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建陶瓷砖有多硬,由哪些因素来决定?

发布:2018-3-20 14:22:50  来源: 陶瓷资讯 [字体: ]

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☞ 作者王明华系江西陶瓷工艺美术职业技术学院教师
     

之前笔者写了篇文章,关于陶瓷强度与配方铝含量、最紧密堆积密度和陶瓷内部液相的一个猜测(建陶产品强度提升应该考虑这个因素……)。写得比较模糊,有朋友询问到这个事情,在这里重新解释下。

笔者认为,陶瓷坯釉料配方中,铝含量的提升对陶瓷强度的提升,并不仅仅是如各类书籍里面介绍的,铝含量提升导致坯釉料中晶体含量的提升,从而使得陶瓷强度的提升,而应该是晶体、填充密度和液相量增加三者共同作用的结果,甚至可能填充密度和液相量增加的效果更加明显。

如果从硅物化的理论角度出发,个人认为建陶的烧制过程是一个烧结(烧而结)过程。如果是烧而结的概念,那么烧是温度,结就是属于坯体内部颗粒接触概率以及相互粘(颗粒表面通过玻璃相粘结在一起)的问题了。事实上,晶体的出现的最好过程是先出现大量玻璃相,晶体从玻璃相中析出或者长时间的保温,物质通过自身结构的重建构成新的晶体相。

而建陶产品,如果我们拍碎它,观察其断面,很多都是属于炻甚至陶器的范畴,因此玻璃相在大部分的建陶产品内部是相对较少的。建陶的烧成时间之短,笔者认为晶体重构的时间也是缺乏的。在这样的状况下,我们用晶体的理论去推断建陶的配方与烧成,笔者认为方向会有一定的偏差。

  通过在建陶配方中,提升铝含量可以提升产品强度。笔者认为随着配方中铝含量的提升,往往意味着黏土用量的增加。而黏土料是个典型的微细料(0.002mm级别),它的增加,一方面可以进入砂料的空隙(200目的颗粒大小为0.076mm)之间,使得陶瓷坯体更加致密,可以提升陶瓷坯体的强度。另外一方面,颗粒度越小,相对而言,其熔融温度越低。因此,作为高铝含量的泥类料,很容易形成表面熔融(黏土颗粒表面熔融,而非整个黏土颗粒熔化)与其他砂料粘结在一起,进一步提升了陶瓷坯体的强度。

        致密度的提升对陶瓷坯体提升,在之前的文章里已经说过。配方元素组成基本不变,增塑剂替换泥料导致陶瓷强度下降可以侧证。而液相量增加,也是可以知道的。如现在不少釉料公司,采用325高目数的石英粉,替换以前使用的200目石英粉,可以适当提高釉面硬度,就是因为一方面高目数使用粉可以提高致密度,另一方面,配方不变的情况下,石英粉越细,与釉料中的其他熔融料的接触机会越多,可以增加熔融效果,同时增加可以粘结概率,从而提升釉面效果。

        事实上,如果陶瓷坯体中是以晶体为主,对陶瓷的增强效果是非常厉害的。如有名的京砖,经过很长时间的保温烧成(传统制京砖,一年多才出一窑,即便是现在,出一窑也要差不多三、四个月),再加以特殊的打磨技术,据说能达到镜面效果,同时强度非常高。实际上,京砖的原料只是一款黏土。

         笔者也曾接触过一款产品,微晶玻璃。通过将原料熔融,加入结晶促进剂,然后采用长时间保温坯体内部大量析晶。产品硬度非常高,要想破碎该产品,工人使用锤子使劲砸才能破碎。碎片丢到公路上,能够将过路的汽车轮胎扎破。晶体对材料的增强效果可见一斑。更别论目前国内各种结构功能陶瓷了。而建陶行业内的微晶石,其表面硬度不要说晶体对釉面硬度有增强效果,反而是有一定的下降。

        当然,这是笔者对建陶产品烧结的一些浅见。在实际的生产过程中,级配是个很难表述的问题。同时,微细料的大量使用,导致颗粒度下降,又会带来其他工艺方面的影响,如球磨、压机压制、坯体收缩等。

 

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