化学组成为:氧化钙25.8%,氧化镁18.5%,二氧化硅55.7%。其实例有我国吉林省透辉石矿主要化学成分为:二氧化硅51.6%-45.71%,氧化铝3.52%-7.29%,氧化铁2.69%-0.27%,二氧化钛0.13%-0.1%,氧化钙23.78%-19.98%,氧化钾和氧化钠0.96%-0.63%。针状硅灰石粉


透辉石的热膨胀系数与硅灰石大体相同,从下表列出的热膨胀系数来看,也是非常适合低温快烧工艺的优质陶瓷原料。透辉石具有的熔剂性质也很独特,如其开始变化温度为1170℃,软化温度为1280℃,熔融温度为1290℃,软化温度范围为110℃,熔融温度范围则为10℃。鉴于此透辉石与硅灰石同样可以有效的减少陶瓷制品坯体的收缩率。引入有透辉石原料的面砖产品,其坯体的总收缩(包括干燥收缩与烧成收缩)仅为0.2%=0.4%。配入透辉石的瓷砖坯体同样可以降低坯体的吸湿膨胀,杜绝釉面砖使用的后期龟裂缺陷,保证使用质量。硅灰石


作为优秀的低温快烧原料,引入透辉石的建筑陶瓷制品,其烧成温度极低,仅为980℃-1020℃左右,较之硅灰石坯体的烧成温度还要降低100℃左右。因此,将来扩大透辉石原料的使用范围,将具有更大的节能降耗效果,产生更大的经济效益。针状硅灰石粉


3珍珠岩原料


珍珠岩属于一种酸性火山岩浆喷发的玻璃质熔岩。在珍珠岩内常含有一些透长石、石英的斑晶微晶及各种形态的雏晶及稳晶矿物等,如角闪石刚、叶蜡石、黑云母等等。珍珠岩的化学组成范围一般为二氧化硅68-75%,氧化铝9-14%,氧化铁0.5-4%,二氧化钛0.13-0.2%,氧化镁0.4-1%,氧化钙1-2%,氧化钠2.5-5%,氧化钾1.5-4.5%,水3-6%。珍珠岩的氧化与熔融温度为:开始收缩温度为1025℃,软化温度为1175℃,熔融温度大于1500℃,软化温度范围为150℃,熔化温度范围为325℃。硅灰石粉



从上述数据来看,珍珠岩开始收缩的温度比长石低120℃,软化温度低75℃,软化范围加宽95℃。由于这些特性,珍珠岩在陶瓷制品烧成中可以大大降低烧成温度,改进烧结的质量。通过进一步深入研究,珍珠岩还有一种特性,即含有珍珠岩的陶瓷坯体中,莫来石晶体形成较早,从而有利于烧结过程的展开。这样一来,含珍珠岩坯体除具有与长石-石英-黏土(高岭矿物)三元系坯体配方相同的工艺特性之外,还能降低烧成温度(从原来的1280℃降低为1180℃-1160℃),并且具有良好的热稳定性。针状硅灰石粉

 
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