各种主要化学成分常用的原料及对陶瓷结合剂 [复制链接]

由于结合剂的化学成分与结合剂的物化、机械性能有密切关系，所以它是选择结合剂时必测项目。可以直接测定结合剂，也可以从已分析的原料化学成分间接得知。

结合剂的各种化学成分是由所选用的原料引入的，同一种化学成分可以用不同的原料引入，但由于不同原料的矿物成分不一样，所以，对结合剂的物化、机械性能的影响也往往是一样的。

在陶瓷的坯料、釉料、磨具的常温结合剂、低熔结合剂以及玻璃中，引入各种主要化学成分所常用的原料见表1.

表1各种主要化学成分常用的原料

化学成分

引入该成分常用的矿物原料

SiO2

主要是石英、瓷土、陶土、长石等

Al2O3

主要是各类粘土、长石，在低熔结合剂中也常用铝氧粉、刚玉粉等

Fe2O3

它在陶瓷中是有害杂质。在磨具结合剂所用的原料中，因为它能影响原料的性质，所以，一般均选用Fe2O3含量低的粘土、长石

CaO

主要由采用方解石、白云石、石灰石等材料引入，在陶瓷的坯料中很少采用，釉料中用量也不大。我国的磨具结合剂中无专门用原料引入。在国外，有的厂大量加入CaCO3来熔制结合剂用的预熔玻璃料

MgO

主要由滑石引入。在陶瓷中已有使用镁质粘土引入

K2O

除在某些粘土中含有少量外，主要由钾长石引入

Na2O

除碳化硅磨具结合剂忌用Na2O含量高的原料外，其他如烧熔结合剂、低熔结合剂，Na2O含量都可以较大。其来源主要是钠长石、霞石正长岩、硼砂、水玻璃等，甚至有用纯碱引入

B2O3

主要由硼砂、硼酸、含硼玻璃等引入至结合剂中。由于它能降低玻璃的线膨胀系数，在很多种类玻璃种都含有B2O3。在结合剂中，一般均以预熔玻璃形式加入

LiO2

由于含锂的矿物较少，玻璃与结合剂中都由锂辉石引入

其他

在低熔点结合剂中常使用CaF（萤石引入）、氧化锌、氧化铅、磷酸盐等等。国外有些结合剂还加入某些金属

综合各种资料所载，各主要化学成分对陶瓷坯、釉、玻璃及磨具结合剂的物化机械性能的影响如表2.

表2各主要化学成分对陶瓷坯、釉、玻璃及磨具结合剂的物化机械性能的影响

成分

主要影响

Al2O3

能提高结合剂的耐火度、高温黏度、降低反应能力。在瓷坯中，能扩大其烧结范围，能与SiO2生成起骨架作用的矿物（如莫来石），因而能提高成品的机械强度、化学稳定性与热稳定性。在釉料中，其含量均不太高，约＜15%，可提高釉面的化学稳定性、硬度及弹性

SiO2

在瓷坯中，它除了能与Al2O3生成起骨架作用的矿物外，还与碱金属及碱土金属生成玻璃物质，充填于骨架之间，使制品更加致密从而提高其机械强度。在釉中，它与碱及碱土金属生成玻璃物质，并能提高釉面的硬度及化学稳定性。但由于SiO2在烧成中会产生晶型转变，体积变化大，故含量亦不宜太高。在结合剂中，适当增加其含量对防止碳化硅磨具黑心和发红现象有良好的作用

Fe2O3

一般均采用Fe2O3含量低的原料来配制结合剂

CaO

它与SiO2在高温下能形成低共熔物偏硅酸钙（CaO·SiO2），因而其助熔作用较强。它在瓷坯的含量较少（1%），因助熔作用较强，能降低瓷坯的烧成温度，提高其机械强度、透明度及热稳定性，但含量过高，易引起变形及烟熏

CaO在釉中主要与SiO2形成玻璃，能降低釉的成熟温度及高温粘度，使釉面光润透明。在结合剂中，国外有大量加入CaCO3来熔制预熔玻璃，但国内无专门引入CaO，曾有厂使用含CaO较高的润湿剂——纸浆废液制造碳化硅磨具，效果不佳，易引起黑心

MgO

在瓷坯与釉中，它都是助熔剂，在瓷坯中它与SiO2和Al2O3生成堇青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）.但长期经验表明，在瓷坯中加入量不宜超过3%，否则，会降低坯体透明度和使坯、釉膨胀系数相差太大。在釉中能降低高温黏度及膨胀系数，提高釉的弹性，使釉坯之间形成中间层以及改善热稳定性，增宽制品的烧成范围。尽管有这些优点，但加入量不宜超过5%。否则助熔作用反而降低。磨具的产生经验表明，在加入一定量时，MgO有催熔作用，超过一定数量，反而会提高结合剂的耐火度。它有助于消除碳化硅磨具的发红现象。在某一范围内，它能增宽烧成范围，但超过一定量，却会使结合剂的流动性增加过速。一般在碳化硅磨具结合剂中，其量一般不超过2%。在刚玉磨具结合剂中，一般为4%以下，时用量最大的结合剂，约为7%

K2O

Na2O

是瓷坯、釉和结合剂中的主要溶剂，与SiO2、Al2O3等生成玻璃物质。据陶瓷生产的经验，当瓷坯的Al2O3含量增加3%~4%而SiO2量相对减少时，可增加K2O、Na2O含量1%，但在瓷坯中用量不能过多。

在釉中，K2O、Na2O都能降低高温黏度，提高釉面的透明度和光泽度，但这两者的膨胀系数均较大，用量不宜超过8%，过多会降低热稳定性并引起釉面龟裂。Na2O的催熔作用更强，而且变化较快，其膨胀系数亦较K2O大，因而在瓷坯中Na2O含量最好小于1%，在釉中最好小于2%。

在结合剂中，除了有上述在坯、釉中作用之外，还能增加结合剂的反应能力。基于Na2O的催熔作用更强且变化较大，它在碳化硅磨具以及一些高硬度磨具中，易引起诸如黑心、发泡、变形等缺陷，所以，其量对烧结结合剂，一般不超过2%，对半烧融结合剂一般不超过4%

B2O3

在釉中的量一般限制在15%以下。在绍荣结合剂中，常用的含量为4%~8%，最高用量约12%

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