Учебное пособие «керамические материалы»
жүктеу/скачать 3.55 Mb. Pdf көрінісі
|
|
4.2 Флюсующиеся добавки Флюсующие материалы (плавни) – это материалы, взаимодействующие в обжиге с глинистыми минералами с образованием более легкоплавких соединений. Поэтому введение в состав массы плавней улучшает степень спекания и снижает температуру обжига. Плавни делят на две группы: флюсующие, имеющие низкую температуру плавления, – полевые шпаты, пегматиты, сиениты – и материалы с высокой температурой плавления, но дающие при обжиге легкоплавкие соединения с компонентами массы – мел, доломит, тальк. Полевые шпаты представляют собой плавни, широко применяемые в производстве тонкой керамики. Различают следующие виды полевых шпатов. Калиевый полевой шпат (ортоклаз) – K 2 O•Al 2 O 3 •6SiO 2 . Цвет его от белого, серого, желтоватого до коричнево- и темно-красного в зависимости от примесей. Плотность – 2,55 г/см 3 . Температура начала плавления – 1200°С. Натриевый полевой шпат (альбит) – Na 2 O•Al 2 O 3 •6SiO 2 . Цвет белый, чаще светлых оттенков, но встречается также красного, желтого, серого и других тонов. Плотность – 2,6 г/см 3 , температура плавления – 1160…1190°С. Известковый полевой шпат (анортит) – СаО•Al2O3•2SiO2. Обычно желтоватого цвета. Температура плавления около 1550°С. Плагиоклазы – это полевые шпаты, содержащие смесь альбита и анортита в разных соотношениях. Обычно белого цвета. Плотность 2,62 – 2,76 г/см 3 . 43 Полевые шпаты редко встречаются в чистом виде, чаще – в смеси этих минералов. Основное требование, предъявляемое к ним – легкоплавкость. При введении в состав массы в обжиге они образуют вязкое стекло, которое в фаянсовых массах частично заполняет поры и способствует спеканию. В фарфоровых массах полевой шпат с другими компонентами образует сплавы, заполняющие поры до монолитного стекловидного состояния. Реакционная способность расплава возрастает с повышением температуры и тонкости помола компонентов. У альбитов она выше, чем у ортоклазов и плагиоклазов. Вредные примеси в полевых шпатах – оксиды железа, которых должно быть не более 0,1 – 1%. Пегматиты – это полевые шпаты, проросшие кристаллами кварца, содержание которого может колебаться в широких пределах. Ввиду того, что кварц и полевой шпат являются компонентами фарфоровых и фаянсовых масс, пегматиты являются заменителями полевых шпатов и частично кварца. Поведение пегматита в обжиге зависит от свойств полевого шпата, входящего в его состав: температуры плавления и растворяющей способности. Нефелиновые сиениты представляют собой сростки минерала нефелина (алюмосиликат натрия) с полевым шпатом. Температура плавления нефелина около 1200°С, содержание щелочей – до 20%. Нефелиновые сиениты используются керамической промышленностью в качестве заменителей полевых шпатов при производстве изделий, не требующих белизны черепка (плитки для полов, кислотоупорные изделия). Нефелиновые сиениты, особенно бокситы, применяемые в керамической промышленности, являются попутными отходами горнообогатительных комбинатов и получаются в виде тонкомолотых порошков. Поэтому их использование экономически выгодно. Но они загрязнены железистыми и магнезиальными примесями и имеют темно-серую окраску. Поэтому в производстве фаянса и фарфора не применяются. Наряду с нефелиновым сиенитом ведутся успешные опыты по использованию других щелочесодержащих пород в качестве заменителей полевых шпатов, например гранитов. Помимо указанных добавок в производстве разных видов керамических изделий используются и другие добавки. Их характеристика и влияние будут рассмотрены при описании технологии соответствующих видов изделий. Мел — осадочная горная порода белого цвета, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения. Основу химического состава мела составляет карбонат кальция с небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. Доломит – двойная соль СаСО 3 •МgСО 3 . Разновидности доломита используются как заменители мела и мрамора в производстве изделий тонкой керамики. Температура диссоциации доломита 765…895 °С. Он оказывает на керамические массы более сильное флюсующее действие, чем 44 чистые СаСО3 и МgСО3, что позволяет снизить температуру обжига масс и глазурей. Тальк 4SiО•3МgO•Н 2 O имеет огнеупорность 1500…1520°С. Плотная разновидность талька называется жировиком, или стеатитом. Его месторождения имеются на Урале. Это мягкий минерал, легко поддающийся обработке. Чаще всего он применяется в тонкой керамике, включая изделия специального назначения. Добавка талька в фаянсовую массу предотвращает образование трещин в глазурном слое – «цека» – и повышает термостойкость. Тальк, используемый в тонкой керамике, должен иметь однородный состав: содержание оксидов железа не должно превышать 0,3 – 0,6, а СаО –0,2 – 1,9% [11]. Эффективными флюсующими добавками в производстве кирпича являются отходы металлургической и химической промышленности. Они обеспечивают лучшее спекание массы и повышение прочности изделий, а также могут быть красящими компонентами. На стадии формовки и сушки эти добавки инертны, служат отощителями, снижают формовочную влажность и воздушную усадку. Цвет обожженного черепка зависит от химического состава глинистого сырья, отходов и их количества в шихте. В качестве отощающей добавки используют 3 – 10% тонкоизмельченных отходов, содержащих окислы хрома, марганца, железа, титана, кальция и др. При этом не только изменяется цвет изделия, но и часто снижается водопоглощение и повышается прочность, т.к. в большинстве случаев это легкоплавкие добавки. Для получение черепка от светло-коричневого до черного цвета, а также серых оттенков, в состав шихты вводят отходы содержащие окислы марганца или смесь окислов марганца и хрома. Введение отходов, содержащих окислы железа, дает возможность получить изделия от светло-красного до темно-красного и фиолетового тонов. Светлые тона изделий розоватого и желтоватого оттенков обеспечиваются введением в шихту компонентов, содержащих тонкодисперсную окись кальция. Количество добавок, необходимых для получения заданного цвета, подбирается экспериментально. Для уменьшения сульфатных высолов в состав шихты вводят соединения бария или отходы, содержащие соединения бария, которые переводят растворимые сернокислые соли натрия, калия и кальция в нерастворимую BaSO 4 [15]. жүктеу/скачать 3.55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|