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第七届中国建筑卫生陶瓷工业发展高层论坛论文集 多元复合熔剂在低温快烧玻化砖的试验研究 周子松 陈贤伟 范新晖 佛山石湾鹰牌陶瓷有限公司 广东佛山 528031 摘要在“K。O—Na:O--Li:O”■元复合熔剂对配方烧成温度及试样性能影响规律的研究结果基础E,深入研究了不 同类型四元、五元、六元复合熔剂体系对产品低温烧成性能的影响,通过大量的试验和性能测试和显微结构观察分析对超 低温烧结过程和机理进行研究探讨,优化出超低温烧结陶瓷玻化砖的配方组成及制备工艺。 关键词 多元复合熔剂 低温快烧玻化砖 生产原理 种方法存在着以下严蕈影响产品质量的技术缺陷: 刖置 1 低温坯体烧结过程中液相出现速率较快,液相 量较大,产品出现快速收缩,很容易造成变形; 2 碱性原料本身液相粘度低,液相受温度影响较 建筑陶瓷是我国能源消耗大户,节能减排、低碳环
保是陶瓷行业永远的追求,技术节能蕴含着广阔的空 敏感,产品烧结温度范围窄,产品软榻变形难以控制;
间。玻化砖一般采用辊道窑一次快速烧成技术,其烧 3 产品碱性氧化物比例高、玻璃相比例高,导致产 min, 品脆性大、强度低,可加工性能差;
成温度一般在1200℃左右,烧成周期40~100
若能在保证产品烧成周期和性能指标不变的前提下, 4 因坯体需在超低温度下快速烧结,含碱性氧化
降低烧成温度80~120℃,仍是一项技术难度很高的物的原料比例大,造成瘠性料所占比例高,导致坯体结
攻关课题,一旦研发成功再产业化推』1‘,至少降低烧成 合性能降低,压制后因起模强度较低,生坯破损率高;
能耗10%以上,节省大量能源,也大大减少了NOX, 5 稀土尾砂成分波动、造成产品性能难以稳定;
CO。等废气的排放,其经济社会效益十分显著,是当 在总结分析国内外研究低温烧结玻化砖试验研究
前陶瓷行业可持续发展的重要技术需求和动力。 结果和课题组可行性试验结果的基础上,针对超低温 为实现超低温快速烧成,获得性能合格的玻化砖 玻化砖生产过程中可能出现的问题,我们在研究中发
产品,必须合理配合使用熔剂,采用多元复合熔剂系 现:要玻化砖在超低温下快速烧结而不变形,熔剂原料
统,来解决超低温建筑陶瓷砖烧成温度范围窄、产品容 需选择多元化,科学组合熔剂原料,使得坯体能在一个
易变形等瓶颈问题。研究发现,多元复合熔剂随着温 较宽的烧成温度范围内逐渐烧结,因此提出了复合熔
度的升高,碱性氧化物逐步地进人液相,液相梯度出现 剂及梯度熔融烧结的技术路线。项目采用多种系统的
在坯体中,不会集中在较小的温度区间大量地出现碱 复合熔剂,分别研究了不同碱金属氧化物用量.以及多
性氧化物比例较高、粘度较低的液相,因此明显减小J, 元复合熔剂对低温烧成产品性能的影响规律,利用多
产品的变形率 并且拓宽了试样的烧成温度范围。 元复合熔剂梯度出现液相,来降低产品烧成温度,保汪 产品性能,取得较满意效果。
1 超低温快烧玻化砖生产技术原理 2试验 现有的技术对建筑陶瓷玻化砖降低烧成温度的主
要方法多是采用大量引入,至二种低温熔剂 如 2.1 试验方案
Na。O,K。 的方法,使坯体在较低温度下烧结。但这 ·96· wⅣw.爱卫j攀.corn www.』一weiyu.corn 第七届中国建筑卫生陶瓷工业发展高层论坛论文集
985。C低共熔点附近的配方组成为基础。 得出理论配方。 1 在理论配方基础上研究了不同粘土和钾钠长石 用量与配比 “K。O—Na:O”二元熔剂系统 对产品烧 结性能和起模强度的影响规律,寻求能在低温下烧成 的基础配方。 2 在基础配方的基础上引入第三种熔剂原料—— 锂瓷石,利用多碱效应来进一步降低试样烧成温度。 并研究了“”K。O—Na。O—LizO”三元复合熔剂体系对 超低温烧结性能的影响作用及关系。 3 在“K。0~Na:OLi。O”三元复合熔剂对配方 烧成温度及试样性能影响规律的研究结果基础上,深 入研究了不同类型四元、五元、六元复合熔剂体系 例: K 温烧成性能的影响,通过大量的试验和性能测试和显 图1“K2 J—AI2【J3一Si02”三兀系统相图 微结构观察分析对超低温烧结过程和机理进行研究探 参照K。O—Al。O。一SiO。系统相图中在低共熔 讨,优化出超低温烧结陶瓷玻化砖的配方组成及制备
点985。C,K209.5%、A12 310.9%、SiO:79.6%,其 工艺。
反应平衡式为:液相一磷石英+钾长石+莫来石。 为了准确把握各陶瓷原料的物料性能,本试验采 取低共熔点附近的一点. K:O12.20%、A1。O。 用了荧光光谱仪对陶瓷原料进行了准确的化学成分分
16.94%、SiO。70.86%温度为1060℃左右 ,经计算 析,试验结果见表l。 表l试验所
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