陶瓷也需补钙,钙镁碱土金属元素对于瓷

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日常生活中,钙是大家接触最多元素之一。喝牛奶补钙,烧水壶用久了会有白色的水垢含钙,建筑用的水泥、玻璃中也富含钙,钙也是精美的大理石、汉白玉的主要成分。所以,大家对于钙其实并不陌生。

由于钙(Ca)、镁(Mg)同为元素周期表中的碱土金属元素,钙、镁的物理化学性质有很多相似之处,并且很多陶瓷原料矿石中都同时提供钙、镁元素,因此可以放在一起来介绍。

钙、镁在陶瓷工艺中有非常重要的作用,既在于化学反应中的促进作用,也在于工艺性能方面的积极作用。

1.低温时在坯体中起瘠性料的作用,能降低黏性,加快生坯干燥过程。

2.高温时起助熔作用,是矿化剂,利于成瓷,便于低温快烧。

3.调节陶瓷制品的膨胀系数。

4.适量的钙镁含量有助于提高成品机械强度。

5.利于坯、釉中间层生成,使坯釉结合更加牢固。

陶瓷生产中,可能用来引入钙镁的陶瓷原料:

陶瓷生产中引入钙镁的常用矿物

石灰石

石灰石

石灰石,主要成分CaCO3,分布广泛,中学的化学实验中见过。

是不是看上去非常眼熟呀。石灰石遇酸有气体产生,用这个性质可以很方便的鉴别出碳酸盐矿物。不过,陶瓷中用到的是大家同样熟悉的石灰石的另一个反应式。

氧化钙在陶瓷坯体中,高温下生成钙长石,进而生成莫来石,起到矿化剂的作用。

石灰石高温分解出生石灰,生石灰遇水反应变散,并发热,这个性质可以作为鉴别依据。

分布广泛、成本低廉是石灰石相对于其他含钙矿物最大的优点,因此在坯、釉二次烧成的产品用中被广泛使用,加入比例5-10%为宜。对于稳定产品尺寸,提高强度,降低烧成温度有重要意义。

方解石

方解石矿方解石

虽然同样以CaCO3为主要成分,但方解石晶体要漂亮得多,其中无色透明的方解石叫冰洲石,再纯就是宝石啦。

冰洲石

方解石粉被大量应用于釉料中,仿古釉与抛釉中都有应用。

白云石同时含有钙镁,比石灰石更好用,但成本较高,并用原矿纯度不够,限制了使用量。

滑石

滑石烧失量小,天然矿物白度高,是优良的陶瓷原料,在陶瓷坯、釉中都可大量使用。但出于其层状结构有不利影响,一般釉用的都是煅烧滑石。

硅灰石

硅灰石

白度高,膨胀系数小,不含结合水,烧失量小,干燥收缩小,烧成收缩小,综合了各种优点,因此在坯体和釉中的使用量都较广泛,如果当地硅灰石品位可以,价格低廉,可以大量使用。

透辉石

透辉石

对于矿石有研究的朋友听到透辉石可以会觉得很熟悉,和田玉的主要成分就是透辉石。

和田玉

透辉石同时含有钙镁,多组分熔剂的助熔作用要优于单组分,因此透辉石的助熔作用比硅灰石更加明显。釉面砖坯体中加入透辉石可以使烧成温度降低至℃以下。但使用过量会使烧成范围变窄,引起变形缺陷。透辉石白度不是特别好,釉用较少。

透闪石含结晶水多,烧失量大,在陶瓷工艺中使用受到限制。

在℃左右,钙镁的助熔作用有一个突变。

在釉面砖(℃)生产中,适量引入钙镁起矿化,稳定尺寸的作用。

在仿石砖、抛光砖(℃)生产中,碳酸盐不能用,滑石等钙镁硅酸盐比例也要严格控制(1%就已经不少了)。

顺便提一下,在℃以上,碳酸钙又是另一番天地,被大量应用于玻璃生产中。我们平常见到的普通玻璃就是Na-Ca-Si玻璃,钙成为重要组分,碳酸钙高温分解时产生的CO2为玻璃高温均化提供重要的搅拌作用。




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