滑石瓷文献综述.doc

1文献综述文献综述1.选题背景（简介）：选题背景（简介）：镁质瓷是指以含 MgO 的铝硅酸盐为主晶相的陶瓷材料镁质瓷（强化瓷）是一种高档瓷，英国早在 18 世纪末就以滑石为主要原料制作镁质瓷滑石是镁的含水硅酸盐矿物所以镁质瓷又称滑石瓷镁质瓷瓷质细腻乳白、薄胎半透明、有脂肪光泽、手摸有滑腻感、镁质瓷成片状结构，破碎时易成片状，不易粉碎一般用于生产高级日用瓷，星级宾馆用餐具的最佳选择，我国只有少数大企业生产镁质瓷有米黄白镁质瓷和象牙白镁质瓷两种呈色，镁质瓷按主晶相不同，可分为原顽辉石瓷（即滑石瓷，Steatite Ceramic） 、镁橄榄石瓷（Forsterite Ceramic） 、尖晶石瓷（Spinel Ceramic） 、及堇青石瓷（Cordierite Ceramic） 这几种瓷都属于MgO-Al2O3-SiO2三元系统滑石瓷的组成为MgO-SiO2，晶系为斜方，密度为 3.10g/cm3 ，具有强度高，介电损失小等优良性能介电常数为6～ 7； 介质损耗正切值tgo波动于3～2O×10-40；绝缘强度是20～3OKV／mm;体积电阻率高(在100℃下的体积电阻率达lO11～ 1O14Ωcm )；化学稳定性好， 耐酸、耐碱、耐腐蚀， 特别是静态抗弯强度高， 通常1200—2000Kg／cm2， 故做高频装置瓷元件时更显示了它的优点。

而且原料广泛而低廉橄榄石介质损耗低，比体积电阻大，可用作高频绝缘材料堇青石膨胀系数很低，用于要求体积不随温度变化的绝缘材料或电热材料，但它的电性能较差尖晶石一般用于耐火材料中滑石瓷是由淄博市硅酸盐研究所、淄博瓷厂和博山陶瓷厂于 1977 年在国内首次研制成功，并批量投入生产1983 年在比利时布鲁塞尔获得尤利卡“创造发明”金质奖，同年获得国家创造发明三等奖1989 年，中国佛教协会会长，著名诗人，书法家赵朴初参观鲁青瓷时，为之惊讶和赞赏，即兴题诗赞曰：“光华朗润鲁青瓷，疑是天人捧玉卮雪沫兽花浮午盏，静参禅味吃茶时 ” 滑石质瓷也称镁质强化瓷，是以山东省胶东滑石为主要原料，加入一定量的黏土、膨润土和碳酸钡经高温烧结而成生产的一种精细瓷器主要是滑石一钾长石一粘土瓷坯，具有质地细腻，半透明，透明度高，釉面光润柔和，机械2强度高等特点但其烧成温度范围窄，变形度大，热膨胀系数较大， 热稳定性能较差，在冷热变化过程中，较大的制品常常出现局部开裂甚至整个制品炸裂的现象，根据不同工艺，可生产出各具特色的乳白瓷、鲁青瓷和象牙黄瓷等 一般用于调频无线设备如雷达、电视机上，以及绝缘零件等2.2.课题由来：课题由来：众所周知，陶瓷材料作为现代最重要的三大材料之一，由于其耐高温、耐腐蚀和重量轻等一系列的优良的特殊性能，在国民经济，人民生活，科技发展中起到了不可替代的作用。

随着生产和科学技术的发展，陶瓷材料的种类同益增多按组成可分为硅酸盐陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷：按性能可分为普通陶瓷，如：日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷；特种陶瓷，如：结构陶瓷、功能陶瓷：按用途可分为日用陶瓷、化工陶瓷等滑石瓷是目前国内外市场上十分畅销的高档日用陶瓷其主要特点是材质的抗冲击强度和抗折强度高，热稳定性好强化瓷制品不易碰破口沿，适宜高温消毒、机械洗涤及微波炉快速升温1975年前苏联出现了高强度低温瓷；1983年前西德在陶瓷三组分的基础上，通过调整成分，把日用陶瓷的强度提高了l倍；1989年日本近50家陶瓷公司投入日用强化瓷的研究，生产出的强化同用陶瓷的强度比传统日用陶瓷的强度提高了2～3倍我国台湾地区生产的大同强化瓷，通过添加氧化铝使日用陶瓷的强度提高了1～2倍：我国大陆先后有一些科研单位和生产厂家研究并试生产了强化日用陶瓷．取得了良好的效果目前国内外只用陶瓷的材质有多种类型，已开发生产的有高铝质、高硅质、镁质或引入白云母、磷狄石、和氧化钛等原料补强的强化瓷滑石质瓷烧成温度范围较窄，在实际烧结过程中很容易造成瓷坯坍塌或变形，很难控制烧结的温度，故而在实际生产中多采用加大产品厚度的方法，解决产品的变形。

烧结温度是影响烧结的重要因素，因为随着温度的升高，物料蒸气压增高、扩散系数增大，粘度降低，从而促进了蒸发一冷凝，离子和空位扩散以及颗粒的重排和粘性塑性流动过程使烧结加速如何在最佳温度利用天然的矿物原料研制出具有良好性能的滑石瓷具有重大的技术和经济意义（见图1） 以相同的组成烧结温度窄，根据实验确定最佳3温度及其合适的烧结范围图 1 滑石瓷市场调研表3.国内外现状：国内外现状：日本大约在一九二四年采用我国海域的煅烧滑石 80%，朝鲜土 5~15%，日本的矽石 5%，又用海城产的煅烧滑石 80%，日本的木节粘土 5~15%掺入少量的长石试制成火花塞按其电阻及热传导度大，是制造火花塞的优良条件，但滑石质瓷坯内有游离的二氧化硅存在，在高温下对电的绝缘性易劣化，不适应高速率内燃机火花塞的性能要求滑石质瓷器介电损失低介电常数居于中位，机械强度大，对于高频率绝缘极为有利，于是将其改为制造无线电的绝缘制品取得了良好的效果各国学者对滑石质瓷器经行了大胆的研究试制工作，历经多方面的改进所用的助熔剂也渐增多，扩大了烧结范围对于结构也进行了系统的研究，至今已形成无线电陶瓷的一类我国制造滑石瓷制品是在 1951 年开始的。

1951 年南京电瓷厂，用海域的滑石瓷 85%，长石 5%，黏土 10%在 1380˚ʗ 烧成的高频陶瓷制品，为吸水率0.019~0.028%，介电常数 6.8~7.3，介电损失低等优良的制品随着无线电工业体系的建立，建立了无线电陶瓷制造厂，滑石质陶瓷已成为我国无线电装置陶瓷的 一大系统滑石质瓷器发展的前途甚为辽阔从日用陶瓷的观点上讲，不需电的特性，致密、透明、美观、细腻方面都超过长石质陶瓷杨道等以镁质粘土为主要原料，研制了同用滑石瓷，瓷质达到了同用强化瓷的标准，其研究发现，适当提4高滑石粘土的预烧温度同时增加长石的用量，可以拓宽其烧成温度范围到40℃桑建华等” ”以MgO—Al203--SiO2和K2O—Al203--SiO2：三元系统相图（见图2）为理论依据较深入系统的研究了滑石等主要原料、工艺条件对提高瓷胎机械强度的影响，研制的镁质强化瓷产品规整，瓷质细腻，色调柔和作者对胎体研究认为：胎体中较多的原顽辉石和少量的堇青石弥散在少量的玻璃相中，及较多交织成网状的针状莫来石和极少量的气孔是镁质强化瓷强度高的主要原因另外，桑建华⋯研究认为采用合适的塑性添加剂，并制定合理的工艺参数可以大幅度提高镁质象牙瓷的成坯率。

在美国已将滑石质瓷用作装饰瓦，滑石的用量 40%，在美术瓷中滑石的用量占 10%日本在日用细瓷坯料中引入滑石 4-6%我国制造滑石质日用细瓷是在 1974 年前后，最早是山东，相继辽宁、河北进行了试制，目前已取得良好的效果，滑石的应用大体占 70-75%尽管滑石瓷的应用如此的广泛，但是仍存在一些问题：1. 提高滑石瓷点的强度，在生产过程中采用了一些增韧增强的办法如：(1)添加少量的致密烧结助剂(2)采用一定的措施使粘土在较低的温度下转化为莫来石而不形成粘土玻璃，从而达到强化的目的；(3)采取有效的措施，增强瓷胎中最薄弱的玻璃相；(4)研究并采用高强度釉5）采用相变增韧、纤维增韧、晶须和颗粒等物质增强陶瓷坯体，降低其脆性是现在材料研究领域的热点2. 滑石瓷的难于成形、高温变形、釉面不光和铅镉危害等问题通过对滑石瓷原料的优化选择、配方调整及制瓷工艺技术的改进，特别是二次烧成工艺和无铅釉的开发应用，彻底解决了长期困扰滑石瓷的难于成形、高温变形、釉面不光和铅镉危害等问题，使该瓷种的质量和水平较前有了本质的改变这无疑为滑石瓷跻身于高档日用细瓷提供了技术支撑3. 滑石瓷热压注成形过程中常见的缺陷有: 欠注、皱纹、凹坑、变形与开裂、气泡。

1)欠注的解决方法：当石蜡的含量一定时, 原料的含水量越大, 则蜡浆的5粘度就越大, 流动性就越差, 成形较困难因此拌蜡前原料必须充分干燥, 尽可能地减少含水量, 热压注坯料的含水量要求小于0.5%, 否则蜡浆的流动性很差,甚至难以进行热压注成形的操作在选料及球磨时要注意控制好原料的颗粒度拌蜡时必须有足够的搅拌时间要控制好蜡浆温度, 避免温度过高压力的大小决定着浆料在模具中的填充速度, 也适当提高成形压力, 则坯体冷却时的收缩率降低, 坯体的密度提高, 缩孔和空洞减少, 能显著地提高坯体的质量 决定着浆料在模具中冷却收缩时的补偿能力控制模具的温度不可过低成形时要设法将模具中的气体充分排除2)皱纹的产生原因:浆料的性能不好, 粘度大, 流动性差, 或者成形时浆料和模具的温度过低而影响浆料的流动性, 这些都会使浆料不能充满整个模具, 坯体冷却后表面出现皱纹另外, 成形时模具内空气未排除干净也会引起皱纹解决的办法是: 制备成形性能好的浆料; 成形时控制好浆料和模具的温度3)产生凹坑的主要原因有: 成形时浆料和模具温度过高, 使坯体冷却时收缩增大, 从而造成坯体表面出现凹坑;脱模过早, 在坯体还未完全凝固时即脱模而造成坯体表面出现凹坑; 模具进浆口太小或位置不合理, 影响浆料的注入, 导致坯体冷凝时发生的体积收缩未能得到充分补偿而造成凹坑。

解决的办法是: 掌握好浆料和模具温度及脱模时间, 选择合适的进浆口尺寸和位置4)产生气泡的主要原因有: 拌蜡时搅拌不均匀或搅拌时间不够, 浆料中的空气未能排除干净, 使坯体中出现气泡; 浆料流动性过大或压力过大, 使浆料的填充过快而产生涡流, 从而把空气带进注浆内, 使坯体中出现气泡; 另外模具设计不合理而影响模具内空气的排除也会出现气泡解决办法是: 拌蜡时充分排除浆料中的空气, 控制好石蜡及表面活性物质的加入量, 防止加入过多引起浆料流动性过大, 选择合适的成形压力, 设计合理的模具4.滑石瓷排蜡过程中常见的缺陷有: 变形、开裂和起泡、流蜡1）变形解决办法是: 套装产品时, 特别是薄壁异形产品,要做到轻拿轻放; 排蜡时升温要缓慢并充分保温; 控制好排蜡温度, 避免温度过高; 选择合适的吸附剂并震动夯实, 保证吸附剂的各向均匀性2）开裂和起泡解决办法是: 在室温在30℃ 这个阶段控制好升温速度和保温时间, 避免升温速度过快和保温时间过短; 选用合适的吸附剂和坯体套装6比例, 厚制品适当增加吸附剂用量, 减慢窑车推进速度; 及时更换吸附剂,或在使用较长时间的吸附剂中掺入一定比例的新的吸附剂, 以提高吸附剂的吸附能力; 成形时控制好浆料和模具温度及脱模时间, 加强坯体检验, 防止产生隐裂纹及不合格坯体流入排蜡工艺中; 及时清理烟道, 加强窑内通风, 保证坯体表面有厚1cm 以上的吸附剂覆盖。

3）产生流蜡的原因有:1) 坯体粉料细度不合理或粗细不均匀导致坯体有缺陷, 拌蜡时会造成流蜡2) 拌蜡过程中加入的石蜡过多, 排蜡时石蜡来不及挥发而产生流蜡现象3) 浆料中含有水分或浆料中的油酸等活性剂过期变质, 升温过程中因水分或变质活性剂的汽化和分解而产生流蜡现象4) 在室温在30℃ 阶段升温速度太快, 保温时间过长或过短, 从而造成产品表面流蜡脱皮5) 排蜡窑的烟道积碳堵塞导致窑温陡变性加大,吸附剂渗漏( 匣钵开裂造成) 或坯体填埋深度不够, 导致坯体中的石蜡不能完全被吸附在平时操作过程中一定要注意并避免这些问题由于实验条件的限制，就不能亲身体验这些解决的流程了4.4.目标及内容：目标及内容：目前，日用滑石瓷的市场需求很大传统的滑石质瓷制各工艺、成本适应市场需求，但烧成温度范围窄，且制作的陶瓷产品厚度大，美观性较差本课题是在此背景下提出的由于烧成温度窄，找出最佳温度，制备出机械强度高，烧成温度范围宽，热稳定性好，外观美观的镁质强化瓷首先根据MgO—AI203一SiO2相图和Na20·A1203·2Si02-2MgO·Si02--Si02 镁质强化瓷的研究相图确定滑石质瓷坯料组成点在相图中的位置，并由此制定一系列的坯料组成。