摘 要 本文主要分析了日用陶瓷的主要缺陷—黑點(diǎn)和釉泡的產(chǎn)生原因和克服辦法,為今后產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供了參考。
關(guān)鍵詞 日用陶瓷缺陷,黑點(diǎn),釉泡
1引言
陶瓷產(chǎn)品缺陷的產(chǎn)生原因很多、牽涉面很廣,從原料制備到燒成整個(gè)過程中的任何一道工序稍有疏忽,都會(huì)導(dǎo)致制品變成廢品?,F(xiàn)根據(jù)潮州市某瓷廠的生產(chǎn)情況(生產(chǎn)日用成套瓷),對生產(chǎn)中常見的黑點(diǎn)和釉泡兩種缺陷進(jìn)行分析、探討。
2黑點(diǎn)、釉泡缺陷的產(chǎn)生原因及解決辦法
2.1黑 點(diǎn)
黑點(diǎn)是日用瓷上的一種主要缺陷,是產(chǎn)品外觀質(zhì)量的大敵。潮州市某瓷廠的日用瓷產(chǎn)品黑點(diǎn)缺陷很嚴(yán)重,占總?cè)毕莸?0%左右,主要有鐵質(zhì)黑點(diǎn)和碳素黑點(diǎn)兩種。
2.1.1黑點(diǎn)的外觀特征
(1)鐵質(zhì)黑點(diǎn):在制品內(nèi)散布大小不等的黑色、棕色和淡黃的斑點(diǎn)針孔,有的大顆粒嵌于瓷胎內(nèi),又熔于釉面成棕色孔洞。
(2)碳素黑點(diǎn):密密麻麻地分布在制品的表面及邊緣上,其周圍可明顯看到氣泡。
2.1.2黑點(diǎn)產(chǎn)生的原因
(1) 鐵質(zhì)黑點(diǎn)
原料中含鐵量多(如:黑云母、黃鐵礦)、加工過程中引入了金屬鐵、烘房管道中的鐵質(zhì)混入、車間環(huán)境和運(yùn)輸途中混入塵土、匣缽含鐵量高、鐵渣爆裂掉到制品上、回坯泥不干凈等,均可引起鐵質(zhì)黑點(diǎn)。
從該廠的生產(chǎn)特點(diǎn)來看,黑點(diǎn)主要是加工過程中帶入的金屬鐵和鐵銹造成的。原料中雖然也含有少量的鐵,但大多都以FeO、Fe2O3的形式均勻分散其中;FeO呈綠色,F(xiàn)e2O3呈黃色、褐色或赤色。因此,它們只影響產(chǎn)品的色調(diào),不會(huì)導(dǎo)致鐵質(zhì)黑點(diǎn)的產(chǎn)生。下面是該廠加工過程中可能的鐵質(zhì)污染源:
1)原料加工
破碎設(shè)備、鐵鏟等工具;攪拌池上的鐵架、管道榨泥機(jī)、練泥機(jī);原料車間的屋面鐵銹掉入。
2)成 形
成形設(shè)備上的鐵屑、挫坯工具(用于定形修坯)、修刀屑(以回坯泥形式引入)、烘房金屬架、金屬的坯架、烘房的熱風(fēng)道管、金屬盛料桶等。
3)其 它
廠內(nèi)到處堆放廢棄設(shè)備和建筑用的金屬材料;廠區(qū)內(nèi)煙塵多,刮風(fēng)時(shí)污染到泥料和坯體;泥段運(yùn)輸途中金屬工具的鐵銹和灰塵混染。
(2) 碳素黑點(diǎn)
坯體在氧化分解這一階段中,其內(nèi)部產(chǎn)生了較復(fù)雜的物理化學(xué)變化:粘土中的結(jié)構(gòu)水得到排除;碳酸鹽分解;有機(jī)物、碳素和硫化物被氧化。燒成過程中若出現(xiàn)氧化期溫度過低、氧化時(shí)間過短、氧化分解階段氧化氣氛不足等,都將造成低溫沉碳和坯體內(nèi)有機(jī)物分解不完全而產(chǎn)生黑色的斑點(diǎn)。
由于坯體的氣孔率較高,煙氣中的CO分解析出的碳素也被吸附在坯體氣孔的表面。在此階段若氧化不完全、氧化緩慢或呈強(qiáng)還原氣氛時(shí),坯體氣孔中的沉碳難以燒盡;碳的微小顆粒還沉積于釉面,隨著溫度的繼續(xù)升高而逐漸深入釉中,當(dāng)釉面熔融時(shí),碳的微小顆粒被蓋于釉面下而成黑色斑點(diǎn)小泡。由于坯內(nèi)含有較多的可溶性鹽,在干燥過程中,水分?jǐn)U散蒸發(fā)積集在邊緣棱角,使邊緣的釉熔化溫度降低。因此,碳素黑點(diǎn)多發(fā)生在產(chǎn)品的邊緣上。
2.1.3克服黑點(diǎn)的措施
(1) 保持原料、釉料的清潔,防止雜質(zhì)混入原料中;
(2) 原料要嚴(yán)格過篩除鐵,要多層過篩;輸漿管最好使用不銹鋼材料或橡膠管;攪拌池上的鐵架要密封;
(3) 車間有關(guān)鐵器設(shè)備要定期涂上防銹漆;
(4) 成泥堆放場所衛(wèi)生,不擱置鐵器,運(yùn)輸時(shí)盡可能蓋上布;
(5) 修坯盡量不用或少用普通刀具,銼刀要嚴(yán)格隔離;所有回坯泥要重新淘洗或球磨、吸鐵過篩后再使用;
(6) 烘房金屬架要經(jīng)常打漆,熱風(fēng)管要進(jìn)行特殊處理;
(7) 提高匣缽的質(zhì)量,防止燒成過程中炸裂掉沙,產(chǎn)生黑點(diǎn);
(8) 嚴(yán)格控制燒成制度,保證足夠的氧化分解時(shí)間,使碳素及有機(jī)物完全清除。還原氣氛不能太濃,以免產(chǎn)生沉碳造成黑點(diǎn);
(9) 減小坯體入窯水分,最好為3%(該廠入窯產(chǎn)品水分有時(shí)達(dá)7%~8%)。若坯體入窯水分過大時(shí),熱量消耗在大量水汽的蒸發(fā)上,縮短了排除碳素的時(shí)間,同時(shí)在氧化期由于水汽和其它氣體產(chǎn)物的急劇排除,在坯體周圍產(chǎn)生一層氣膜,妨礙氧化繼續(xù)往坯體內(nèi)部滲透,從而使坯體氣孔中的沉碳難以燒盡形成黑點(diǎn)。
2.2釉 泡
釉泡是釉表面凸起的封閉小孔,也是陶瓷制品的主要缺陷之一,此缺陷主要發(fā)生在制品的表面。釉泡細(xì)小、易破,破后粘成黑色小點(diǎn)。產(chǎn)生釉泡的同時(shí)出現(xiàn)很多針孔缺陷,該缺陷多產(chǎn)生在陰雨、潮濕的季節(jié)。
釉泡產(chǎn)生的原因很復(fù)雜,與燒成氣氛、釉的始熔點(diǎn)和高溫流動(dòng)性以及坯釉料在燒成過程中的雜質(zhì)分解有著密切關(guān)系。釉泡產(chǎn)生在氧化轉(zhuǎn)強(qiáng)還原氣氛及強(qiáng)還原轉(zhuǎn)弱還原氣氛的溫度點(diǎn),此時(shí)若坯料中的碳酸鹽、有機(jī)物、硫酸鹽等 在釉料熔化前未燒盡或未排出;或在釉料熔融時(shí),釉的高溫粘度過大,產(chǎn)生的CO2、SO2、O2等氣體不易透過釉層而被包裹在釉層中,則易產(chǎn)生釉泡。還原期的反應(yīng)式為:
此外,如果釉料熔化后,釉層繼續(xù)吸碳也會(huì)產(chǎn)生釉泡,薄壁的釉泡在冷卻過程中受外力作用而破裂,形成邊緣鋒利的針孔。
2.2.1釉泡產(chǎn)生的原因
(1) 在窯爐燒成中,還原氣氛過濃(經(jīng)熱工測試:CO含量7%;O2含量1.2%)易造成碳素沉積,殘存在坯體與釉層內(nèi)的各種碳化氫氣體或CO于高溫發(fā)生分解,產(chǎn)生釉泡;
(2) 窯爐燒成的高溫階段升溫過急、釉的始熔點(diǎn)低,使沉積在釉層的碳素分解物不能排除;
(3) 釉的高溫粘度較大,使高溫分解氣體難以沖破釉層;
(4) 坯體入窯水分過高,窯內(nèi)水蒸汽太多,容易造成碳素沉積在釉中,碳素燃燒形成釉泡;
(5) 制品在燒成的氧化階段中氧化不足、還原過早,使分解物和沉積的碳素未能在釉料熔化前全部排出;
(6) 其它影響:原料本身含有較多的可溶性鉀、鈉鹽。水簸、陶洗地方衛(wèi)生很差,摻入了低熔點(diǎn)的粘土或可溶性鹽,在坯體的干燥過程中,由于水分的蒸發(fā)將這些鹽類帶到釉層表面,使部分釉料熔點(diǎn)降低,阻礙了坯體中分解氣體的逸出;
(7) 釉層太薄,產(chǎn)品的釉層厚度若小于0.2mm,也容易產(chǎn)生釉泡缺陷。
2.2.2克服釉泡缺陷的措施
(1) 嚴(yán)格控制坯釉中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)分解時(shí)的升溫速度,使碳素和有機(jī)物、硫化物盡量燒盡、分解;
(2) 氧化階段減少上下溫差,適當(dāng)保溫,使溫度較均勻;
(3) 還原氣氛不能太濃,時(shí)間不能太長,防止在釉熔融后釉層繼續(xù)吸附碳素;
(4) 適當(dāng)提高釉料的始熔溫度、降低釉料的高溫粘度、制訂合理的燒成制度;
(5) 嚴(yán)格控制產(chǎn)品的入窯水分,最好控制在3%~4%。特別是在陰雨潮濕的季節(jié),因煙道易積水,減少了通風(fēng)面積,同時(shí)大量水蒸汽的存在降低了煙囪底部的溫度,導(dǎo)致煙囪抽力下降,使煙氣在窯內(nèi)停留時(shí)間長,氧化不良,造成碳素沉積。另外,產(chǎn)品入窯水分大,受熱時(shí)隨著大量水汽的蒸發(fā)及有機(jī)物、碳素的分解,坯體表面容易形成一層薄膜,使坯體中的碳素難以燒盡,在高溫過程中,如果升溫太快易造成釉泡;
(6) 原料淘洗要注意清潔,防止可溶性鹽或有機(jī)物的帶入;
(7) 控制產(chǎn)品的釉層厚度,一般盤、碗類:6~10.5′,0.25~0.3mm;10.5′以上,0.3~0.35mm。
3結(jié)語
黑點(diǎn)和釉泡是日用瓷產(chǎn)品的主要缺陷,在生產(chǎn)中,應(yīng)對原料制備、成形、燒成等各個(gè)工序進(jìn)行嚴(yán)格控制,以提高產(chǎn)品質(zhì)量,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。