一种高白透光瓷砖的研制
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作者:付亚玲 简润桐 黄佳奇 王亚婕
摘 要：本文以熔块、球土、石英、膨润土及滑石粒，外加添加剂来制备高白透光陶瓷，通过不断优化配方来研究一种透光陶瓷，此透光陶瓷白度高达70度，透光效果良好，光线穿透力强，是陶瓷行业生产透光陶瓷的首选配方，并展望透光陶瓷未来的应用。
关键词：透光;高白;陶瓷
1 引 言
所谓透光陶瓷，就是光线能够通过的陶瓷，普通陶瓷即使具有很高的密度，但是往往也是不透光的，因为其内部都是闭孔气口，影响陶瓷透光主要的因素是气孔率。而透光陶瓷的研制，是陶瓷配方技术的创新，高白透光陶瓷，可应用在电视背景墙、酒吧台面等场合，与天然石材相比，其价格便宜，原料可再生，且無放射性元素，对人体伤害小，通透性强，透光陶瓷克服了传统陶瓷不透光的缺点，利用其透光性能，致使建筑陶瓷的应用范围越来越广，特别适合应用在酒吧、宾馆等高档会所，在夜晚灯光的照射下，陶瓷洁白如玉，在黑暗中给人们以温暖，是现在居家装修市场的主流产品，其市场前景广阔。
2 实验部分
2.1 原料化学成份
表1原料化学成份一览表。
2.2透光陶瓷材料实验的制备
根据实验配方，外加0.3%三聚磷酸钠，球磨一定时间，料：球：水=1：1.5：2，混合均匀，浆料过筛除铁、烘干、造粒、研制成型、烧成、性能检测，工艺流程见图1：
2.3检测方法
用数显白度仪检测烧后产品白度，用吸水率仪检测产品吸水率，透光性能检测是用手电筒光照饼面的背面，用光线透过饼面的面积来观察透光效果，通过与常规陶瓷饼面进行对比，效果更直观。
2.4升温曲线
采用高温电路来烧制试样，升温曲线为8℃/min，最高烧成温度1200℃，同时在1200℃高温下保温30 min，电路自然冷却至室温，用测温环实测烧成温度为1178℃。
2.5实验部分
为研制透光陶瓷，前期通过不断摸索石英、熔块及球土的加入比例对透光陶瓷透光性的影响，结果表明：需要同时加入石英和熔块才有透光的效果，最终确定一个基础配方S1，并在S1配方的基础上进行下一步试验，S1配方比例见下表：
S1基础配方白度75度，但是透光效果一般，坯体烧成温度高，能耗高，经济效益不明显，为进一步研究基础配方各组分对透光性的影响，进行下一步试验，选择调整球土和石英的比例来探究对透光性能和白度的影响，同时为提高透感，选择用L水磨料代替L高温砂来提高坯体的透光性，因为水磨料是经高梯度除铁机、水洗过后铁、钛含量低，同时水磨料中氧化钠、氧化钾含量高，在坯体中可起到助熔的作用，其白度高，S2配方表见表2：
各配方的烧后透光效果，见图1。
从表2、表3和图1可以看出配方1#在白度和透光性方面效果良好，说明随着石英比例的增加，熔块比例的减少，透光性好，主要原因是由于陶瓷中气孔和杂质越少，晶相越少，玻璃相含量越多，透明度越高 [1]。所以本文所用的熔块是含氧化钙高达18%的高温熔块，通过助熔剂氧化钠、氧化钾进行低共熔，从而达到透光的效果;在增白方面主要是采用湿水白度高达72度的球土来增加坯体强度和白度，用高白度的水磨料和石粉做助熔剂，采用精选石粒来降低坯体的烧成温度，3#配方虽然坯体白度高达73度，但是由于其高温熔块加入量大，整体提高配体的烧成温度，导致此配方吸水率大，未烧熟，4#配方由于熔块加入量小，石英加入量大，助熔剂多，导致配方整体温度低，由于温度低，配体瓷化，所以4#配方整体透光效果差。因此本文选择2#配方为高白透光陶瓷的最优配方，并进行相关理化性能的检测，见表4：
从表4可以看出，使用2#配方大生产进球，浆料性能良好，无触变性能，浆料流动性能好，为后工序喷雾造粒以及压机布料奠定良好的基础。
从表5可以看出，2#配方中Al2O3含量20%左右，因为在陶瓷坯料系统中氧化铝与SiO2反应生产莫来石，起到骨架作用，拓宽坯体的烧成温度范围，同时氧化铝可提高成品的机械性能、力学性能以及热稳定性能[2]。通常其在坯体中的含量在18%～22%左右，2#配方烧失量也小，这样就减少成品砖的烧成后的各种缺陷（如针孔、缩釉、凹釉、黑心等），采用CaO、K2O、Na2O降温的同时提高烧后成品的透光性能，同时坯体热膨胀系小，该配方热膨胀系数为6.35。后期成品砖形变易控制，坯釉结合性能良好，从这几方面分析，本配方从设计到烧成都在合理范围内。
2#配方经配料、球磨、浆料均化、喷雾造粒、压制成型、烧成及抛光等工序，大批量上线生产后所得成品砖的吸水率为0.03%，抗折强度51 MPa以上，干坯强度2.3 MPa，耐磨及防污均达到国家标准。
参考文献
[1] 谢志军， 赵勇， 刘一军，等. 大规格高石英透光陶瓷板材的研究[J]. 中国陶瓷， 2012， 000（004）：55-58.
[2] 马铁成. 陶瓷工艺学.第2版[M]. 中国轻工业出版社， 2011.
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