釉面磚因其圖案豐富,色彩艷麗,容易清潔等特點深受大眾喜愛,也是眾多廠家優(yōu)先選擇生產的品種之一。但因釉面磚的自身特點,在生產及使用過程中易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象,令人感到頗為棘手。本文就釉面磚龜裂產生的原因及預防措施進行了分析和探討,以供同行參考和借鑒。
一、龜裂產生的原因
龜裂產生的根本原因是坯與釉層間的應力超出了坯釉間的熱膨脹系數(shù)之差。當釉面比坯的熱膨脹系數(shù)大,冷卻時釉的收縮大于坯,釉會受拉伸應力,當拉伸應力大于釉層所能承受的極限強度時,就會產生龜裂現(xiàn)象。當釉比坯的熱膨脹系數(shù)小時,則在冷卻時釉層受到的壓應力,超出極限時,會產生剝釉現(xiàn)象。通常釉的抗拉強度遠小于抗壓強度,因此釉層出現(xiàn)龜裂的可能性要比出現(xiàn)剝釉的可能性大得多。
另外,釉面磚為多孔性陶質坯體,具有較高的吸水率,在保管或使用過程中,會吸收空氣中的水分而發(fā)生吸濕膨脹。但釉層為玻璃質,氣孔率小,并不會吸水而隨坯體一起膨脹。因此,坯釉之間會產生張應力。當膨脹差較大,應力超過釉層的抗拉強度時,釉面磚就會出現(xiàn)龜裂,這就是后期龜裂。
二、預防措施
為預防和避免龜裂的產生,可采取如下幾種方法:釉料配方的調整
。、降低釉的熱膨脹系數(shù):釉的熱膨脹系數(shù)隨釉組成中氧化物的含量而變化。要降低釉料的熱膨脹系數(shù),可以增加釉中的SiO2和Al2O3含量,降低堿金屬氧化物的含量(氧化鋰例外,它的膨脹系數(shù)很小)。所以應減少長石用量,以硼酸以硼酸代替部分硼砂,并適當提高Al2O3、SiO2和MgO的含量,以達到減小釉的熱膨脹系數(shù)的目的。
。、促進坯釉中間層的形成,提高釉的彈性:產品在進行釉燒時,熔融的釉層與坯體表面發(fā)生化學反應,形成介于坯釉間的中間層,它對緩和釉層中的應力,改善坯釉間的結合性起到重要作用。在釉的配方中,增加石灰石的含量,可促進坯體表面的石英在釉中的溶解作用,促進中間層的形成。釉中添加硼酸時,會使中間層發(fā)育特別良好,因為硼酸侵蝕坯體表面的能力特強,可以增加中間層的生成量。
釉的彈性大小是決定釉層極限應力的根本因素。釉的彈性大,則釉相對不易產生龜裂,因為它不但能消除坯釉間的部分應力,還能抵消部分外界作用的機械力。而要提高釉的彈性,最有效的方法是增加釉中Al2O3的含量。Al2O3能明顯改善釉的彈性,緩沖坯釉間的應力,它的膨脹系數(shù)也較小。
坯料配方的調整
1、增加坯體的熱膨脹系數(shù):在配方中增加石英的含量,減少長石含量,并加人一定量的石灰石,可增加坯體中方石英的含量,從而提高坯體的熱膨脹系數(shù)。
。、降低坯體的氣孔率,消除后期龜裂隱患:通常用石灰石、滑石、硅灰石作主要熔劑來制作坯料,因CaO、MgO在坯中能促進產生更多的結晶相,減小玻璃相的含量,并能在較低溫度下使坯體組織致密,氣孔降低,還可降低坯體的吸濕膨脹,預防后期龜裂的產主。 石灰石的加人,還可提高釉燒時釉的活性,促進坯釉中間層的生成。
生產工藝的調整
。、適當提高坯釉料的細度:坯料中石英越細,轉化成方石英的數(shù)量就越多,熱膨脹系數(shù)就越大。另外,坯料粒度較細時,改善了燒成過程中的反應條件,此時粒子表面積最大,其反應所需的活化能最小,在相同的燒成溫度下,就可降低氣孔率,減少出現(xiàn)后期龜裂的傾向。而在釉料中,細顆粒的石英能在釉燒時充分熔融,形成石英玻璃,能降低釉的熱膨脹系數(shù),并改善釉的熱穩(wěn)定性。
。、適當降低釉層厚度:釉層越厚,彈性越小,所以薄釉層對提高熱穩(wěn)定性有利,而且釉層較薄時,中間層相對增厚,進一步緩沖坯釉間應力的破壞作用。
3、適當提高產品燒成溫度:提高燒成溫度,或延長產品的燒結時間,使坯體燒結程度提高,從而降低釉面磚坯體的吸水率,減小坯體的吸濕膨脹,同時還可促進中間層的充分發(fā)良,提高產品的熱穩(wěn)定性,防止龜裂產生。
以上分析了龜裂產生的原回以及相應的預防措施。但是,造成龜裂的原因往往是多方面的,并且各方面都是相互關聯(lián)的。在實際生產中,應針對具體問題進行具體分析,并根據(jù)實際情況制定出行之有效的預防措施。只有加強生產工藝控制和管理,改善坯釉間的結合性能,降低產品的吸水率,才能將釉面磚的龜裂現(xiàn)象徹底解決。