全抛釉瓷质仿古砖断裂模数影响因素探究

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1、全抛釉瓷质仿古砖断裂模数影响因素探究　　摘要：断裂模数是瓷质砖产品的重要性能指标，本文通过一系列的对比试验，从坯体配方的角度讨论了全抛釉瓷质仿古砖断裂模数的影响因素，希望为提高断裂模数提供解决的思路。关键词：全抛釉；仿古砖；断裂模数；影响因素1前言全抛釉瓷质仿古砖的花色更丰富、表现力更强，它的装饰效果及物理性能不逊于微晶石，因此，受到广大消费者的青睐，其市场份额在逐渐扩大，使得产品的内在品质也受到越来越多的重视。断裂模数是评价瓷质仿古砖性能的重要指标之一，它的高低直接影响到成品率、运输过程的破损率、使用过程中所能承受载荷的大小，以及瓷质仿古砖的使用寿命等。目前，在全抛釉产品中普遍出现了断

2、裂模数偏低的情况。因此，本文通过一系列的对比试验，从坯体配方的角度进行分析，找出影响全抛釉瓷质仿古砖断裂模数的因素。2影响全抛釉瓷质仿古砖断裂模数的因素一般断裂模数与配方、粉料颗粒级配、成形压力、窑炉烧成等密切相关，其中，工艺配方是首要的影响因素。本文中的断裂模数的测定均根据国家标准GB/T63810.4-2006《陶瓷砖试验方法第4部分：断裂模数和破坏强度的测定》的要求进行测定的。2.1坯体配方对断裂模数的影响坯体配方是决定生产的关键因素，目前，普遍使用的陶瓷砖坯体配方体系为K2O、Na2O-Al2O3-SiO2三元系统，主要组成为晶相、玻璃相，以及气相，其中，晶相主要包括莫来石相和石

3、英相。常见瓷质砖化学组成如表1所示。2.1.1氧化铝含量对断裂模数的影响对瓷质砖断裂模数影响较大的为莫来石相。欲提高瓷质砖断裂模数，需要提高其中的莫来石含量。提高莫来石含量的方法很多，但考虑到莫来石的化学组成为3Al2O3·2SiO2，因此，最直接有效的方法是提高配方中Al2O3含量。其引入方式为，直接掺入一定的纯氧化铝原料[3]，或掺入含铝高、烧失量少的原料，如：双水纯泥等。条件合适的情况下，也可以将两种原料一起加入。通过此方法，可适当延长高温保温时间，促进更多的莫来石相的生成，从而达到提高断裂模数的目的。为了更进一步说明氧化铝含量对断裂模数的影响，可以通过对比试验加以验证。具体配方组

4、成为：泥料22%、石粉46%、砂32%（见表2），另外，加入12%的纯泥代替铝含量低的混合泥，试验配方的化学成分如表3所示。相比常规生产配方，该配方含铝量要高、含硅量偏低。在其他条件相同的情况下，对比两配方断裂模数如表4所示。6由表4可知，试验配方断裂模数平均为45.93MPa，而原配方断裂模数平均为40.22MPa。因此，试验配方比原生产配方断裂模数提高了14.2%。因为通过加入含铝量高的原材料，可促进莫来石相的形成，达到提高瓷质砖成品断裂模数的目的。2.1.2中温料对断裂模数的影响在试验中，尽量采用原矿的中温料来取代配方中的高温料与低温料，以达到中温效果，测得试验数据如表5所示。由表

5、5可知，原生产配方断裂模数平均值为41.45MPa，试验配方断裂模数平均值为47.74MPa，断裂模数提高了6.29MPa。由此可知，采用中温料取代高、低温料来提高断裂模数是可行的。2.1.3钾钠含量对断裂模数的影响本文通过调整钾、钠含量的方法，研究其对断裂模数的影响，其具体配方组成如表6所示，断裂模数如表7所示。其烧结温度和烧结温度范围测定如图1所示。由表7可知，高钾配方的断裂模数平均值为46.58MPa，高钠配方的断裂模数平均值为43.07M6Pa，断裂模数提高了8.1%。由图1可知，高钾配方烧结范围明显比高钠烧结范围宽。其主要原因是：钾长石的熔融范围可达300℃，远高于钠长石的熔融

6、范围（钠长石只有150℃）。钾长石含量增多，烧成范围会增大，而钠长石含量增多，则会趋于减小坯体的烧成范围，钾长石在高温烧成的瓷化陶瓷坯体中主要起助熔作用，促进玻璃相生成，有利于陶瓷坯体烧结反应的进行；有利于莫来石的发育与生长；有利于降低陶瓷坯体的吸水率；有利于提高坯体的机械强度。但是，考虑到钾长石含量继续增多，玻璃相会越来越多，莫来石相越来越少。而玻璃相的断裂模数低于莫来石相的断裂模数，对陶瓷的断裂模数不利。因此，综合考虑，钾的含量控制在2.5%～3.3%时较好。2.2球磨细度对断裂模数的影响用250目筛检测浆料细度，同一配方，球磨细度需控制的筛余在0.7%～1.0%、0.2%～0.5%

7、、0.02%～0.08%三个不同的区间，并对比了不同细度对产品断裂模数的影响，如表8所示。由表8可知，当细度为0.9%时，产品的断裂模数平均为43.54MPa；当细度为0.3%时，产品的断裂模数平均为47.18MPa，断裂模数提高了3.64MPa；当细度为0.05%时，产品的断裂模数平均为46.30MPa，降低了0.88MPa。由此可见，细度适中时（筛余为0.3%），产品的断裂模数最高。6其主要原因是：当细度从0.9%减小到0.3%