В процессе отладки и использования глазурей, помимо достижения определенных декоративных эффектов и эксплуатационных показателей, необходимо также соблюдать самые основные технологические требования. Мы перечислим и обсудим две наиболее распространенные проблемы в процессе использования глазурей.
1. Характеристики глазурной суспензии неудовлетворительные.
Поскольку производство на керамическом заводе непрерывное, при возникновении проблем с качеством глазурной массы в процессе глазурования появятся различные дефекты, которые напрямую повлияют на процент качества продукции производителя. Это очень важные и основные характеристики. Рассмотрим в качестве примера требования к глазурной массе для изготовления колоколообразных изделий. Хорошая глазурная масса должна обладать следующими свойствами: хорошая текучесть, отсутствие тиксотропии, отсутствие осаждения, отсутствие пузырьков, подходящее влагоудержание и определенная прочность в сухом состоянии и т.д. Затем проанализируем факторы, влияющие на характеристики глазурной массы.
1) Качество воды
Жесткость и pH воды влияют на свойства глазурной суспензии. Как правило, влияние качества воды зависит от региона. Водопроводная вода в определенном районе обычно относительно стабильна после обработки, тогда как грунтовые воды, как правило, нестабильны из-за таких факторов, как содержание растворимых солей в горных породах и загрязнение. Поэтому для обеспечения стабильности глазурной суспензии, изготавливаемой в шаровой мельнице, лучше всего использовать водопроводную воду, которая будет относительно стабильной.
2) Содержание растворимых солей в сырье.
Как правило, осаждение ионов щелочных и щелочноземельных металлов в воде влияет на pH и потенциальный баланс глазурной суспензии. Поэтому при выборе минерального сырья мы стараемся использовать материалы, прошедшие флотацию, промывку водой и измельчение в воде. Это позволит снизить содержание растворимых солей в сырье, поскольку оно также зависит от общего характера формирования рудных жил и степени выветривания. В разных месторождениях содержание растворимых солей различно. Простой метод заключается в добавлении воды в определенной пропорции и проверке текучести глазурной суспензии после шарового измельчения. Мы стараемся использовать меньшее количество или вовсе не использовать сырье с относительно низкой текучестью.
3) Натрийкарбоксиметилцеллюлозаи триполифосфат натрия
В качестве суспендирующего агента в нашей архитектурной керамической глазури используется карбоксиметилцеллюлоза натрия, обычно обозначаемая как КМЦ. Длина молекулярной цепи КМЦ напрямую влияет на ее вязкость в глазурной суспензии: если молекулярная цепь слишком длинная, вязкость хорошая, но в глазурной суспензии легко образуются пузырьки, которые трудно удалить. Если молекулярная цепь слишком короткая, вязкость ограничена, и эффект сцепления не достигается, а глазурная суспензия легко портится после длительного хранения. Поэтому большая часть целлюлозы, используемой на наших заводах, — это целлюлоза средней и низкой вязкости. Качество триполифосфата натрия напрямую связано со стоимостью. В настоящее время многие продукты на рынке серьезно фальсифицированы, что приводит к резкому снижению эффективности обезжиривания. Поэтому, как правило, необходимо выбирать проверенных производителей для закупки, иначе потери перевесят выгоду!
4) Примеси извне
Как правило, в процессе добычи и переработки сырья неизбежно происходит загрязнение нефтью и попадание химических флотационных агентов. Кроме того, во многих современных искусственных буровых растворах используются органические добавки с относительно длинными молекулярными цепями. Загрязнение нефтью напрямую вызывает образование вогнутых дефектов на поверхности глазури. Флотационные агенты влияют на кислотно-щелочной баланс и текучесть глазурной суспензии. Добавки в искусственных буровых растворах обычно имеют длинные молекулярные цепи и склонны к образованию пузырьков.
5) Органические вещества в сырье
Минеральное сырье неизбежно переходит в органическое вещество из-за периода полураспада, дифференциации и других факторов. Некоторые из этих органических веществ относительно трудно растворяются в воде, и иногда при этом образуются пузырьки воздуха, происходит просеивание и закупорка.
2. Базовая глазурь плохо подобрана:
Соответствие массы и глазури можно рассматривать с трех точек зрения: соответствие диапазона обжига, соответствие усадки при сушке и обжиге, а также соответствие коэффициента теплового расширения. Рассмотрим их по очереди:
1) Согласование интервала работы выхлопной системы при выстреле
В процессе нагревания изделия и глазури с повышением температуры происходит ряд физико-химических изменений, таких как: адсорбция воды, выделение кристаллической воды, окислительное разложение органических веществ и разложение неорганических минералов и т. д., специфические реакции и разложения. Температуры были экспериментально измерены ведущими учеными и приведены ниже для справки: ① При комнатной температуре -100 градусов Цельсия адсорбированная вода испаряется;
② 200-118 градусов Цельсия: испарение воды между отсеками ③ 350-650 градусов Цельсия: сжигание органических веществ, разложение сульфатов и сульфидов ④ 450-650 градусов Цельсия: рекомбинация кристаллов, удаление кристаллизационной воды ⑤ 573 градуса Цельсия: превращение кварца, изменение объема ⑥ 800-950 градусов Цельсия: разложение кальцита и доломита, выделение газа ⑦ 700 градусов Цельсия: образование новых силикатных и комплексных силикатных фаз.
Указанная выше температура разложения может использоваться в реальном производстве только в качестве ориентира, поскольку качество нашего сырья постоянно снижается, а для снижения производственных затрат цикл обжига в печи сокращается. Поэтому для керамической плитки соответствующая температура реакции разложения также будет смещаться в сторону более поздних стадий из-за быстрого обжига, и даже концентрированные испарения в высокотемпературной зоне могут вызывать различные дефекты. Чтобы варить пельмени быстро, необходимо тщательно работать над тестом и начинкой: делать тесто тоньше, использовать меньше начинки или выбирать начинку, которая легко готовится и т. д. То же самое относится и к керамической плитке: обжиг, уменьшение толщины теста, расширение диапазона обжига глазури и так далее. Взаимосвязь между тестом и глазурью аналогична макияжу девушек. Тем, кто видел макияж девушек, несложно понять, почему на тесте есть нижняя и верхняя глазури. Основная цель макияжа – не скрыть некрасивое, а сделать его красивее! Но если вы случайно немного вспотеете, ваше лицо может испачкаться, и у вас может возникнуть аллергия. То же самое относится и к керамической плитке. Изначально она хорошо обжигалась, но случайно появлялись микроскопические отверстия, так почему же косметика уделяет внимание воздухопроницаемости и выбирает средства в зависимости от типа кожи? Разные косметические средства, по сути, наши глазури одинаковы, но для разных изделий у нас также есть разные глазури, адаптированные к ним. Что касается керамической плитки, обжигаемой один раз, как я упоминал в предыдущей статье: лучше использовать больше сырья, если воздухопроницаемость низкая, и вводить двухвалентные щелочноземельные металлы с карбонатами. Если сырая масса обжигается раньше, используйте больше фритт или вводите двухвалентные щелочноземельные металлы с материалами с меньшими потерями при прокаливании. Принцип обжига таков: температура обжига сырой массы обычно ниже, чем температура глазури, поэтому глазурованная поверхность, конечно, выглядит красиво после выхода газов, но этого трудно достичь в реальном производстве, и температуру размягчения глазури необходимо соответствующим образом сместить назад, чтобы облегчить выход газов из тела.
2) Согласование усадки при сушке и обжиге
Все носят одежду, и она должна быть относительно удобной, иначе, если допустить малейшую небрежность, швы разойдутся, а глазурь на изделии должна хорошо сидеть, как и наша одежда! Поэтому усадка глазури при сушке также должна соответствовать усадке сырого изделия, и она не должна быть слишком большой или слишком маленькой, иначе во время сушки появятся трещины, и готовый кирпич будет иметь дефекты. Конечно, исходя из опыта и технического уровня современных мастеров по глазурованию, говорят, что это уже не такая сложная проблема, и специалисты по отладке очень хорошо разбираются в глине, поэтому описанная выше ситуация встречается нечасто, за исключением случаев, когда такие проблемы возникают на некоторых заводах с крайне жесткими условиями производства.
3) Согласование коэффициентов разложения
Как правило, коэффициент расширения сырой массы немного больше, чем у глазури, а глазурь после обжига подвергается сжимающему напряжению, благодаря чему термическая стабильность глазури лучше, и она не так легко растрескивается. Это также теория, которую мы должны изучить при исследовании силикатов. Несколько дней назад друг спросил меня: почему коэффициент расширения глазури больше, чем у сырой массы, поэтому форма кирпича деформируется, а коэффициент расширения глазури меньше, чем у сырой массы, поэтому форма кирпича искривляется? Разумно предположить, что после нагрева и расширения глазурь становится больше основания и искривляется, а глазурь становится меньше основания и деформируется…
Я не спешу давать ответ, давайте посмотрим, что такое коэффициент теплового расширения. Прежде всего, это должно быть значение. Что это за значение? Это величина объема вещества, которая изменяется с температурой. Поскольку она изменяется с «температурой», она будет изменяться при повышении и понижении температуры. Коэффициент теплового расширения, который мы обычно называем коэффициентом теплового расширения керамики, на самом деле является коэффициентом объемного расширения. Коэффициент объемного расширения обычно связан с коэффициентом линейного расширения, который примерно в 3 раза больше коэффициента линейного расширения. Измеренный коэффициент расширения обычно имеет предпосылку, а именно «в определенном температурном диапазоне». Например, какой кривой соответствует значение в диапазоне 20-400 градусов Цельсия в целом? Если вы настаиваете на сравнении значений 400 и 600 градусов, конечно, из такого сравнения нельзя сделать объективный вывод.
После понимания концепции коэффициента расширения вернемся к исходной теме. После нагревания плитки в печи она проходит стадии расширения и сжатия. Не будем рассматривать изменения в высокотемпературной зоне, вызванные термическим расширением и сжатием. Почему? Потому что при высокой температуре как сырая масса, так и глазурь пластичны. Проще говоря, они мягкие, и влияние гравитации больше, чем их собственное натяжение. В идеале сырая масса прямая, и коэффициент расширения оказывает незначительное влияние. После прохождения высокотемпературного участка керамическая плитка подвергается быстрому и медленному охлаждению, и из пластичной массы она становится твердой. По мере снижения температуры объем уменьшается. Конечно, чем больше коэффициент расширения, тем больше усадка, и чем меньше коэффициент расширения, тем меньше соответствующая усадка. Когда коэффициент расширения массы больше, чем у глазури, масса сжимается сильнее, чем глазурь, в процессе охлаждения, и плитка деформируется. Если коэффициент теплового расширения изделия меньше коэффициента расширения глазури, то без глазури изделие сжимается в процессе охлаждения. Если кирпичей слишком много, они будут переворачиваться, поэтому объяснить вышеизложенные вопросы несложно!
Дата публикации: 25 апреля 2024 г.