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☞ 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
之前筆者寫了篇文章,關(guān)于陶瓷強(qiáng)度與配方鋁含量、最緊密堆積密度和陶瓷內(nèi)部液相的一個(gè)猜測(cè)(建陶產(chǎn)品強(qiáng)度提升應(yīng)該考慮這個(gè)因素……)。寫得比較模糊,有朋友詢問到這個(gè)事情,在這里重新解釋下。
筆者認(rèn)為,陶瓷坯釉料配方中,鋁含量的提升對(duì)陶瓷強(qiáng)度的提升,并不僅僅是如各類書籍里面介紹的,鋁含量提升導(dǎo)致坯釉料中晶體含量的提升,從而使得陶瓷強(qiáng)度的提升,而應(yīng)該是晶體、填充密度和液相量增加三者共同作用的結(jié)果,甚至可能填充密度和液相量增加的效果更加明顯。
如果從硅物化的理論角度出發(fā),個(gè)人認(rèn)為建陶的燒制過程是一個(gè)燒結(jié)(燒而結(jié))過程。如果是燒而結(jié)的概念,那么燒是溫度,結(jié)就是屬于坯體內(nèi)部顆粒接觸概率以及相互粘(顆粒表面通過玻璃相粘結(jié)在一起)的問題了。事實(shí)上,晶體的出現(xiàn)的最好過程是先出現(xiàn)大量玻璃相,晶體從玻璃相中析出或者長時(shí)間的保溫,物質(zhì)通過自身結(jié)構(gòu)的重建構(gòu)成新的晶體相。
而建陶產(chǎn)品,如果我們拍碎它,觀察其斷面,很多都是屬于炻甚至陶器的范疇,因此玻璃相在大部分的建陶產(chǎn)品內(nèi)部是相對(duì)較少的。建陶的燒成時(shí)間之短,筆者認(rèn)為晶體重構(gòu)的時(shí)間也是缺乏的。在這樣的狀況下,我們用晶體的理論去推斷建陶的配方與燒成,筆者認(rèn)為方向會(huì)有一定的偏差。
通過在建陶配方中,提升鋁含量可以提升產(chǎn)品強(qiáng)度。筆者認(rèn)為隨著配方中鋁含量的提升,往往意味著黏土用量的增加。而黏土料是個(gè)典型的微細(xì)料(0.002mm級(jí)別),它的增加,一方面可以進(jìn)入砂料的空隙(200目的顆粒大小為0.076mm)之間,使得陶瓷坯體更加致密,可以提升陶瓷坯體的強(qiáng)度。另外一方面,顆粒度越小,相對(duì)而言,其熔融溫度越低。因此,作為高鋁含量的泥類料,很容易形成表面熔融(黏土顆粒表面熔融,而非整個(gè)黏土顆粒熔化)與其他砂料粘結(jié)在一起,進(jìn)一步提升了陶瓷坯體的強(qiáng)度。
致密度的提升對(duì)陶瓷坯體提升,在之前的文章里已經(jīng)說過。配方元素組成基本不變,增塑劑替換泥料導(dǎo)致陶瓷強(qiáng)度下降可以側(cè)證。而液相量增加,也是可以知道的。如現(xiàn)在不少釉料公司,采用325高目數(shù)的石英粉,替換以前使用的200目石英粉,可以適當(dāng)提高釉面硬度,就是因?yàn)橐环矫娓吣繑?shù)使用粉可以提高致密度,另一方面,配方不變的情況下,石英粉越細(xì),與釉料中的其他熔融料的接觸機(jī)會(huì)越多,可以增加熔融效果,同時(shí)增加可以粘結(jié)概率,從而提升釉面效果。
事實(shí)上,如果陶瓷坯體中是以晶體為主,對(duì)陶瓷的增強(qiáng)效果是非常厲害的。如有名的京磚,經(jīng)過很長時(shí)間的保溫?zé)桑▊鹘y(tǒng)制京磚,一年多才出一窯,即便是現(xiàn)在,出一窯也要差不多三、四個(gè)月),再加以特殊的打磨技術(shù),據(jù)說能達(dá)到鏡面效果,同時(shí)強(qiáng)度非常高。實(shí)際上,京磚的原料只是一款黏土。
筆者也曾接觸過一款產(chǎn)品,微晶玻璃。通過將原料熔融,加入結(jié)晶促進(jìn)劑,然后采用長時(shí)間保溫坯體內(nèi)部大量析晶。產(chǎn)品硬度非常高,要想破碎該產(chǎn)品,工人使用錘子使勁砸才能破碎。碎片丟到公路上,能夠?qū)⑦^路的汽車輪胎扎破。晶體對(duì)材料的增強(qiáng)效果可見一斑。更別論目前國內(nèi)各種結(jié)構(gòu)功能陶瓷了。而建陶行業(yè)內(nèi)的微晶石,其表面硬度不要說晶體對(duì)釉面硬度有增強(qiáng)效果,反而是有一定的下降。
當(dāng)然,這是筆者對(duì)建陶產(chǎn)品燒結(jié)的一些淺見。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中,級(jí)配是個(gè)很難表述的問題。同時(shí),微細(xì)料的大量使用,導(dǎo)致顆粒度下降,又會(huì)帶來其他工藝方面的影響,如球磨、壓機(jī)壓制、坯體收縮等。