Плавни в производстве керамических изделий

  Главная      Учебники - Производство керамики     Технология фарфоро-фаянсовых изделий (Мороз И.И.) - 1984 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

 

2.

Плавни в производстве керамических изделий



Плавни в керамических массах играют роль отощающих добавок. При обжиге плавни способствуют образованию легкоплавкого расплава, снижают температуру обжига изделий, повышают плотность черепка. В качестве плавней в массах тонкокерамических изделий используют полевой шпат, пегматит, нефелиновый сиенит, перлит, мел, доломит, тальк и другие материалы. Действие плавней в массе не одинаково. Полевые шпаты, пегматиты, нефелиновые сиениты сами переходят в расплав, Мел, доломит, тальк образуют расплав при взаимодействии с глинистым веществом, кварцем и другими компонентами массы.

Полевые шпаты составляют большую группу алюмосиликатов К, Na, Са и реже Ва, широко (до 60%) представленную в земной коре минералами: ортоклазом (микроклином) К2О-Al2О3-6SiО2, альбитом Na2О-Al2О3-6SiО2, анортитом CaО-Al2О3-2SiО2 и др. В чистом виде они встречаются редко, так как, смешиваясь друг с другом, образуют твердые растворы.

По минералогическому составу полевые шпаты разделяются на три группы: натриево-калиевые полевые шпаты (ортоклазы), натриево-кальциевые полевые шпаты (плагиоклазы) и калиево-бариевые полевые шпаты (гиалофаны).

Калиевый полевой шпат К2О*АL2О3 *6SiO2 имеет окраску белую, кремовую до темно-красной, плотность 2,56—2,58 г/см3. Температура плавления 1130—1450°С. В природе встречаются две его разновидности — микроклин и ортоклаз, имеющие одинаковый химический состав, но отличающиеся кристаллографическими и кристаллооптическими свойствами.

Натриевый полевой шпат Na2O*Al2O3*6SiO2 — альбит, белого цвета или с оттенками других цветов — красного, желтого, серого и др. Плотность его 2,62 г/см3, Температура плавления 1120—1250° С.
 

 

Кальциевый полевой шпат СаО • А12О3 * 2SiО2 — анортит, имеет желтоватый цвет, плотность 2,76 г/см3. Температура плавления 1250—1550° С. С увеличением содержания оксида кальция в полевом шпате снижается прозрачность расплава. Поэтому лучше применять щелочные полевые шпаты с содержанием анортита менее 20%.

Лучшие виды плавней для твердого фарфора натриево-калиевые полевые шпаты, в которых преобладает ортоклаз. Полевые шпаты этой группы обладают низкой температурой плавления и достаточно большим интервалом между спеканием и плавлением 140—220° С, а соотношение К2О и Na2О должно быть не менее 2. При прокаливании при 1350° С пробы, предварительно прошедшей через сито № 0112 (2630 отв/см2) для I сорта и
№ 0071 (6400 отв/см2) для II и III сортов, на ней не должно быть черных точек (мушек).

Полевые шпаты в чистом виде встречаются редко в крупнокристаллических магматических породах (пегматитовых жилах), и запасы их весьма ограничены. Чаще они встречаются в различных соотношениях в виде природных смесей минералов, загрязненных биотитом, магнетитом, пироксеном, амфиболами и др. Изоморфная смесь альбита и анортита образует плагиоклазы белого, серого, розового цвета с плотностью 2,62—2,76 г/см3. По содержанию анортита плагиоклазы делятся на три группы: кислые (до 30%), средние (до 60%) и основные (более 60%). Как плавни, плагиоклазы ниже полевых шпатов по качеству, так как имеют более высокую температуру плавления и меньший интервал спекания, чем у ортоклазов.

Основные разведанные и эксплуатируемые месторождения полевых шпатов расположены в Карельской АССР и Мурманской обл. (Куру-Ваара, Хето-Ламбина и др.), Сибири (Нарын-Кунтинское), Средней Азии (Карич-Сайское), на Урале (Вишневогорское, Алапевское).

Пегматиты — полевые шпаты, проросшие кварцем. Они широко используются в керамических массах в качестве заменителей полевых шпатов. Содержание кварца в пегматитах колеблется от 30 до 35%, полевого шпата от 65 до 70%.

Пегматиты, как и полевые шпаты, используемые в производстве тонкокерамических изделий, должны удовлетворять требованиям ГОСТ. В кусковом сырье содержание оксида железа не должно превышать 0,2%, а

СаО+MgO — 1,5%, K2О + Na2О должно быть не менее 12% (марка Ш1К) и 8% (марка П1К) при массовом соотношении К2О : Na2О не менее 3. Содержание свободного кварца не более 8% (марка Ш1К) и 30% (марка П1 К).

Температура плавления пегматитов 1230—1300° С. Как и плагиоклазы-, пегматиты имеют непостоянный состав как по размерам зерна, так и по содержанию кварца, микроклина, плагиоклаза, что учитывается при расчете масс.

Основные эксплуатируемые месторождения пегматитов расположены в Карельской АССР (до 80% общей добычи), на Украине, Урале, в Сибири.

Нефелиновый сиенит представляет собой горную породу, содержащую минералы нефелина K2О*3N2О * 2Al2О3-9SiО2, альбита Na2О * Al2О3-6SiО2, микроклина К2О • А12О3 • 6SiО2, а также примесей слюды, магнетита и др. Плотность его 2,58—2,64 г/см3, температура плавления около 1200° С. Содержание щелочей в нефелине составляет 20—30%.

Нефелиновые сиениты обычно загрязнены железистыми примесями и в производстве фарфоровых и фаянсовых изделий бытового назначения до настоящего времени не используются. Их применяют в производстве химически стойких изделий, плиток для полов, фаянсовых облицовочных плиток, покрываемых глухими (непрозрачными) глазурями, в количествах 20—30% по массе.

Опыт использования нефелинового сиенита показывает, что введенный взамен полевого шпата в эквивалентно-молекулярных количествах он снижает температуру спекания массы не меньше, чем полевой шпат, а в отдельных случаях и больше, увеличивает сопротивление разрыву и повышает эластичность черепка. Ввод в массу нефелинового сиенита снижает пористость черепка, несколько повышает механическую прочность и огневую усадку, уменьшает склонность к образованию цека глазури.

Наиболее крупные месторождения нефелиновых сиенитов находятся в Удерейском р-не Красноярского края, в Хакасской автономной области — Булан-Кульское, в УССР — Мариупольское, на Урале — Чистогоровское и др.

Перлиты — стекловидные вулканические породы, имеющие температуру размягчения 1040—1070° С, температуру плавления 1300—1320 С. дни вводйтся в керамические массы в качестве заменителя полевого шпата в тех случаях, когда не требуется высокая белизна изделия. Основное месторождение перлитов, пригодных для использования в керамических массах, Арагадкое в Армянской ССР.

Использование заменителей полевого шпата экономически выгодно, так как расширяет сырьевые ресурсы керамической промышленности, высвобождает ресурсы полевого шпата для применения в глазурях и массах для изделий специального назначения, снижает транспортные расходы за счет использования местного сырья. При хорошем обогащении заменителей полевого шпата получают высококачественные изделия.

Тальк 3MgО-4SiО2-H2О с плотной структурой называют жировиком, или стеатитом. Минералогический состав талька: тальк — 94—99%, хлориты 1—6, рудные минералы — менее 1%. Огнеупорность талька 1490— 1510° С.

В массах облицовочных плиток, огнеупорного припаса, специальной керамики и других изделий используют тальк Онотского, Миасского, Шабровского месторождений.

Мел, мрамор СаСО3 и доломиты CaCО3*MgCО3 реже используются как добавки в массу и широко применяются для приготовления глазури.

Карбонатные материалы не должны содержать вредных примесей, особенно железистых. Качественные доломиты должны содержать Fe203 не более 0,2% (I сорт) и 0,3% (II сорт); для глазурей соответственно — 0,1 и
0.15.. Содержание Si02 не должно превышать 3% для
I и II сортов. Флюсующее действие доломита выше, чем мела и мрамора, особенно при температурах выше 1100° С. Карбонатные породы широко распространены на территории страны. Известны Белгородское, Кричев-ское, Кушниковское, Шидловское и другие месторождения мела и известняков. Основные месторождения доломитов: Щелковское, Билимбаевское, Боонийское, Ков-ровское и др.



Вопросы для самопроверки

1. Какова роль плавней в керамических массах?

2. Что представляют собой полевые шпаты и пегматиты как плавии?

3. Заменители полевых шпатов, их особенности.

4. Чем выгодно использование заменителей полевого шпата в керамических массах?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..