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钧瓷胚料的制备——坯料的基本工艺性能要求及坯料配方

《中国钧瓷》|来源
阎夫立|作者
    赵蕊 王鑫淼|编辑

可塑性坯料的工艺性能要求

可塑性坯料的首要性质是具有良好的可加工性,包括易于形成各种形状而不致开裂,可以钻孔和切割。还要求干燥后有较高的生坯强度。
坯料尽可能有各向同性的均匀结构,颗粒定向排列不严重,以免因收缩不匀而引起坯体变形或开裂。

1.流变性

可塑泥团是基于黏土的结合性和可塑性,在黏土的基础上,加入其他成分与水构成的。
它是由固相、液相、少量气相组成的“弹性-塑性”系统。
当受到外力作用产生“应力变形”时,既不同于悬浮液的黏滞流动,也不同于固体的弹性变形,而是同时含有“弹性-塑性”的流动变形过程,这种变形过程是“弹性-塑性”体所特有的力学性质,称为“流变性”。
流变性的表现特点是:当受到外力作用时,泥料首先表征为弹性变形。
这种弹性变形,在应力很小时,应力应变之间表现为直线关系,即力作用很短。力作用去掉后,泥料可恢复到原始状态,但力作用较长时,泥料就不能恢复到原始状态,损失一部分复原能力(这种损失主要是水分移动所致),但仍处于弹性变形范围内。
泥料“弹性-塑性”变形,与化学组成、水分含量、颗粒度、离子交换量以及应力作用时间与方式有关。
二氧化硅含量增加,弹性变形提高:分散度增大,塑性变形提高,弹性变形降低:氧化铝含量增加,离子交换量大,塑性变形增大;水分含量增多,屈服点降低,延伸量增多;应力作用缓慢,变形屈服值大;触变厚化值大,变形屈服值也相应提高。
对于塑性泥料,为适应不同成型方法的要求,应当有一个较高的变形屈服值。
在破裂之前,有一个适当的延伸量,以保证成型的顺利进行。延伸量值越大,坯料的成型性能越好。

2.可塑性

塑性泥料在外力作用下,能塑成各种形状而不破裂,在外力作用停止后,仍能保持此形状的这种能力叫做可塑性。
生产中通常通过变更塑性原料及瘠性原料的品种与数量,采用黏合剂和添加回收的废坯泥(回笼泥)来调整坯料的可塑性。坯料的可塑性主要取决于所用黏土原料可塑性的大小。

3.含水量

可塑坯料的水分取决于采用的成型方法。手工成型的可塑坯料含水量较高。
干压和半干压成型坯料粉料的水分,根据所造器物形状与厚度及成型压力来控制。
产品形状简单,尺寸规格要求不严格,成型压力不太高时,水分可高些,一般为8%~14%;产品尺寸要求准确,成型压力高时,可用低水分坯料(如半干压坯料水分为4%~7%,干压坯料水分为1%~4%)。
注浆泥浆含水量最高,一般为30%~46%。但要注意,泥浆含水量要尽可能少些。
因为含水量过多,会延缓坯体在石膏模中成型的过程,促使非可塑性原料颗粒的沉降,造成注浆过程中泥料分层而产生废品。

4.干燥强度

坯料干燥强度反映出结合性的好坏,对成型之后的脱模、修坯、素烧、施釉都有重要意义。
通过干燥强度的变化,也可以看出坯料组分及所用原料性能的稳定性,发现工艺过程中的因素变化,从而作为控制坯体性能稳定的参考数据。
影响坯体干燥强度的主要因素是所用黏土原料的种类及结合性强弱。用于钧瓷生产中的黏土多为次生软质黏土,结合性强,干燥强度大。

5.收缩率

坯料的收缩率包括干燥与烧成两种收缩率。它对坯体造型与尺寸的稳定性有重要作用。
收缩率不宜过大。尤其在生产中调整原有配方时,涉及到石膏模型及匣钵等配套用品的尺寸变动以及产品规格尺寸的稳定时,更应全面考虑收缩率。

6.坯料的细度

坯料的颗粒度要求能够通过万孔筛余0.5%~1.5%以下。坯料颗粒度细,能够扩大颗粒之间的接触面,使各组分充分混合,提高混合的均匀程度,并能加快成瓷过程的固相反应速度,降低成瓷温度,提高瓷的强度。大件的产品要加入颗粒度大的骨料,提高坯体的成坯立性。

7.空气含量

塑性泥料中含有一定的空气。坯泥中的空气含量越低,可塑性越好,所以,尽量排除坯泥中的空气。
一般用陈腐的方法、反复揉练的方法、真空练泥工艺排除坯泥中的空气。
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