Bij het ontwikkelen en gebruiken van glazuren moeten, naast het voldoen aan specifieke decoratieve effecten en prestatie-indicatoren, ook de meest fundamentele procesvereisten worden nageleefd. We bespreken de twee meest voorkomende problemen bij het gebruik van glazuren.
1. De prestaties van de glazuursuspensie zijn niet goed.
Omdat de productie in een keramiekfabriek continu is, zullen er, als er een probleem is met de eigenschappen van de glazuursuspensie, diverse defecten optreden tijdens het glazuren. Dit heeft direct invloed op de kwaliteit van de producten van de fabrikant. Het is daarom van cruciaal belang dat de eigenschappen van de glazuursuspensie voor stolpglazuur van belang zijn. Laten we de eisen die aan de glazuursuspensie voor stolpglazuur worden gesteld als voorbeeld nemen. Een goede glazuursuspensie moet de volgende eigenschappen hebben: goede vloeibaarheid, geen thixotropie, geen neerslag, geen luchtbellen, een geschikt vochtvasthoudend vermogen en een bepaalde sterkte na drogen, enzovoort. Laten we vervolgens de factoren analyseren die de eigenschappen van de glazuursuspensie beïnvloeden.
1) Waterkwaliteit
De hardheid en pH-waarde van het water beïnvloeden de prestaties van de glazuursuspensie. Over het algemeen is de invloed van de waterkwaliteit regionaal bepaald. Kraanwater in een bepaald gebied is na behandeling doorgaans relatief stabiel, maar grondwater is over het algemeen instabiel door factoren zoals het gehalte aan oplosbare zouten in de gesteentelagen en vervuiling. Daarom is het voor fabrikanten van kogelmolenglazuursuspensie het beste om kraanwater te gebruiken, omdat dit relatief stabiel is.
2) Oplosbaar zoutgehalte in grondstoffen
Over het algemeen beïnvloedt de neerslag van alkalimetaal- en aardalkalimetaalionen in water de pH en de potentiaalbalans in de glazuursuspensie. Daarom proberen we bij de selectie van minerale grondstoffen materialen te gebruiken die zijn bewerkt door flotatie, waterwassen en watermalen. Het gehalte aan oplosbare zouten in de grondstoffen is dan lager. Bovendien is het gehalte aan oplosbare zouten in de grondstoffen gerelateerd aan de algehele vorming van ertsaders en de mate van verwering. Verschillende mijnen hebben een verschillend gehalte aan oplosbare zouten. Een eenvoudige methode is om een bepaalde hoeveelheid water toe te voegen en de vloeisnelheid van de glazuursuspensie na het kogelmalen te testen. We proberen zo min mogelijk of geen grondstoffen met een relatief lage vloeisnelheid te gebruiken.
3) Natriumcarboxymethylcelluloseen natriumtripolyfosfaat
Het suspensiemiddel dat in ons architectonisch keramisch glazuur wordt gebruikt, is natriumcarboxymethylcellulose, over het algemeen afgekort tot CMC. De lengte van de moleculaire keten van CMC heeft direct invloed op de viscositeit in de glazuursuspensie. Een te lange moleculaire keten zorgt voor een goede viscositeit, maar in de glazuursuspensie ontstaan gemakkelijk luchtbellen die moeilijk te verwijderen zijn. Een te korte moleculaire keten daarentegen beperkt de viscositeit, waardoor een goede hechting niet wordt bereikt en de glazuursuspensie na verloop van tijd snel degradeert. Daarom gebruiken wij in onze fabrieken voornamelijk cellulose met een gemiddelde tot lage viscositeit. De kwaliteit van natriumtripolyfosfaat is direct gerelateerd aan de prijs. Momenteel zijn veel producten op de markt ernstig vervalst, wat resulteert in een sterk verminderde ontgombaarheid. Het is daarom over het algemeen noodzakelijk om te kiezen voor betrouwbare fabrikanten, anders wegen de verliezen zwaarder dan de winst!
4) Vreemde onzuiverheden
Over het algemeen komen er tijdens de winning en verwerking van grondstoffen onvermijdelijk olieverontreiniging en chemische flotatiemiddelen vrij. Bovendien bevatten veel kunstmatige boorvloeistoffen tegenwoordig organische additieven met relatief grote moleculaire ketens. Olieverontreiniging veroorzaakt direct concave glazuurdefecten op het glazuuroppervlak. Flotatiemiddelen beïnvloeden de zuur-basebalans en de vloeibaarheid van de glazuurslurry. Additieven in kunstmatige boorvloeistoffen hebben over het algemeen grote moleculaire ketens en zijn gevoelig voor gasbelvorming.
5) Organische stof in grondstoffen
Minerale grondstoffen worden door halfwaardetijd, differentiatie en andere factoren onvermijdelijk in organisch materiaal opgenomen. Sommige van deze organische stoffen lossen relatief moeilijk op in water, en soms ontstaan er luchtbellen, bezinking en verstopping.
2. Het basisglazuur is niet goed afgestemd:
De afstemming tussen de kleimassa en het glazuur kan vanuit drie aspecten worden bekeken: de afstemming van het uithardingsbereik tijdens het bakken, de afstemming van de krimp tijdens het drogen en bakken, en de afstemming van de uitzettingscoëfficiënt. Laten we ze één voor één analyseren:
1) Afstemming van het ontstekingsinterval
Tijdens het verhittingsproces van het keramisch materiaal en het glazuur treden er, met de temperatuurstijging, een reeks fysische en chemische veranderingen op, zoals: adsorptie van water, afgifte van kristalwater, oxidatieve ontbinding van organisch materiaal en ontbinding van anorganische mineralen, enz. De specifieke reacties en ontbindingstemperaturen zijn door ervaren wetenschappers onderzocht en worden hieronder ter referentie weergegeven: ① Kamertemperatuur -100 graden Celsius, geadsorbeerd water verdampt;
② 200-118 graden Celsius: verdamping van water tussen compartimenten ③ 350-650 graden Celsius: verbranding van organisch materiaal, ontleding van sulfaat en sulfide ④ 450-650 graden Celsius: kristalrecombinatie, verwijdering van kristalwater ⑤ 573 graden Celsius: kwartsomzetting, volumeverandering ⑥ 800-950 graden Celsius: ontleding van calciet en dolomiet, gasvorming ⑦ 700 graden Celsius: vorming van nieuwe silicaat- en complexe silicaatfasen.
De hierboven vermelde ontledingstemperatuur kan in de praktijk slechts als referentie worden gebruikt, omdat de kwaliteit van onze grondstoffen steeds lager wordt en de baktijd van de oven steeds korter wordt om de productiekosten te drukken. Daarom zal de ontledingstemperatuur bij keramische tegels ook vertraagd zijn als gevolg van het snelle bakproces, en zelfs geconcentreerde rookgassen in de hogetemperatuurzone kunnen diverse defecten veroorzaken. Om dumplings snel gaar te krijgen, moeten we hard werken aan het deeg en de vulling: het deeg dunner maken, minder vulling gebruiken of een vulling kiezen die makkelijk gaart, enzovoort. Hetzelfde geldt voor keramische tegels. Bakproces, dunner maken van de klei, verbreding van het glazuurbakproces, enzovoort. De relatie tussen klei en glazuur is vergelijkbaar met make-up bij meisjes. Wie make-up bij meisjes heeft gezien, begrijpt direct waarom er een basislaag en een toplaag glazuur op de huid zitten. Het fundamentele doel van make-up is niet om lelijkheid te verbergen of te verfraaien! Maar als je per ongeluk een beetje zweet, kan je gezicht vlekken krijgen en kun je allergisch reageren. Hetzelfde geldt voor keramische tegels. Ze werden oorspronkelijk goed gebakken, maar er ontstonden per ongeluk gaatjes. Waarom besteden cosmetica dan aandacht aan ademend vermogen en kiezen ze op basis van verschillende huidtypen? In feite gebruiken we voor verschillende cosmetica hetzelfde glazuur, maar voor verschillende materialen hebben we ook verschillende glazuren. Bij keramische tegels die eenmaal gebakken zijn, zoals ik in het vorige artikel al aangaf: het is beter om meer grondstoffen te gebruiken als de ontluchting later plaatsvindt en tweewaardige aardalkalimetalen met carbonaten toe te voegen. Als de groene klei eerder wordt ontlucht, gebruik dan meer fritten of voeg tweewaardige aardalkalimetalen toe met materialen met een lager ontbrandingsverlies. Het principe van ontluchting is als volgt: de ontluchtingstemperatuur van de groene klei is over het algemeen lager dan die van het glazuur, zodat het geglazuurde oppervlak er na het ontluchten van de gassen natuurlijk mooi uitziet, maar dit is in de praktijk moeilijk te bereiken. Het verwekingspunt van het glazuur moet op de juiste manier worden aangepast om de ontluchting van de klei te vergemakkelijken.
2) Afstemming van krimp tijdens drogen en bakken
Iedereen draagt kleding, en die moet relatief comfortabel zitten. Bij een klein foutje kunnen de naden openspringen, en het glazuur op de steen is net als kleding die we dragen: het moet goed passen! Daarom moet de krimp van het glazuur tijdens het drogen ook overeenkomen met die van de ongebakken steen. Deze mag niet te groot of te klein zijn, anders ontstaan er scheuren tijdens het drogen en zal de afgewerkte steen gebreken vertonen. Natuurlijk is dit, gezien de ervaring en het technische niveau van de huidige glazuurwerkers, geen moeilijk probleem meer. Bovendien beheersen de meeste glazuurmakers de klei goed, waardoor de bovengenoemde problemen zich niet vaak voordoen, tenzij ze zich voordoen in fabrieken met extreem zware productieomstandigheden.
3) Afstemming van de expansiecoëfficiënt
Over het algemeen is de uitzettingscoëfficiënt van het ongebakken aardewerk iets groter dan die van het glazuur. Het glazuur wordt na het bakken op het ongebakken aardewerk blootgesteld aan drukspanning, waardoor de thermische stabiliteit van het glazuur beter is en het minder snel barst. Dit is ook de theorie die we moeten leren wanneer we silicaten bestuderen. Een paar dagen geleden vroeg een vriend me: waarom is de baksteenvorm krom als de uitzettingscoëfficiënt van het glazuur groter is dan die van het aardewerk, terwijl de baksteenvorm gebogen is als de uitzettingscoëfficiënt van het glazuur kleiner is dan die van het aardewerk? Het is logisch om te zeggen dat na verhitting en uitzetting het glazuur groter is dan de basis en gebogen is, en dat het glazuur kleiner is dan de basis en kromtrekt...
Ik heb geen haast om een antwoord te geven, laten we eens kijken wat de thermische uitzettingscoëfficiënt is. Allereerst moet het een waarde zijn. Wat voor waarde is het? Het is de waarde van het volume van een stof dat verandert met de temperatuur. Omdat het verandert met de temperatuur, zal het veranderen wanneer de temperatuur stijgt en daalt. De thermische uitzettingscoëfficiënt die we gewoonlijk in keramiek gebruiken, is eigenlijk de volume-uitzettingscoëfficiënt. De volume-uitzettingscoëfficiënt is over het algemeen gerelateerd aan de lineaire uitzettingscoëfficiënt, die ongeveer drie keer zo groot is als de lineaire uitzetting. De gemeten uitzettingscoëfficiënt is over het algemeen gebonden aan een voorwaarde, namelijk "binnen een bepaald temperatuurbereik". Wat voor curve ziet de waarde bijvoorbeeld uit tussen 20 en 400 graden Celsius? Als je per se de waarde van 400 graden wilt vergelijken met die van 600 graden, dan kun je natuurlijk geen objectieve conclusie trekken uit die vergelijking.
Nadat we het concept van de uitzettingscoëfficiënt hebben begrepen, gaan we terug naar het oorspronkelijke onderwerp. Nadat de tegels in de oven zijn verhit, ondergaan ze zowel een uitzettings- als een krimpfase. Laten we de veranderingen in de hogetemperatuurzone als gevolg van thermische uitzetting en krimp niet eerder in beschouwing nemen. Waarom niet? Omdat zowel het ongebakken materiaal als het glazuur bij hoge temperaturen plastisch zijn. Simpel gezegd, ze zijn zacht en de invloed van de zwaartekracht is groter dan hun eigen spanning. Idealiter is het ongebakken materiaal recht en heeft de uitzettingscoëfficiënt weinig effect. Nadat de keramische tegel de hogetemperatuurzone heeft doorlopen, ondergaat deze een snelle afkoeling en een langzame afkoeling, waardoor de keramische tegel van een plastisch materiaal hard wordt. Naarmate de temperatuur daalt, krimpt het volume. Hoe groter de uitzettingscoëfficiënt, hoe groter de krimp, en hoe kleiner de uitzettingscoëfficiënt, hoe kleiner de bijbehorende krimp. Wanneer de uitzettingscoëfficiënt van het materiaal groter is dan die van het glazuur, krimpt het materiaal tijdens het afkoelingsproces meer dan het glazuur, waardoor de tegel kromtrekt. Als de uitzettingscoëfficiënt van het steenmateriaal kleiner is dan die van het glazuur, krimpt het steenmateriaal zonder glazuur tijdens het afkoelingsproces. Als er te veel stenen zijn, zullen de stenen omvallen, dus het is niet moeilijk om de bovenstaande vragen te verklaren!
Geplaatst op: 25 april 2024