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低温(<900℃)烧成的陶瓷配方及生产工艺技术研究

张世英  
【摘要】: 本文对低温陶瓷研究的现状、主要生产技术及其应用作了较系统的综述,以 废玻璃、熟矾土、粘土为主要原料,研制了一种烧结温度范围在850-870℃之间 的低温陶瓷,用X射线衍射仪测定了材料的物相组成,其主晶相为刚玉;用扫描 电子显微镜观察了材料的显微结构。研究发现:低温陶瓷和普通日用陶瓷的显微 结构基本一致,都是由玻璃相、晶相和少量气相构成,晶相是构成坯体的骨架, 玻璃相为骨架间的填充物,所不同的是普通日用瓷中的主晶相--莫来石是通过 高温物化反应从玻璃熔体中析晶出来的,而低温陶瓷中的晶相--刚玉、方石英 等均是原料中自身带来的,低温陶瓷的致密化是由于在液相表面张力作用下引起 坯料组份产生粘滞流动的结果。 研究了“准非反应”的烧结机理,并探讨了其影响因素。研究表明,影响“准 非反应”烧结的因素主要有废玻璃的软化温度、颗粒尺寸及其加入量。废玻璃的 软化温度越低,颗粒尺寸越小,加入量越多,则烧结温度越低,烧结速度越快, 这与理论推导的烧结过程中相对密度变化速率公式:相一致。研究 还表明,当“准非反应”配料中玻璃含量为40-60%,颗粒平均尺寸为10 μ m左右 时,可在接近玻璃软化点温度下烧结,其烧成时间约1h。 鉴于坯料中瘠性料含量高达60%以上,致使坯料的塑性差、成坯率低。为此, 还研究了增塑剂的增塑机理,确定以多种增塑剂复合使用的方案。实验表明:当 藻类物质JA、多糖HS、腐植酸钠加入量分别为0. 15%、0. 2%、0. 2%(干基用量) 时,坯料的可塑指标由1. 85kg·cm增加到3. 42kg·cm,可满足塑性成型要求。 对以玻璃粉为主要原料的陶瓷浆料稳定性进行了研究,当PH=7,添加0. 4%的 聚丙烯酸作为稀释剂时,浆料的稳定性和脱模性均较好。


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