Nel processo di messa a punto e utilizzo degli smalti, oltre a soddisfare specifici effetti decorativi e indicatori di prestazione, è necessario che vengano rispettati anche i requisiti di processo più elementari. Elenchiamo e analizziamo i due problemi più comuni che si riscontrano nel processo di utilizzo degli smalti.
1. La resa della malta smaltata non è buona
Poiché la produzione della fabbrica di ceramica è continua, se si verifica un problema con le prestazioni della sospensione di smalto, si manifesteranno vari difetti nel processo di smaltatura, che influiranno direttamente sull'eccellente qualità dei prodotti del produttore. Le prestazioni sono fondamentali e imprescindibili. Prendiamo come esempio i requisiti prestazionali della sospensione di smalto per campane di vetro. Una buona sospensione di smalto dovrebbe avere: buona fluidità, assenza di tissotropia, assenza di precipitazione, assenza di bolle, adeguata ritenzione di umidità e una certa resistenza una volta asciutta, ecc. Prestazioni di processo. Analizziamo ora i fattori che influenzano le prestazioni della sospensione di smalto.
1) Qualità dell'acqua
La durezza e il pH dell'acqua influiscono sulle prestazioni della sospensione per smalto. In generale, l'influenza della qualità dell'acqua è regionale. L'acqua del rubinetto in una determinata area è generalmente relativamente stabile dopo il trattamento, ma l'acqua di falda è generalmente instabile a causa di fattori quali il contenuto di sali solubili negli strati rocciosi e l'inquinamento. Pertanto, per la sospensione per smalto da utilizzare nel mulino a sfere, il produttore consiglia di utilizzare acqua del rubinetto, che risulterà relativamente stabile.
2) Contenuto di sali solubili nelle materie prime
In generale, la precipitazione di ioni di metalli alcalini e alcalino-terrosi in acqua influenzerà il pH e l'equilibrio del potenziale nella sospensione di smalto. Pertanto, nella selezione delle materie prime minerali, cerchiamo di utilizzare materiali che sono stati trattati mediante flottazione, lavaggio con acqua e macinazione ad acqua. Sarà minore, e il contenuto di sali solubili nelle materie prime è anche correlato alla formazione complessiva delle vene di minerale e al grado di alterazione. Diverse miniere hanno un contenuto di sali solubili diverso. Un metodo semplice è aggiungere acqua in una certa proporzione e testare la velocità di flusso della sospensione di smalto dopo la macinazione a sfere. Cerchiamo di utilizzare meno o nessun materiale grezzo con una velocità di flusso relativamente bassa.
3) Sodiocarbossimetilcellulosae tripolifosfato di sodio
L'agente sospensivante utilizzato nei nostri smalti ceramici architettonici è la carbossimetilcellulosa sodica, generalmente indicata come CMC. La lunghezza della catena molecolare della CMC influisce direttamente sulla sua viscosità nella sospensione di smalto: se la catena molecolare è troppo lunga, la viscosità è buona, ma nella sospensione di smalto si formano facilmente bolle e la loro rimozione risulta difficoltosa. Se la catena molecolare è troppo corta, la viscosità è limitata e l'effetto legante non può essere raggiunto, inoltre la sospensione di smalto tende a deteriorarsi dopo un certo periodo di tempo. Pertanto, la maggior parte della cellulosa utilizzata nei nostri stabilimenti è a viscosità medio-bassa. La qualità del tripolifosfato di sodio è direttamente correlata al costo. Attualmente, molti prodotti sul mercato sono gravemente adulterati, con conseguente drastico calo delle prestazioni di sgrassatura. Pertanto, è generalmente necessario scegliere produttori affidabili per l'acquisto, altrimenti la perdita supera il guadagno!
4) Impurità estranee
In generale, durante l'estrazione e la lavorazione delle materie prime, si introducono inevitabilmente contaminanti petroliferi e agenti di flottazione chimici. Inoltre, molti fanghi artificiali attualmente in uso contengono additivi organici con catene molecolari relativamente lunghe. La contaminazione da petrolio causa direttamente difetti di concavità sulla superficie dello smalto. Gli agenti di flottazione influenzano l'equilibrio acido-base e la fluidità della sospensione di smalto. Gli additivi utilizzati nei fanghi artificiali hanno generalmente catene molecolari lunghe e tendono a formare bolle.
5) Materia organica nelle materie prime
Le materie prime minerali vengono inevitabilmente incorporate nella materia organica a causa del tempo di dimezzamento, della differenziazione e di altri fattori. Alcune di queste sostanze organiche sono relativamente difficili da sciogliere in acqua e talvolta si possono formare bolle d'aria, fenomeni di setacciatura e ostruzioni.
2. La smaltatura di base non è ben abbinata:
L'abbinamento tra impasto e smalto può essere analizzato da tre punti di vista: abbinamento dell'intervallo di scarico della temperatura di cottura, abbinamento del ritiro in essiccazione e cottura e abbinamento del coefficiente di dilatazione termica. Analizziamoli uno per uno:
1) Corrispondenza dell'intervallo di scarico dell'accensione
Durante il processo di riscaldamento del corpo e dello smalto, con l'aumento della temperatura si verificano una serie di cambiamenti fisici e chimici, come ad esempio: assorbimento di acqua, rilascio di acqua di cristallizzazione, decomposizione ossidativa della materia organica e decomposizione dei minerali inorganici, ecc. Le reazioni e le temperature di decomposizione specifiche sono state sperimentate da studiosi esperti e sono riportate di seguito a titolo di riferimento: ① Temperatura ambiente -100 gradi Celsius, l'acqua assorbita volatilizza;
② 200-118 gradi Celsius evaporazione dell'acqua tra i compartimenti ③ 350-650 gradi Celsius combustione della materia organica, decomposizione di solfati e solfuri ④ 450-650 gradi Celsius ricombinazione dei cristalli, rimozione dell'acqua di cristallizzazione ⑤ 573 gradi Celsius conversione del quarzo, variazione di volume ⑥ 800-950 gradi Celsius decomposizione di calcite e dolomite, esclusione di gas ⑦ 700 gradi Celsius per formare nuove fasi di silicati e silicati complessi.
La temperatura di decomposizione corrispondente sopra indicata può essere utilizzata solo come riferimento nella produzione effettiva, perché la qualità delle nostre materie prime sta diminuendo sempre di più e, per ridurre i costi di produzione, il ciclo di cottura in forno si sta accorciando sempre di più. Pertanto, per le piastrelle in ceramica, la corrispondente temperatura di reazione di decomposizione sarà ritardata anche in risposta alla cottura rapida, e persino i gas di scarico concentrati nella zona ad alta temperatura causeranno vari difetti. Per cuocere i ravioli, per farli cuocere velocemente, dobbiamo lavorare sodo sulla pasta e sul ripieno, rendendo la pasta più sottile, usando meno ripieno o usando un ripieno che cuoce facilmente, ecc. Lo stesso vale per le piastrelle in ceramica. Cottura, assottigliamento del corpo, ampliamento dell'intervallo di cottura dello smalto e così via. Il rapporto tra corpo e smalto è lo stesso del trucco di una ragazza. Chi ha visto il trucco di una ragazza non dovrebbe avere difficoltà a capire perché ci sono smalti di base e smalti di copertura sul corpo. Lo scopo fondamentale del trucco non è nascondere la bruttezza, ma abbellirla! Ma se per sbaglio sudi un po', il tuo viso si macchierà e potresti avere un'allergia. Lo stesso vale per le piastrelle di ceramica. Inizialmente venivano cotte bene, ma accidentalmente si formavano dei forellini, quindi perché i cosmetici prestano attenzione alla traspirabilità e scelgono in base ai diversi tipi di pelle? Diversi cosmetici, in realtà, i nostri smalti sono gli stessi, per corpi diversi, abbiamo anche smalti diversi per adattarci a loro, piastrelle di ceramica cotte una volta, ho menzionato nell'articolo precedente: sarà meglio usare più materie prime se l'aria è tardiva e introdurre metalli alcalino-terrosi bivalenti con carbonato. Se il corpo verde si esaurisce prima, usare più fritte o introdurre metalli alcalino-terrosi bivalenti con materiali con minore perdita di calore. Il principio dell'esaurimento è: la temperatura di esaurimento del corpo verde è generalmente inferiore a quella dello smalto, in modo che la superficie smaltata sia ovviamente bella dopo che il gas sottostante è stato scaricato, ma è difficile da ottenere nella produzione reale, e il punto di rammollimento dello smalto deve essere opportunamente spostato indietro per facilitare l'esaurimento del corpo.
2) Corrispondenza del ritiro durante l'essiccazione e la cottura
Tutti indossano abiti, e questi devono essere relativamente comodi, altrimenti, con un minimo disattenzione, le cuciture si apriranno. Lo smalto sul corpo del mattone è proprio come un vestito che indossiamo: deve aderire perfettamente! Pertanto, anche il ritiro dello smalto durante l'essiccazione deve corrispondere a quello del mattone crudo, né troppo grande né troppo piccolo, altrimenti durante l'essiccazione compariranno delle crepe e il mattone finito presenterà dei difetti. Naturalmente, in base all'esperienza e al livello tecnico degli attuali smaltatori, si dice che questo non sia più un problema difficile, e anche i generalisti sono molto abili nel maneggiare l'argilla, quindi la situazione di cui sopra non si verifica spesso, a meno che non si presentino problemi in alcune fabbriche con condizioni di produzione estremamente difficili.
3) Corrispondenza del coefficiente di espansione
In generale, il coefficiente di dilatazione termica del corpo verde è leggermente maggiore di quello dello smalto, e dopo la cottura lo smalto è soggetto a una sollecitazione di compressione sul corpo verde, quindi la sua stabilità termica è migliore e non si crepa facilmente. Questa è anche la teoria che dobbiamo imparare quando studiamo i silicati. Qualche giorno fa un amico mi ha chiesto: perché se il coefficiente di dilatazione termica dello smalto è maggiore di quello del corpo, la forma del mattone risulterà deformata, mentre se è minore, la forma del mattone sarà curva? È ragionevole dire che, dopo essere stato riscaldato ed espanso, lo smalto è più grande della base e quindi curva, mentre se è più piccolo della base, si deforma…
Non ho fretta di dare una risposta, vediamo cos'è il coefficiente di dilatazione termica. Prima di tutto, deve essere un valore. Che tipo di valore è? È il valore del volume di una sostanza che varia con la temperatura. Ebbene, poiché varia con la "temperatura", cambierà quando la temperatura sale e scende. Il coefficiente di dilatazione termica che solitamente chiamiamo coefficiente di dilatazione della ceramica è in realtà il coefficiente di dilatazione volumetrica. Il coefficiente di dilatazione volumetrica è generalmente correlato al coefficiente di dilatazione lineare, che è circa 3 volte maggiore. Il coefficiente di dilatazione misurato ha generalmente una premessa, ovvero "in un certo intervallo di temperatura". Ad esempio, che tipo di curva ha il valore tra 20 e 400 gradi Celsius in generale? Se insisti nel confrontare il valore a 400 gradi con quello a 600 gradi, ovviamente non si può trarre alcuna conclusione oggettiva dal confronto.
Dopo aver compreso il concetto di coefficiente di dilatazione, torniamo all'argomento iniziale. Dopo essere state riscaldate nel forno, le piastrelle subiscono sia fasi di dilatazione che di contrazione. Non consideriamo prima le variazioni nella zona ad alta temperatura dovute alla dilatazione e alla contrazione termica. Perché? Perché, ad alta temperatura, sia il corpo crudo che lo smalto sono plastici. In parole povere, sono morbidi e l'influenza della gravità è maggiore della loro tensione. Idealmente, il corpo crudo è dritto e il coefficiente di dilatazione ha un effetto minimo. Dopo che la piastrella ceramica ha attraversato la sezione ad alta temperatura, subisce un raffreddamento rapido e un raffreddamento lento, e il corpo ceramico si indurisce. Man mano che la temperatura diminuisce, il volume si contrae. Naturalmente, maggiore è il coefficiente di dilatazione, maggiore è la contrazione, e minore è il coefficiente di dilatazione, minore è la contrazione corrispondente. Quando il coefficiente di dilatazione del corpo è maggiore di quello dello smalto, il corpo si contrae più dello smalto durante il processo di raffreddamento e la piastrella si incurva; Se il coefficiente di dilatazione termica dell'impasto è inferiore a quello dello smalto, l'impasto si contrae senza lo smalto durante il processo di raffreddamento. Se ci sono troppi mattoni, questi si capovolgeranno, quindi non è difficile spiegare le domande precedenti!
Data di pubblicazione: 25 aprile 2024