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碳酸盐与硫酸盐类对电瓷产品的危害

发布时间:2010-07-01

碳酸盐与硫酸盐类对电瓷产品的危害

 

1  前言

    电瓷产品的缺陷除了开裂,变形和铁杂质外,其他基本都发生在釉表面上。如:釉面起泡,面渣,针孔,黑点等。产品釉面发生这些缺陷的主要原因,在于釉料在玻化时或玻化后仍有气体或可分解产生气体的物质在其中,随温度的升高,它们冲破玻化层逸放出来,另外还有一部分存在于釉表面或表层下。这些存在于釉表面下的物质或气体,如果数量较少,对一般陶瓷产品构成的危害不大,然而,对于电瓷产品却构成一定的危害。这是我国许多电瓷生产企业普遍遇到的问题。据长期摸索发现,产品釉面所产生的问题及存在于釉面下的物质,或多或少都与碳酸盐与硫酸盐类有一定的关系。

2  碳酸盐与硫酸盐类造成缺陷的原因及混入产品的途径

2.1  单独的碳酸盐较难分解,但当与石英细粉相接触时易发生分解,即使在低温也可分解,使气体容易排出,如:

 

    若碳酸盐在釉面玻化或部分玻化后分解就会产生缺陷。

    碳酸盐的混人主要是坯,釉料原料中含有碳酸盐和碳素有机物及燃料中含有碳化物。

2. 2  硫酸盐须在很高温度下方能进行分解,如:

       

     此时釉料已熔融,故分解出的SO3SO2等气体被熔融釉封闭,而产生缺陷。但如果将硫酸盐还原为亚硫酸盐,则可降低分解温度。如:

       

    电瓷坯体或釉料中的硫酸盐,会因从各个工序中所混人的硫化物所生成。一般地,硫酸盐均由原料直接混人。而硫化物,则会因使用含硫化物的水或含硫化物较高的燃料而侵人。另外,有些工厂利用烧成余热气体进行坯体干操。根据实验,用烧成余热气体及用暖气进行坯休干操棒型绝缘子,取其伞边缘进行含硫量分析,对比结果如下:

 

    由于前述几种途径,烧成余热气体中亦含有硫化物,从而使用这样的气体进行干燥成为侵人硫化物的另一种途径,并可能形成恶性循环。

3  与碳酸盐与硫酸盐类有关的几种釉面缺陷及其一般地改善方法

3.1  失去光泽

    燃料或陶瓷坯料中所含硫化物分解出的气体与釉中的碱金属氧化物起化学反应,从而生成相应的硫酸盐使釉生成无光薄膜,若有水蒸汽存在,此情况尤其严重。

    文献指出,若硫的氧化物((SO3, SO2)不太多,在釉料配方中加人8-15%未锻烧的PbCO3,它与硫的氧化物生成PbSO4,而PbSO4SiO2接触是容易分解的。

    920℃时,釉料尚未熔融,因而气体被排出在釉玻化前。

3.2  起泡

    坯料与釉料中的可溶性盐类(主要为硫酸盐和碳酸盐)在干操时,多集中于坯体的梭角及边缘处,烧成中这些部位却先熔融,以致气体不能排出。所以制品棱角处容易产生釉泡。

    氧化保温期短或保温温度过高,氧化产生的CO2CO及碳酸盐分解的气体,被部分玻化的坯釉封闭,则产生釉泡。增加氧化保温时间或降低氧化保温温度,可以克服此类釉泡。

    另外,如果强还原期火焰CO浓度不充足(还原性不够),则无法把硫酸盐还原成亚硫酸盐。在高温分解时,气体排不出去而造成起泡,例如2.2中的反应。克服此类起泡的办法,需要在900-1020℃时烧强还原焰。

    有资料指出,釉的粘度对气体的排出有很大形响,采用低粘度釉可以防止釉泡的产生。

3.3  面渣

    面渣在瓷件表面呈丘疹或薄膜状,打破薄膜后,其中是白色疏松的粉末或晶体,间或有黄绿色,若坯体中混有可溶性盐(主要为硫酸盐和碳酸盐),或烧成时气体氧化坯体的杂质形成可溶性盐(主要为硫酸盐和碳酸盐)。这些盐类在干澡或烧成时,其水溶液通过毛细管作用向表面扩散.水份燕发后,浓度较大的盐便附着在表面上,烧成后形成面渣。

    若遇此类情况,在原料中加一定量的钡盐,如:BaO BaCO3 BaC12, BaF2,使可溶性盐变成不可溶性盐,便不会随水分扩散到表面。几种钡盐中,以BaF2效果最佳。

3.4  釉面混浊

    当釉中存在硫酸盐时,很可能会有游离的SiO2析出,而使釉混浊。若1000℃前用强还原焰烧成,使硫酸盐SiO2析出前分解挥发,釉面就不会混浊了。

3.5  黑点

    黑点产生的原因主要是由于原料中混有铁的化合物,若在培烧时又使用含硫量高于3%的燃料,就会生成硫化铁黑点.因此要加强管理,严格选料。

3.6  针孔

    如果釉料中破酸盐过多,高温分解逸出气体便留下气孔,而且石灰釉在烧成中易吸收碳素和碳化物,当碳家被烧去后,就留下针孔.所以烧成时要加大抽力,充分氧化,防止破素沉积.

4  后记

    电瓷生产过程包含很多操作,产生缺陷的原因极其复杂,碳酸盐与硫酸盐类对电瓷产品的危害也多种多样,前述种种,只是略见一斑。在有可能由碳酸盐与硫酸盐类产生缺陷的工序中,尽量地避免或消除碳酸盐与硫酸盐。对于具体的缺陷还须具体的分析。只有确定缺陷产生的根源,视其根源制定防止或解决办法,产品质量方能迅速提高。

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