淺談硅酸鋯陶瓷噴砂珠原料的正確選擇

張軍

（河南省科力達新材料股份有限公司，焦作454000）

淺談硅酸鋯陶瓷噴砂珠原料的正確選擇

張軍

（河南省科力達新材料股份有限公司，焦作454000）

文章介紹了硅酸鋯陶瓷噴砂珠的性能優(yōu)勢，闡述了為得到這種性能所選用的化學(xué)原料。對原料的選擇進行了淺論。

硅酸鋯；陶瓷噴砂珠；選料；質(zhì)量；產(chǎn)品性能

1 前言

任何產(chǎn)品，為保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，原材料是非常重要的影響因素。原材料化學(xué)組份的波動，會導(dǎo)致產(chǎn)品的物化性能發(fā)生波動，從而導(dǎo)致質(zhì)量無法保證。為確保產(chǎn)品質(zhì)量，我們在生產(chǎn)中必須從源頭開始嚴格把控，從原材料就開始重視。原材料的正確選擇與配比正確的使用，最終均會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量以及客戶滿意度。部分原材料因其成分簡單，生產(chǎn)易于控制，但我們生產(chǎn)的硅酸鋯噴砂珠原材料看似相同，但化學(xué)組成及物化性能卻相差甚遠，因此要求我們掌握原材料如何區(qū)分及控制就顯得尤為重要。

一般在生產(chǎn)控制下，原材料會出現(xiàn)波動，但產(chǎn)品性能卻不能降低，客戶滿意度不能降低，這就需要我們熟悉并理解產(chǎn)品的應(yīng)用。通過分析原料的配比，使產(chǎn)品性能穩(wěn)定。

2 硅酸鋯陶瓷噴砂珠的使用特性與原料的選擇

2.1 硅酸鋯陶瓷噴砂珠的實用特性

（1）呈球形；

（2）表面光滑（這樣才不會損傷工件）；

（3）耐磨性好、硬度高；

（4）不易破碎、壽命長、彈性好（耐磨硬度最適合噴砂使用；壽命長、可循環(huán)使用、減少換料次數(shù)、提高噴砂效率；不易破碎、可以改善工作環(huán)境、減少粉塵污染、清潔環(huán)保無矽肺病隱患、有助于員工身體健康）；

（5）比重適中（密度在玻璃砂和鋼砂之間，能恰當(dāng)?shù)奶钛a玻璃砂與鋼砂擊打強度的上下限盲區(qū)）。

以上是硅酸鋯陶瓷噴砂珠的要求性能，可以通過不同的途徑或采用不同的原料組合得到。也就像每一種氧化物都可以從不同的化合物中得到一樣。所以我們生產(chǎn)的硅酸鋯陶瓷噴砂珠，要滿足客戶的使用要求。在正確選擇原料上，要考慮其性能高于客戶要求。

2.2 正確選擇原料需要把握的五點要求

（1）物料的共溶性；

（2）物料中化學(xué)成分的替代性、怎樣替代會更好；

（3）化學(xué)組分的分析；

（4）物料的獲取以及加入方法（怎樣得到最佳性能產(chǎn)品的目的）；

（5）產(chǎn)品結(jié)果必須高于客戶的使用條件；

這樣我們先考慮硅酸鋯珠的耐磨性、硬度韌性和抗機械沖擊性。也必須考慮硅酸鋯珠的耐酸和耐堿能力。以及它的白度、光滑度、光澤度、透明度。原料選擇的規(guī)則為成本最低同時產(chǎn)品美觀實用。

3 基本原料的選擇與所選用的添加劑

3.1 含ZrO2原料

ZrO2耐高溫、耐磨損、硬度高。但它在燒制過程中相變導(dǎo)致體積變化，使ZrO2使用大受限制。因為純ZrO2容易破碎，達不到生產(chǎn)要求。這樣我們把低于10%的Al2O3和含65%左右ZrO2的ZrSiO4在高溫下形成共熔體。Al2O3粒子彌散在ZrO2基質(zhì)中，高溫（2000℃）燒制過程中起到釘扎作用。一方面Al2O3有抑制ZrO2顆粒生長的作用、同時ZrO2也有抑制Al2O3晶粒的生長作用。這樣就得到晶粒細小且均勻的共溶物陶瓷砂。另一方面具有高彈性模量的Al2O3晶粒使ZrO2變得亞穩(wěn)定，應(yīng)力明顯提高、增韌效果明顯，不易破碎。ZrO2的優(yōu)點彌補Al2O3的弱點，可以得到一種性能優(yōu)良、安全環(huán)保、成本低廉的新材料——硅酸鋯陶瓷砂初級產(chǎn)品。

上述硅酸鋯噴砂珠可進一步的優(yōu)化，為使產(chǎn)品更便于生產(chǎn)及應(yīng)用，使其性能更加優(yōu)良，可在原料組成中添加外加劑，提高產(chǎn)品的力學(xué)性能及白度等。

3.2 CAO添加劑

俗CaO的加入（白石灰），首先增加硅酸鋯陶瓷砂白度，并且提高陶瓷砂的穩(wěn)定性，使陶瓷砂更耐用更不易破碎。其次，還可以提高陶瓷砂的光澤度、透明度，改善陶瓷砂的耐化學(xué)腐蝕和抗機械沖擊的能力，改善陶瓷砂的硬度和耐磨性。同時為保證陶瓷砂的白度，必須降低鐵、鈦的含量。

3.3 NarO添加劑

Na2O可以起到保硅的作用，使陶瓷砂玉質(zhì)感增加，提高陶瓷砂的光滑度。

3.4 MgO添加劑

MgO作為礦化劑，加入到原料中，可提高材料的韌性。同時MgO具有助融作用，可降低陶瓷砂的燒成溫度，因其表面張力大，可促使陶瓷砂更易轉(zhuǎn)化為球形。

2

SiO2的作用是增加陶瓷砂的玻璃相。

以上四種添加劑的加入不僅能使陶瓷砂表面形成一層薄薄的玉質(zhì)狀物質(zhì)，使陶瓷砂更有光澤、不易碎、耐磨，改善陶瓷砂的表面性能，降低表面氣孔率，使陶瓷砂表面變得白亮，并增強陶瓷砂的機械強度和提高陶瓷砂抗化學(xué)腐蝕能力，能美化產(chǎn)品的外觀，并且使產(chǎn)品處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，使陶瓷砂更穩(wěn)定，更不易破碎（因為鈣鎂本身就是二氧化鋯的穩(wěn)定劑，鈣穩(wěn)定鋯，鎂穩(wěn)定鋯）因為鈣鎂的加入，使工藝更容易控制，爐工更容易操作，更適應(yīng)大功率電弧爐的生產(chǎn)。

4 總結(jié)

陶瓷砂原料的正確選擇，能使產(chǎn)品完美，讓客戶更好使用，讓工人更好操作，只有在實際生產(chǎn)中總結(jié)分析，正確選擇原料，不斷完善，不斷進取，不斷創(chuàng)新，我們的產(chǎn)品才會更好。