在搪玻璃反應罐的搪燒生產過程中,瓷層表面異色現象時有發生且又似乎難以完全杜絕。這些缺陷不僅影響著搪玻璃瓷層的外觀質量,而且有時對瓷層的內在質量也有一定的影響。我們在實際生產中,初步認識到了這些缺陷產生的原因。本文從本廠的實際出發,淺談對瓷層表面異色現象的理論認識,并進行簡要的論證說明。
2異色現象的分類
異色現象一般分為兩類:一是局部還原氣氛使著色離子還原所致;二是瓷釉中混入異色物所致。
3異色現象的形成機理以及原因和克服方法
3.1局部還原氣氛造成的異色現象
3.1.1形成機理。目前國內搪玻璃耐酸堿面釉,都是采用CO2+進行離子著色。在耐酸堿瓷釉配方中,引入適量的C00原料,在氧化氣氛條件下高溫熔融時,C00形成【C004】四面體參與瓷釉的網架結構,而使瓷釉著藍色。這主要是由于C02+網絡形成了離子導致對光的選擇性吸收而著色,而鈷的藍色正是由于[C004]四面體和[Si04]網架相連形成Co2+-O-Na+或Co2+-O-K+所致。當然,離子的著色還要受到瓷釉的組成、熔制氣氛以及燒成氣氛等因素的影響,這些因素都是使離子價態發生變化而對著色產生影響的。
我們知道,鋼板瓷釉只有在氧化氣氛中燒成才能達到預期的目的。如果粉層的局部存有外來的有機物雜質,就會造成燒成時的局部還原氣氛。這是因為,有機物是由C、H、O等元素組成的,在高溫下,有機物氧化時燃燒生成了CO、CO2、H20,若燒成空間內有充足的氧,有機物中的C則易氧化為CO2,這樣可避免還原性氣體CO的產生,還原氣氛不能形成。若燒成空間氧不足,則有機物中的C易氧化成CO。CO是還原性很強的氣體,它可使過渡元素的金屬氧化物還原為金屬單質。因而有以下化學反應產生:
CO+Co0—一CO2+Co(灰白色)
從以上反應方程式可知,在高溫下若形成了還原氣氛,C02+的著色能力消失,Co2+被還原成灰白色的金屬鈷,而使瓷層局部產生了淡藍或灰白色的異色塊。
3.1.2形成原因
3.1.2.1生物多糖質量問題造成局部有機物集中。由于粘土的成份比較復雜,當用粘土作懸浮劑時,不但會提高搪玻璃制品的燒成溫度,而且在高溫時發生一些反應而放出氣體,給瓷面帶來一些缺陷,影響了制品的理化性能,因而本廠用生物多糖作懸浮劑。生物多糖其主要成份為碳水化合物及微量的防腐劑(甲醛)。少量多糖溶液的引入均勻地與瓷釉混合達到懸浮效果、生物多糖一般在400度左右就全部揮發燒損,無殘留物,由于多糖的量少且為溶液,與瓷釉均勻混合后不會形成還原氣氛。但當生物多糖的質量較差時,即存有塊狀物時,噴粉后瓷層的某些局部生物多糖過于集中,就會造成燒成過程中的局部還原氣氛,從而導致搪玻璃瓷層表面存有異色斑點。
3.1.2.2噴粉操作過程的影響。本廠采用冷噴的操作方法,由于釉漿比重較大,不慎帶入釉漿中的有機物雜質,在噴槍的噴壺中易漂浮在上面,當一壺釉漿即將噴完時而被帶入粉層中,這樣,在瓷層上易出現條狀異色現象。當局部修補時,常常用手等抹平修補痕跡,若手.卜有汗漬、油污等就會粘在粉層上,而使局部形成異色斑痕,也就是平時所說的修補點、堵點異色。另外,若壓縮機滲漏的油污混入壓縮空氣中,在噴粉時也會帶到粉層上,而造成異色現象。
3.1.2.3燒成時間的影響。產品在燒成過程中,如果燒成時間過長,就為C02+在有機物造成的高溫還原氣氛中,被還原成金屬鈷提供了時間條件。
3.1.3克服方法。要想克服還原氣氛造成的異色現象,主要是保證產品在氧化氣氛中燒成,避免有機雜質、油污、汗漬等混入釉漿而帶入粉層。
3.1.3.1對于質量較差的生物多糖,若存有塊狀物,可過篩后(一般為40-60目篩)再用,這樣可減少或避免此類情況的異色現象。
3.1.3.2在噴粉過程中要按工藝操作,注意不能把油污、汗油等其它的有機物雜質帶入釉漿。在局部修補時,可用干布抹平修補痕跡。若發現壓縮空氣中帶有油污時,要及時查找、消除。此外,還應按工藝要求燒成,盡可能的消除一切不利因素。
3.2瓷釉中混有異色物造成的異色現象
3.2.1形成原因
3.2.1.1瓷釉熔制不足。在瓷釉的高溫熔制過程中,要經過許多的物理化學反應才能形成瓷釉。如果在瓷釉熔制時,熔制溫度低或熔制時間短(即熔制不足),一些熔點較高的原料(如zr02等)就難以完全熔融參與反應,瓷釉塊中鑲嵌著部分未熔化的高熔點原料顆粒,在噴粉后燒成時就呈現出未熔化原料的本身色,而使瓷面呈現異色現象。
3.2.1.2瓷釉球磨產生的異物。為了獲得一定細度的釉粉,釉塊與球石(按一定比例裝入)要在球磨機中經過長時間的研磨、碰撞。球石經長時間碰撞易產生裂紋、碎裂現象,這樣磨細后就混在釉粉中,在噴燒后形成瓷層白色異色點現象。
3.2.1.3瓷釉保管不善。如果釉塊或釉粉保管不善,使其混入塵土或其它雜物,或調好待噴的釉漿在吹罐時不慎混入地面上的灰塵或砂粒,也可引起異色現象。
3.2.2克服方法。克服異物引起的異色現象,主要是從產生的原因上去解決,在生產中采取合理的工藝來進行控制,以達到克服此種缺陷的目的。
3.2.2.1對于熔制不足的瓷釉。首先是在瓷釉熔制時,嚴格按工藝要求操作,保證瓷釉的熔制質量。如果發現熔制不足的瓷釉,若有條件可進行重新熔制等方法來解決。
3.2.2.2對球磨產生的異色現象。在對釉塊進行球磨時,要按工藝要求進行配比球磨,每磨規定批數的釉粉必須放出球石進行挑選。球石放出后,應用水沖洗掉粘在球石上的釉粉,仔細檢查每粒球石,若發現有碎石或有裂縫的球石應除去,按工藝規定數量補充新球石。新球石在使用前,應先與石英砂混磨一定時間,目的是磨去球石的棱角,淘汰易碎的、易裂的球石。
3.2.2.3對于瓷釉的保管。熔好后的釉塊以及磨好后的釉粉,應裝袋放在潔凈的場地上進行保存,并且注意在瓷釉烘干、球磨、篩粉過程中,保持環境清潔,以免混入雜質。在噴粉時,要在一切準備工作做好以后再調配釉漿,避免在工作過程中落入灰塵。
總之,只要在生產過程的每道工序中,都嚴格按工藝要求去操作,就可以減少或避免瓷層的異色現象。以上如有不當之處,請多提寶貴意見。