☞ 作者王明華系江西陶瓷工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師
在硅酸鹽的理論研究中,有一個(gè)歸納性非常強(qiáng)的圖,表達(dá)了元素組成和制備工藝對(duì)最終產(chǎn)品性能的影響。在這個(gè)圖中,組成(元素組成)是第一位的,然后通過(guò)特定的加工制備工藝,得到某個(gè)具體的結(jié)構(gòu),從而最終影響到產(chǎn)品性能。但凡進(jìn)行理論性思考,這個(gè)圖可以指導(dǎo)思考路線。
在建陶生產(chǎn)制備過(guò)程中,也會(huì)出現(xiàn)一些案例,與這個(gè)圖看起來(lái)略有沖突。如碳酸鈣在原料里,一般來(lái)講,對(duì)許多產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是不被允許大量存在的。而低燒失量的硅酸鈣,基本上可以大量使用。
從元素組成來(lái)講,硅酸鈣可以視為碳酸鈣和石英的結(jié)合體。那么,同樣是鈣元素和硅元素,換成不同品類的原料引入,就出現(xiàn)誤差,這就值得我們?nèi)シ治銎湓蛩凇?/p>
這個(gè)其實(shí)是與建陶燒成工藝有關(guān)。在建陶的燒成過(guò)程,其實(shí)是個(gè)燒結(jié)過(guò)程。在短時(shí)間內(nèi),完成陶瓷產(chǎn)品的燒結(jié)。在這個(gè)過(guò)程中,碳酸鈣在較低溫度(850℃左右)下,就開(kāi)始了原料的分解,變成了氧化鈣和二氧化碳,這個(gè)過(guò)程會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。而在900℃,陶瓷內(nèi)部就開(kāi)始出現(xiàn)了液相,開(kāi)始對(duì)陶瓷坯體內(nèi)部進(jìn)行浸潤(rùn),開(kāi)始封閉陶瓷內(nèi)部的空隙。
因此,如果鈣元素的引入是以碳酸鈣形式引入,就會(huì)在高溫時(shí)產(chǎn)生氣體,從而會(huì)導(dǎo)致氣泡的存在。而硅酸鈣的存在,就安全多了。硅酸鈣會(huì)在高溫時(shí)熔解,但不會(huì)產(chǎn)生氣泡,因此,硅酸鈣看似元素與碳酸鈣和石英同樣組成,但在建陶生產(chǎn)過(guò)程中效果差異很大。而如果將碳酸鈣與石英,置于玻璃生產(chǎn)工藝中,則效果與硅酸鈣差異不大。這主要是玻璃熔融時(shí)間長(zhǎng),同時(shí)玻璃生產(chǎn)過(guò)程中有個(gè)液相澄清過(guò)程,因此氣體的排除不會(huì)影響到最終產(chǎn)品性能。
同樣還有一個(gè)情況,是目前的煅燒滑石產(chǎn)品。由于江西廣豐滑石目前處于停產(chǎn)狀態(tài),因此市場(chǎng)上煅燒滑石相對(duì)貨物短缺。據(jù)聞?dòng)羞|寧地區(qū),用當(dāng)?shù)氐奶妓徭V與石英一起混燒,燒出與滑石組成元素組成類似的原料。
如果將該產(chǎn)品進(jìn)行元素檢測(cè)分析,其組成與滑石產(chǎn)品很相同。但在實(shí)際應(yīng)用中,筆者猜測(cè)該類滑石較高比例用于實(shí)際生產(chǎn)中,其溫度將比正;瘻囟纫。其原因是,該類產(chǎn)品煅燒過(guò)程中,有很大可能出現(xiàn)獨(dú)立燒氧化鎂粉,而不是生產(chǎn)者預(yù)想的燒滑石。而氧化鎂可以在很低溫度下就與其他物質(zhì)共熔產(chǎn)生液相。在建陶短時(shí)間的燒結(jié)過(guò)程中(燒成不完全),很早出現(xiàn)的液相,將會(huì)大量溶解其他物料,從而在相同元素組成的情況下,出現(xiàn)燒成溫度下降的現(xiàn)象。
相同的元素組成和不同的原料組成,在建陶短時(shí)間的燒結(jié)過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)不同的燒結(jié)效果。這個(gè)現(xiàn)象,值得大家觀察。