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硅灰石在陶瓷工业的新用途

杏耀-杏耀平台-杏耀登陆_杏耀注册网址 时间:2019年11月26日 09:43

  作者系英国里兹大学陶瓷材料博士、台湾工业技术研究发展基金会董事、和成欣业股份有限公司材料研究发展处协理

  瓷砖减薄作为陶瓷行业的一大发展趋势,越来越受到业界的关注。为了顺应时代的发展,让更多人了解薄板的相关知识,本报近期特推出薄板专题,以飨读者。为了了解台湾薄板的发展状况,本期特约英国里兹大学陶瓷材料博士、和成欣业股份有限公司材料研究发展处协理陈世杰撰文,详细介绍台湾薄板发展现状,以促进两岸薄板共同发展进步。

  硅灰石(wollastonite)是一种天然出产的矿物,也是氧化钙(CaO)与二氧化硅(SiO2)的组合物,具有机乎是硅酸钙(calcium metasilicate, CaSiO3)的理论化学式(表1)。在美洲、欧洲及中国大陆皆可发现硅灰石的存在,但是在化学成份上各有差异;北美洲出产的含铁量较高,烧成呈色较差,而中国大陆的碳酸钙(CaCO3)含量偏高,致使灼减量较其他者大。硅灰石之最杰出特性(表2)是光亮色白,化学上和物理上均一性以及针状结构(图1,纵横比aspect ratio约为3:1 -20:1)。

  自从硅灰石开始被应用于陶瓷工业中,其用途可分两大类:一是替代燧石(SiO2)和石灰石(CaCO3)的使用,另一是能提供陶瓷坯体与釉、瓷珐琅及熔块等一些优异性质,如低的热膨胀系数、减低干燥及烧成收缩、增强烧后强度、改善耐热震性、烧成快、易压形、较佳黏合、以及较优的电气性质。主要产品有磁砖、卫生陶瓷、餐具、及艺术陶瓷。硅灰石之所以被选用的主要决定因素是其化学成份与烧成温度(991-1196℃);而其烧成时间、炉内气氛、粉体粒径及形状亦是影响选择的因素。此外,硅灰石在其他陶瓷方面应用则有:有釉的各种多孔性陶瓷、烹煮器、建筑黏土品、红土陶器、化学用燧器、陶瓷物黏结的磨料、耐火材料、杏耀主管高铝瓷、火星塞、电瓷、熔块等等。

  一般而言,“易脆性”是陶瓷质烧结体之最大缺点,本文将介绍硅灰石的应用在陶瓷坯体之制造以改善此一严重缺点,进而发展成为制造具有弹性之大型建筑用陶瓷板之技术。如前所述,硅灰石一般主要被应用于陶瓷釉中,这是由于硅灰石的灼减量(Loss on ignition)小于2wt%,相较于其他传统陶瓷材料烧成时产生之气体相当少,故可获得光滑且无针孔的釉面品质。当它被应用于陶瓷坯体中,乃是利用硅灰石粉体的针状结构,在干燥阶段及烧成初期阶段,可将陶瓷坯体的组织架构撑开(见图2、图3)使得水汽能够轻易逸出体外,如此的特性有利于陶瓷坯体的快速烧成。硅灰石之所以会被应用于大型建筑用陶瓷板的制造的另一原因是要利用它的针状组织结构在陶瓷坯体中担任弹性体的主架构,此一弹性陶瓷坯体与一般者之差异可由下列实施制造例中的结果(见表3)显示出。

  将依照各种原料之调配比例,秤取事先制备之干燥粉末投入于混合碾碎机,混合10分钟之后外加水分20wt%(干粉重),再混合搅拌10分钟使其成为具有可塑性的坯土。

  应用挤出成形机制造出直径500mm(外)壁厚35mm的圆筒形坯土,再将其切开并展开成为宽度1520-1550mm、厚度35mm、长度500mm之生产胚料平板,再以特制表面的辊压辊轮对其做数次辊压,最后以平面辊轮进行辊压,又以刀具切除四面开裂的毛边,成为厚度4mm宽度1200mm长度约2400mm之平板生胚(见图4)。

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  简介描述:作者系英国里兹大学陶瓷材料博士、台湾工业技术研究发展基金会董事、和成欣业股份有限公司材料研究发展处协理 瓷砖减薄作为陶瓷行业的一大发展趋势,越来越受到业界的关注。为...
  文章标签:陶瓷的特性和用途
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