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    優秀的陶瓷原料-石英

    發布時間:2021/10/13

    石英是一種非塑性原料,在室溫下是一種穩定的礦物質。它與粘土在高溫下產生的莫來石晶體賦予瓷器較高的機械強度和化學穩定性,并能增加坯體的半透明度。它是制備白釉的好原料。

    結晶和形狀美觀的石英石可以作為眼鏡和珍貴的工藝品。利用石英晶體的壓電性,可以在無線工業中制造頻率穩定器和石英濾波器?芍谱鞲鞣N透鏡、反射器、光譜管、導光管和光學儀器中的棱鏡、偏光鏡等。水熱溫差法已廣泛用于制造壓電元件。在化學工業中,石英可用于耐酸耐溫儀器和器皿;在電氣工業中,石英常被用作優良的絕緣材料;石英石也是石英玻璃、搪瓷和耐火磚制造業的優良原料;熔煉石英的突出性能也廣泛應用于冶金、食品、制藥和造紙工業。出口石英石(砂)多用于冶金和耐火材料行業。

    石英玻璃

    石英在瓷坯中的作用。

    (1)石英原料是一種貧瘠的原料,對常溫下陶瓷坯體的加熱有重要影響。燃燒前,石英可以調節坯料中泥漿的可塑性,減少干燥過程中的收縮,縮短干燥時間,防止坯體變形(包括變形和坍塌)。

    在燒成升溫過程中,石英晶型變化,體積膨脹,可以抵消坯體的部分收縮。由于石英晶型的變化會導致體積的變化,在加熱和冷卻過程中應仔細控制冷卻和加熱速度,以避免產品開裂。

    (3)燒成時,石英的加熱膨脹適當抵消了坯料的燒成收縮;而且,當玻璃相大量出現時,石英成為陶瓷的骨架,可以防止坯體在燒成時彎曲變形。

    (4)高溫中化學親和力強,能與其他氧化物化合,高溫中液相粘度高,增加坯體結合能力。

    (5)增加坯體的機械強度和透明度。

    石英

    二、石英在瓷釉中的作用

    (1)石英在釉中被更多的易熔物CaO、Na2O、K2O和MgO熔化,形成透明石英玻璃,使釉面明亮,提高釉面光澤度。

    (2)釉中石英熱膨脹系數小,耐熱性好。

    (3)石英軟化溫度高,高溫下液相粘度高。

    (4)石英可以增加釉面的機械強度,提高釉面的硬度,使瓷晶耐磨,化學穩定性好,不受酸的侵蝕。

    (5)能使釉面透明明亮。

    釉面磚生產中,坯體中的石英用量一般為10-20%,一次燒成釉面磚的坯體中的石英用量較少,一般為10-15%,釉面熔塊中的石英用量為20-40%。白坯對石英的純度要求較高,而有色坯可以使用純度較低的石英。石英不直接添加到一次燒成墻地磚的坯體中,而是用粘土引入SiO2。

    三、石英在燒成過程中的晶型轉變。

    (1)石英晶型低溫快速轉化:轉化溫度低,晶體表內同時轉化,轉化速度快,轉化方向可逆,轉化前后坯體體積變化不大,對坯體加熱過程影響較大:

    1、β-石英可逆轉化為α-石英,轉化溫度為573℃,體積膨脹0.82%;

    2、γ-鱗石英可逆轉化為β-鱗石英,轉化溫度為117℃,體積膨脹0.20%;

    3、β-鱗石英可逆轉化為α-鱗石英,轉化溫度為163℃,體積膨脹0. 20%;

    4、β-方石英可逆轉化為α-方石英,轉化溫度為180-270℃,體積膨脹2.80%;

    (2)石英晶型高溫轉化緩慢:轉化溫度高,由表面向內轉化,轉化過程緩慢。轉化過程中體積變化較大。由于轉化緩慢,相液緩沖,對坯體加熱過程中的開裂影響不大:

    a、α-石英可逆轉化為α-鱗石英,轉化溫度870℃,體積膨脹16%;

    α-鱗石英可逆轉化為α-方石英,轉化溫度為1470℃,體積膨脹4.7%;

    C、α-石英可逆轉化為熔融石英,轉化溫度為1713℃,體積膨脹0.1%;

    體積膨脹時,體積膨脹會形成張應力,體積膨脹越多,張應力越大。這種應力往往是陶瓷制品在燃燒過程中開裂的原因之一。因此,在制定陶瓷產品燒成周期時,往往在石英晶型變化的溫度范圍內采用慢速加熱,尤其是在體積膨脹較大的晶型磚邊溫度范圍內,以免產品因體積變化過大而開裂。

    在這里,需要注意的是,在陶瓷產品燃燒后的冷卻過程中,由于鋼坯中殘留的石英顆粒的晶體形狀變化,不能在高溫階段冷卻,而應在低溫階段慢慢冷卻,否則容易導致產品爆裂,功虧一簣,更應注意厚產品和高SiO2含量配方的產品。

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