2020-11-26
陶瓷工業(yè)用高嶺土的主要工藝特性:
1.可塑性
高嶺土與水結(jié)合形成的泥料,在外力作用下能夠變形,外力除去后,仍能保持這種形變的性質(zhì)即為可塑性。可塑性是高嶺土在陶瓷坯體中成型工藝的基礎(chǔ),也是主要的工藝技術(shù)指標。通常用可塑性指數(shù)和可塑性指標來表示可塑性的大小。可塑性指數(shù)是指高嶺土泥料的液限含水率減去塑限含水率,以百分數(shù)表示,即W塑性指數(shù)=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指標代表高嶺土泥料的成型性能,用可塑儀直接測定泥球受壓破碎時的荷重及變形大小可得,以kg·cm表示,往往可塑性指標越高,其成型性能越好。
高嶺土的可塑性可分為四級:
①強可塑性>153.6
②中可塑性7—152.5—3.6
③弱可塑性1—7<2.5
④非可塑性<1
2.結(jié)合性
結(jié)合性指高嶺土與非塑性原料相結(jié)合形成可塑性泥團并具有一定干燥強度的性能。結(jié)合能力的測定,是在高嶺土中加入標準石英砂(其質(zhì)量組成0.25—0.15粒級占70%,0.15—0.09mm粒級占30%)。以其仍能保持可塑泥團時的最高含砂量及干燥后的抗折強度來判斷其高低,摻入的砂越多,則說明這種高嶺土結(jié)合能力就越強。通常凡可塑性強的高嶺土結(jié)合能力也強。
3.粘性和觸變性
粘性是指流體內(nèi)部由于內(nèi)摩擦作用而阻礙其相對流動的一種特征,以粘度來表示其大小(作用于1單位面積的內(nèi)摩擦力),單位是Pa·s。粘度的測定,一般采用旋轉(zhuǎn)粘度計,以在含70%固含量的高嶺土泥漿中的轉(zhuǎn)速來衡量。在生產(chǎn)工藝中,粘度具有重要意義,它不僅是陶瓷工業(yè)的重要參數(shù),對造紙工業(yè)影響也很大。據(jù)資料表明,國外用高嶺土作涂料,在低速涂布時要求粘度約0.5Pa·s,高速涂布時要求小于1.5Pa·s。
觸變性指已經(jīng)稠化成凝膠狀不再流動的泥漿受力后變?yōu)榱黧w,靜止后又逐漸稠化成原狀的特性。以厚化系數(shù)表示其大小,采用流出粘度計和毛細管粘度計測定。粘性和觸變性與泥漿中礦物成分,粒度及陽離子類型有關(guān),一般,蒙脫石含量多的,顆粒細的,交換性陽離子以鈉為主的,其粘度和厚化系數(shù)高。因此工藝上常用添加可塑性強的粘土、提高細度等方法提高其粘性和觸變性,用增加稀釋電解質(zhì)和水分等方法降低。
4.干燥性能
干燥性能指高嶺土泥料在干燥過程中的性能。包括干燥收縮、干燥強度和干燥靈敏度等。
干燥收縮指高嶺土泥料在失水干燥后產(chǎn)生的收縮。高嶺土泥料一般在40—60℃至多不超過110℃溫度下就發(fā)生脫水而干燥,因水分排出,顆粒距離縮短,試樣的長度和體積就要發(fā)生收縮。干燥收縮分線收縮和體收縮,以高嶺土泥料干燥至恒重后長度及體積變化的百分數(shù)表示。高嶺土的干燥線收縮一般在3—10%。粒度越細,比表面積越大,可塑性越好,干燥收縮越大。同一類型的高嶺土,因摻合水的不同,其收縮也不同,多者,收縮大。
干燥強度指泥為干燥至恒重后的抗折強度。干燥靈敏度指坯體干燥時,可能產(chǎn)生變形和開裂傾向的難易程度。靈敏度大,在干燥過程中容易變形和開裂。一般干燥靈敏度高的高嶺土(干燥靈敏度系數(shù)K>2)容易形成缺陷;低者(干燥靈敏度系數(shù)K<1)在干燥中比較安全。
5、燒結(jié)性
是指將成型的固體粉狀高嶺土坯體加熱至接近其熔點(一般超過1000℃)時,物質(zhì)自發(fā)地充填粒間隙而致密化的性能。氣孔率下降到最低值,密度達到最大值的狀態(tài),稱為燒結(jié)狀態(tài),相應(yīng)的溫度稱為燒結(jié)溫度。繼續(xù)加熱時,試樣中的液相不斷增加,試樣開始變形,此時溫度即稱轉(zhuǎn)化溫度。燒結(jié)溫度與轉(zhuǎn)化溫度的間隔稱燒結(jié)范圍。燒結(jié)溫度和燒結(jié)范圍在陶瓷工業(yè)中是決定坯料配方、選擇窯爐類型的重要參數(shù)。試料以燒結(jié)溫度低、燒結(jié)范圍寬(100—150℃)為宜,工藝上可以用摻配助熔原料及將不同類型的高嶺土按比例摻配的方法控制燒結(jié)溫度及燒結(jié)范圍。
6、燒成收縮性
燒成收縮性是指已干燥的高嶺土坯料在燒成過程中,發(fā)生一系列物理化學(xué)變化(脫水作用、分解作用、生成莫來石,易熔雜質(zhì)熔化生成玻璃相充填于質(zhì)點間的空隙等),而導(dǎo)致制品收縮的性能,也分為線收縮和體收縮兩種。同干燥收縮一樣,燒成收縮太大,容易導(dǎo)致坯體開裂。另外,焙燒時,坯料中若混有大量的石英,它將發(fā)生晶型轉(zhuǎn)化(三方→六方),使其體積膨脹,也會產(chǎn)生反收縮。
7、懸浮性和分散性
懸浮性和分散性指高嶺土分散于水中難于沉淀的性能。又稱反絮凝性。一般粒度越細小,懸浮性就越好。用于搪瓷工業(yè)的高嶺土要求有良好的懸浮性。一般據(jù)分散于水中的樣品經(jīng)一定時間的沉降速度來確定其懸浮性能的好壞。根據(jù)這一性能可良好應(yīng)用于涂料、粘合劑、陶瓷等行業(yè)。
8、可選性
可選性是指高嶺土礦石經(jīng)手工挑選,機械加工和化學(xué)處理,以除去有害雜質(zhì),使質(zhì)量達到工業(yè)要求的性能。高嶺土的可選性取決于有害雜質(zhì)的礦物成分、賦存狀態(tài)、顆粒大小等。石英、長石、云母、鐵、鈦礦物等均屬有害雜質(zhì)。高嶺土選礦主要包括除砂、除鐵、除硫等項目。
9、離子吸附性及交換性
高嶺土具有從周圍介質(zhì)中吸附各種離子及雜質(zhì)的性能,并且在溶液中具較弱的離子交換性質(zhì)。這些性能的優(yōu)劣主要取決于高嶺土的主要礦物成分。
不同類型高嶺土的陽離子交換容量
①高嶺石為主2—5mg/100g
②埃洛石為主13mg/100g
③含有機質(zhì)(球土)10—120mg/100g
10、電絕緣性
優(yōu)質(zhì)高嶺土具有良好的電絕緣性,利用這一性質(zhì)可用之制作電線電纜、高頻瓷、無線電瓷。電絕緣性能的高低可以用它的抗電擊穿能力來衡量。
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