日用陶瓷熱穩(wěn)定性簡要工藝控制

詹楷浩

摘 要：日用陶瓷是人們生產(chǎn)生活的必備用品，隨著人民對美好生活的向往，對日用陶瓷的要求也是越來越高，體現(xiàn)在對器型的變化，花面的創(chuàng)新，無毒衛(wèi)生，熱穩(wěn)定性等的要求。而熱穩(wěn)定性是衡量日用陶瓷產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)之一，陶瓷在溫度的影響下形變能力越小說明產(chǎn)品穩(wěn)定性越高。本文簡要概述了日用陶瓷熱穩(wěn)定性工藝控制。

關(guān)鍵詞：日用陶瓷;熱穩(wěn)定性;工藝控制;測試

1 日用陶瓷與熱穩(wěn)定性的關(guān)系

熱穩(wěn)定性是日用陶瓷在燒制后由于受到的溫度沖擊不同，其產(chǎn)品周身的熱應(yīng)力也存在分布不均的現(xiàn)象。影響日用陶瓷熱穩(wěn)定性的因素主要有泥料、釉料、產(chǎn)品器形、燒制控制等。

通常，從陶瓷材料的角度上看，提高材料的強度、降低陶瓷的彈性模量，降低線脹系數(shù)，提高材料本身的熱導(dǎo)率，可以提高陶瓷材料的熱穩(wěn)定性。

陶瓷的坯釉結(jié)合非常關(guān)鍵，正常陶瓷坯體的熱膨脹系數(shù)必須大于釉的熱膨脹系數(shù)，這樣陶瓷在降溫后出現(xiàn)收縮冷卻，當(dāng)表層溫度達(dá)到常溫后，它的釉層應(yīng)該處于壓應(yīng)力狀態(tài)，這樣它所表現(xiàn)的機械強度可以耐受更高溫差，所以其熱穩(wěn)定性能得到更好的保障。

2 日用陶瓷熱穩(wěn)定性工藝控制

2.1 原料選擇

原料一致性是陶瓷制作的重要部分，原材料的不穩(wěn)定會直接引起陶瓷坯體結(jié)構(gòu)、石英顆粒含量、燒失量、耐火度等指標(biāo)的變化，因此為了保證陶瓷的熱穩(wěn)定性，需要使用可靠的礦源，讓其物理化學(xué)性能可以不受影響。在換礦前需檢測其鐵、鈦等含量，務(wù)必保證原材料來源的可靠性，并在陶瓷批量生產(chǎn)前進(jìn)行試燒。

2.2 配方優(yōu)化

在釉料和泥料加入適量的鋰輝石，在燒成過程可提高釉的流動性并降低熱膨脹系數(shù)，進(jìn)而提高熱穩(wěn)定性。

2.3 成型控制

泥料需陳腐或者練泥，否則極易出現(xiàn)氣泡、含水量不均的現(xiàn)象。注漿成型時需控制脫模時間一致性，因為時間越久，坯體的厚度越厚，模具需平穩(wěn)放置，坯體厚度不一致也會影響熱穩(wěn)定性。滾壓成型時需控制泥料的濕度，泥條可采取薄膜覆蓋，條件好的可放置在恒濕的泥條物料倉內(nèi)，避免出現(xiàn)少孔和分層的缺陷，同時成型和修坯的過程中需注意輕拿輕放，保證坯的受力均勻，控制產(chǎn)品性狀與厚度。

2.4 施釉控制

施釉過程控制更多的是控制釉液濃度及施釉時間來確保與產(chǎn)品試燒結(jié)果的一致性。目前潮州陶瓷產(chǎn)區(qū)有的采用自動施釉機或半自動施釉機，目的就是讓釉液循環(huán)，保持一定的釉液濃度。濃度監(jiān)測采用波美計半小時測一次，發(fā)現(xiàn)與試燒濃度不一致時，需及時調(diào)整釉液濃度。施釉時間則不同產(chǎn)品器型所需時間不同，工人操作過程需嚴(yán)格執(zhí)行。否則產(chǎn)品將出現(xiàn)厚薄釉，也將影響陶瓷熱穩(wěn)定性。

2.5 坯釉匹配

陶瓷燒制最好的狀態(tài)是坯的膨脹系數(shù)略大于釉，這樣陶瓷制品釉和坯都處于適當(dāng)?shù)膽?yīng)力下。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，坯的膨脹系數(shù)最好比釉高0.4 ～ 0.8 × 10-6 /℃，這樣陶瓷能達(dá)到最佳狀態(tài)。

2.6 燒制工藝

燒制中需要注意的是坯釉中莫來石、方石英的生成量，通過測定材料的吸水率來確定燒制的溫度，讓陶瓷的固相、液相反應(yīng)更充分。另外，在燒制中盡量多生成低膨脹物質(zhì)，使陶瓷具有較高的強度與熱穩(wěn)定性。最后在陶瓷冷卻時，當(dāng)產(chǎn)品的溫度大于850℃則需要盡快冷卻，小于該溫度則應(yīng)該緩冷。梭式窯冷卻可通過先半開窯門后全開窯門控制;隧道窯冷卻可通過后段風(fēng)機及自然冷卻進(jìn)行控制。

3 熱穩(wěn)定性測試

（1）《GB/T3532-2009日用瓷器》中規(guī)定：餐具以中型盤、碗類產(chǎn)品為代表，茶、咖啡具以杯、盅類產(chǎn)品為代表件，180℃至20℃熱交換一次不裂。而近年來流行的耐熱陶瓷以耐熱砂鍋為代表，其熱穩(wěn)定性可提高到800℃至20℃熱交換一次不裂。

（2）《GB/T3298-2008日用陶瓷器抗熱震性測定方法》中詳敘了測試方法。簡要如下：取同款樣品5只做標(biāo)記并在其表面涂上墨水或亞甲基藍(lán)溶液，稍干后進(jìn)行查看樣品應(yīng)無裂紋破損;將樣品放進(jìn)加熱爐內(nèi)，待溫度升至測定溫度后，保持30 min，取出樣品15 s內(nèi)垂直投入（20 ± 2）℃水槽中，保持10 min，水面需高出試樣至少20 mm;取出樣品擦干涂上墨水或亞甲基藍(lán)溶液，稍干后查看試品是否有裂紋破損，靜置24 h后復(fù)查一次。

4 結(jié)語

綜上，對日用陶瓷熱穩(wěn)定性工藝控制作了簡單介紹，日用陶瓷產(chǎn)品的熱穩(wěn)定需要考慮多個細(xì)節(jié)，每一步工序都可能影響日用陶瓷的熱穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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