馬銘煜 延萌萌

摘 要：由于燃料價格不斷上漲，像陶瓷生產這樣燃料消耗大的企業(yè)，生產成本就會提高，從而使企業(yè)發(fā)展面臨困境。本文主要探討鉀-硅復合氧化物的制備和不同的鉀-硅配比對復合物熔融溫度的影響，為低溫陶瓷的進一步開發(fā)研究提供基本依據。

關鍵詞：低溫陶瓷；堿金屬；助熔劑；熔融溫度

Abstract： As fuel prices continue to rise， companies that consume large amounts of fuel， such as ceramics， will increase their production costs and make their development difficult. This paper mainly discusses the preparation of potassium-silicon composite oxides and the effect of different potassium-silicon ratios on the melting temperature of the composites， which provides a basis for further development of low temperature ceramics.

Key Words ：low temperature ceramic alkali metal flux melting temperature

1.引言

近一、二十年來，我國陶瓷行業(yè)在采用低溫陶瓷原料，節(jié)約能耗與縮短燒成周期方面，已經取得了豐碩成果，但仍有不盡人意之處[1]。我國陶瓷企業(yè)產品燒成溫度，燒成周期等方面仍普遍高于國外先進陶瓷企業(yè)，能耗及產品成本也仍高于國外同行，有許多實踐證明了的成熟的工藝技術，尚未大規(guī)模普及與推廣[2]。該論文主要探討K-Si復合氧化物的制備和不同的K/Si配比對復合物熔融溫度的影響，為低溫陶瓷的進一步開發(fā)研究提供基本依據。

2.K-Si復合氧化物的制備

（1）根據實驗室現(xiàn)有藥品的標簽，統(tǒng)計出各種實驗藥品的分子量。

（2）計算出K+：Si4+的摩爾比分別為1.0：1.0、1.0：1.5、1.0：2.0、1.0：2.5、1.0：3.0、1.0：3.5時K2CO3和SiO2的質量比

（3）用電子天平分別稱取K2CO3和SiO2，把稱量好的K2CO3和SiO2分別放入研缽，小心地研磨成粉末并混合均勻。然后將研磨后的混合物粉末轉移到耐火材料圓盤上。

（4）將耐火材料按一定分布規(guī)律放入馬弗爐，啟動馬弗爐，設置好各程序段，以10℃/min的升溫速度加熱。為保證煅燒時能充分反應，待溫度升高至設置值后再保溫一小時。

（5）待加熱程序結束，馬弗爐溫度降低后，取出樣品，觀察是否發(fā)生燒結現(xiàn)象，小心地取下樣品，放入研缽研磨成粉末，取適量的粉末放入試管，加入適量的鹽酸，看其是否溶于稀鹽酸，再取適量的粉末放入試管，滴加蒸餾水，看是否溶解，并測定出其pH值。

（6）若復合物樣品燒結現(xiàn)象良好，白度適中，無發(fā)泡現(xiàn)象，研磨時比較堅硬，既不溶于水也不溶于酸，pH值接近中性，則說明該復合物樣品符合要求，可以進行下一步熔融溫度的檢測。

3.結果與分析

3.1實驗結果

（1）實驗過程中發(fā)現(xiàn)K+：Si4+的摩爾比為1.0：1.0的組合雖然有燒結現(xiàn)象，樣品取下研磨時很容易研碎，但滴加蒸餾水放置一段時間后樣品軟化，檢驗其溶解性發(fā)現(xiàn)部分溶于水，且pH值為12.5，測定結果顯示強堿性。

（2）K+：Si4+的摩爾比為1.0：1.5的組合在樣品制備過程中燒結現(xiàn)象良好，燒成的樣品呈青灰色，不溶于酸和水，pH值約為7.5，測定熔融溫度時發(fā)現(xiàn)其熔融溫度為725℃，比較低。

（3）K+：Si4+的摩爾比為1.0：2.0和1.0：2.5的組合燒結現(xiàn)象良好，樣品表面光滑，呈灰白色，內部比較均勻，研磨時比較堅硬，測定出的熔融溫度較低，分別為675℃和850℃。

（4）K+：Si4+的摩爾比為1.0：3.0的組合燒成溫度較高，樣品略呈白色，有輕微的發(fā)泡現(xiàn)象，研磨時比較堅硬，不溶于酸和水，pH值約為7.0，測定熔融溫度時發(fā)現(xiàn)其熔融溫度為1250℃，熔融溫度較高。

（5）K+：Si4+的摩爾比為1.0：3.5的組合燒成溫度較高，燒成的樣品呈白色，表面很粗糙，發(fā)泡現(xiàn)象比較嚴重；在驟然遇冷的情況下樣品表面容易炸裂，因此樣品取下比較容易；研磨時樣品比較堅硬，不溶于酸和水，pH值約為7.0，測定熔融溫度時發(fā)現(xiàn)其熔融溫度為1450℃，熔融溫度很高，且熔融現(xiàn)象不是很明顯。

3.2結果分析

在實驗過程中，K/Si比為1.0：3.0和1.0：3.5的組分，由于SiO2的相對含量較高，遠離了K-Si體系的最低共熔點，也就不能形成共熔體，所以熔融溫度較高。

單就熔融溫度方面考慮，K/Si比為1.0：2.0的組合最為理想，K/Si比為1.0：3.0和1.0：3.5的組分最差。

4.結論

（1）SiO2是陶瓷的主要組分，當其他組分保持不變時，SiO2含量越高，產品的熔點也越高。SiO2還直接影響瓷的強度，調整SiO2含量也能使產品的白度得到改善。

（2）K2O是成瓷的主要成分，起助熔作用，還有助于形成高光澤度，但含量過高則不利于陶瓷的燒成。

參考文獻

[1] 沈君權.低溫快燒建筑衛(wèi)生陶瓷低碳經濟下的正確選擇[J].陶瓷，2011，6：9～10.

[2] 李江，潘裕柏.陶瓷低溫燒結的研究及展望[J].硅酸鹽通報，2003，2：66～69.

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[4] 郭景坤.陶瓷的結構與性能第11卷[M].北京：科學出版社，1998：77～78.

[5] 中陶網.低溫燒成陶瓷的優(yōu)勢[EB/OL].http：//info.ccenn.com/detail.aspx？article=13819，2011[2011- 10- 21].