一、 配方的擬定
1． 坯料所有原料的選取
對于坯用原料的選擇，我們根據(jù)珍珠巖的特性、化學(xué)組成和各種原料的來源及價格情況采用了下列主要原料進(jìn)行試驗。
黑堿矸：屬于強可塑性原料。原礦呈灰黑色塊狀，經(jīng)風(fēng)化后呈細(xì)碎塊狀。，原此原料含有較多的有機物質(zhì)（在高溫易揮發(fā)），粘性強。
董河土：可塑性較差，黃白色呈致密土塊狀，夾有粉粒狀，易粉碎。耐火度較差。
臨湘土：可塑性屬中等，呈疏散狀，白色，夾有較多的石英顆粒及白云母片，細(xì)磨較困難。
衡東土：此原料耐火度較低，呈砂粒狀，黃白色�？伤苄暂^差。
坳背土：白色粉粒狀，含有較多的白云母片，粘性較差，1380℃煅燒無燒結(jié)現(xiàn)象，此原料溫度較高。
楊埂土：原礦呈塊狀，黃白色，1380℃煅燒呈白青色，完全熔化，此原料溫度低，屬于瘠性原料，粘性差，易粉碎。
生鋁礬土：原礦呈塊狀，難粉碎，含Al2O3較高，粘性較強。
紅砂：原礦呈粉紅色砂粒狀，夾有粉狀，此原料粘性較強。
各種原料的化學(xué)成份見表1
SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O+
Na2OI·L合 計
珍 珠 巖71.1513.410.64 1.410.795.117.2599.76
黑 堿 矸45.2037.990.271.200.291.933.989.92100.76
董 河 土49.0932.481.16 5.491.223.327.92100.68
衡 東 土73.1518.080.49 0.200.454.084.15100.60
紅 砂75.7616.300.47 0.120.271.615.76100.20
臨 湘 土66.7622.580.37 0.210.192.167.2699.53
坳 背 土61.6926.830.18 0.240.322.167.9799.39
楊 埂 土75.7513.470.300.410.400.078.201.56100.16
石 英 粉99.45 99.45
生鋁礬土12.3067.952.330.980.570.571.0913.7999.58
工業(yè)鋁粉 96.0 96.30
2． 坯料配方的擬定
在配方組成上，珍珠巖用量可以在較大范圍內(nèi)波動。考慮到珍珠巖Al2O3含量較低，如果用量大，必然導(dǎo)致坯體Al2O3含量低，使制品在燒成工藝上易出現(xiàn)問題。因此在試驗過程中，配方中必須有含Al2O3高的原料，以求得坯體在工藝過程中的適應(yīng)性。為了弄清不同量珍珠巖和各種原料的配比對成瓷性能影響的關(guān)系，我們進(jìn)行了一系列試驗。珍珠巖用量從20%增加到65%。同時使用了工業(yè)鋁粉和生鋁礬土高鋁料。以便進(jìn)行對比選擇。
配方組成及其化學(xué)成份見表2。
表2 配 方 組 成 及 其 化 學(xué) 成 份
原料與化學(xué)成份
配方
編號原 料 配 比（%）化 學(xué) 成 份（%）
珍
珠
巖黑
堿
矸董
河
土臨
湘
土坳
背
土衡
東
土紅
砂生
鋁
礬
土石
英
粉工
業(yè)
鋁
粉楊
埂
土SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O+
Na2OI·L
Z—12012 35 825 68.1920.670.490.140.330.533.216.48
Z—23020 1525 91 64.7822.700.360.240.570.733.197.23
Z—32512 35 28 66.2921.840.440.140.360.563.226.82
Z—42012 28 825 2567.3021.690.470.160.350.533.496.04
Z—5502525 59.1524.300.590.302.151.184.388.08
Z—64091423 12 2 63.5222.860.610.111.460.763.857.07
Z—72015 26 30 1866.0822.280.430.210.240.513.565.77
Z—844181815 5 58.9725.370.710.260.830.974.437.50
Z—9651010 10 5 56.9127.270.890.221.550.894.167,87
Z—1045 520 15 15 60.6425.080.800.151.040.613.677.80
Z—1144101422 9 1 64.5621.400.730.121.580.804.506.32
Z—1240201020 55 60.7325.330.500.121.210.863.607.13
Z—13431215 30 66.1020.090.420.141.500.843.667.20
Z—145021149 51 63.6021.780.800.191.600.994.646.40
Z—152012 2020820 66.5621.830.470.140.340.543.276.69
Z—16601010 5 15 57.6226.190.900.381.520.904.168.41
日用瓷坯的酸度系炸毀一般控制在1.26—1.65之間。燒成溫度為1280 ~
1420℃，酸度系數(shù)的大小直接影響坯體的高溫性能，根據(jù)理論計算，試驗配方的酸度系數(shù)一般都在此范圍內(nèi)。計算結(jié)果見表3。
3 釉料的配方擬定
釉料配方我們采用現(xiàn)有生產(chǎn)配方，該釉的化學(xué)組成見表4。
表3 試驗配方的酸度系數(shù)與燒成溫度
配方編號酸度系數(shù)
（K·K）燒成溫度
（℃）配方編號酸度系數(shù)
（K·K）燒成溫度
（℃）
Z—11.671311Z—91.031329
Z—21.461318Z—101.221326
Z—31.551317Z—111.481302
Z—41.581315Z—121.141325
Z—51.161310Z—131.591300
Z—61.361312Z—141.501301
Z—71.521318Z—151.551318
Z—81.151324Z—161.081325
表4 釉 料 化 學(xué) 組 成（%）
SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2O+
Na2OZnOI·L合 計
80—1*72.1112.680.131.113.087.490.942.1699.70
二、 坯釉試驗過程中的加工工藝
1． 坯料制備
坯料制備工藝與一般普通瓷器工藝相同，即按配比稱量入球磨，加水混合研磨14小時，料球水比例按1：2：1。裝料時，各種原料按干基計算，1.5噸磨按1300千克投料，2.5噸磨按2250千克投料，出磨水份控制在49—51%之間，細(xì)度控制在萬孔篩（250目）篩余率0.35
~ 0.55之間（見表5），然后經(jīng)過篩、除鐵、壓濾、真空練泥兩次后，送成型加工。
2． 釉料制備
釉料細(xì)磨設(shè)備為1噸球磨，按875千克投料，料球水比例為1：2：0.62，球磨時間45小時，出磨水份控制在37.5
~38.5%之間，細(xì)度控制在萬孔篩篩余率0.025—0.035之間。細(xì)度測定結(jié)果見表5。
表5 部份坯漿、釉料漿測定結(jié)果
配方編號坯料漿釉料漿（80—1*）
Z
|
1Z
|
2Z
|
3Z
|
7Z
|
8Z
|
9Z
|
12Z
|
13Z
|
14Z
|
16第一
次測第二
次測第六
次測第七
次測第八
次測第十
次測
細(xì)度（%）0.500.470.370.520.550.510.440.400.380.470.0270.0310.0280.0310.0210.022
3． 成型工藝
配有珍珠巖的坯料在細(xì)磨時約有2%的SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)槟z凝狀態(tài)，因而提高了坯泥的粘結(jié)性能，試驗配方中大多數(shù)成型性能較好。試驗坯泥滾壓成型口徑為165毫米的三大碗，成型時未發(fā)現(xiàn)坯裂現(xiàn)象，坯件經(jīng)鏈?zhǔn)胶娓上涓稍�。，精修后施�?0波美度的釉料，施釉方法為浸釉，坯釉附著性良好。
對于成型方面的主要性能我們對部分試驗配方進(jìn)行了測試，測試結(jié)果見表6。
表6 部分試坯的干燥線收縮與干燥抗折強度
干燥線收縮（%）干燥抗折強度（千克力/
厘米2）
Z—14.5818.77
Z—24.7819.02
Z—64.7619.30
Z—73.9818.40
Z—84.7314.70
Z—94.5615.8
Z—124.7918.08
Z—134.2719.07
Z—144.9118.42
Z—164.0714.87
4． 燒成工藝
試驗坯料是在三廠70米煤煤隧道中進(jìn)行煅燒的，還原焰燒成，坯件入窯水份不大于3%,進(jìn)車速度為每24分鐘進(jìn)一車，燒成周期17小時。燒成溫度1380℃。
三、 試驗制品的質(zhì)量分析與討論
通過一系列試驗，我們對珍珠巖在陶瓷坯體中的應(yīng)用有了一個比較清楚的認(rèn)識。從試驗結(jié)果看，Z—3，Z—6，Z—10和Z—13配方在我廠隧道窯燒成制度（工藝條件）下燒成是較理想的配方，如Z—10配方半成品（三大碗）入窯476件，燒成瓷合格品466件，其中一級品282件，合格率占97.9，一級品率占60.5。制品的一些技術(shù)性能達(dá)到或超過輕工部頒發(fā)的日用普通瓷器標(biāo)準(zhǔn)，與本廠大生產(chǎn)配方產(chǎn)品比較，外觀質(zhì)量也較好，半透明度高。部分試制品與大生產(chǎn)配方產(chǎn)品的技術(shù)性能及普通資器標(biāo)準(zhǔn)見表7。
表7 部分試制品與大生產(chǎn)配方產(chǎn)品的技術(shù)性能及普通瓷標(biāo)準(zhǔn)
吸 水 率白 度（%）熱 穩(wěn) 定 性備 注
Z—30.05561.7220—20℃
一次熱交換不裂
Z—60.06064220—20℃
一次熱交換不裂
Z—100.05865200—20℃
一次熱交換不裂
Z—130.05260.5220—20℃
一次熱交換不裂
Z—140.05560.5200—20℃
一次熱交換不裂
Z—160.05954.5200—20℃
一次熱交換不裂5件產(chǎn)品有2件釉裂
8003*0.06164.5200—20℃
一次熱交換不裂大生產(chǎn)產(chǎn)品
QB870—83小于1.0大于55180—20℃
一次熱交換不裂部頒標(biāo)準(zhǔn)
為什么試驗制品會有好的質(zhì)量呢？這是因為珍珠巖含有大量的玻璃相（含95%以上）的緣故。此玻璃相在高溫中加速熔解了坯體中的石英顆粒，加快莫來石發(fā)育成長，促使瓷胎致密及坯釉結(jié)合牢固，從而提高了制品的機械強度、半透明度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
但隨著珍珠巖用量的增加，有的配方干燥強度較低，在精修、施釉及裝坯操作中破損較嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計，Z—8配方壓制毛坯605件，精修、施釉后，剩496件，消耗了毛坯109件，破損占18%，Z—9號配方壓制毛坯598件，獲得精坯493件，破損105件，破損占17.6%，Z—16配方壓制毛坯612件，獲得精坯469件，破損了143件，破損占23.4%。從統(tǒng)計數(shù)字看，半成品破損是比較嚴(yán)重的，給操作上帶來困難。因此在擬定配方時，要充分考慮成型性能和干燥性能。
燒成后觀察，用量多的珍珠巖坯料（一般超過50%）制品白度較低，易變形。眾所周知，坯體中鐵含量多寡，直接影響制品白度的高低。因試驗坯料中珍珠巖含有較多的
Fe2O3，故制品白度較低。引起制品變形的主要因素則是坯體中玻璃相太多所致。筆者認(rèn)為，坯體中玻璃相太多，必然降低成瓷溫度。然而在我廠隧道窯溫度（1380℃）不變的條件下燒成，制品變形很難避免。
四、分析
1．
用珍珠巖配制日用陶瓷坯料，燒成后，瓷胎細(xì)膩，半透明度高，熱穩(wěn)定性好。因此，珍珠巖是一種比較理想的日用普通瓷器原料，對于發(fā)展日用瓷提供了用料途徑。
2．
關(guān)于坯料配方，欲獲得較理想的制品，配方中隨著珍珠巖用量的增加，高鋁原料也應(yīng)增加，以適應(yīng)坯胎的性能。但珍珠巖用量一般不超過50%，如超過50%，坯體干燥強度較低，制品在高溫中易變形。
3．
因珍珠巖含有大量的玻璃相，在陶瓷坯體中熔融性強（在高溫中），所以，用珍珠巖代替坯體中的高嶺及長石等原料，能大大降低成瓷溫度，而制品的性能不受影響。這對節(jié)約能源有著重要意義。
4．
利用了當(dāng)?shù)刭Y源，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本廠現(xiàn)大生產(chǎn)配方坯料每噸50元左右，若用30—40%的珍珠巖進(jìn)行配料，則每噸坯料30—35元，每噸節(jié)約15 ~
20元。全年生產(chǎn)6500噸坯料（1200萬件產(chǎn)品，按干基計算），共節(jié)約原料費用9.8—13萬能元。同時，因成瓷溫度的降低，燃料成本也降低了。據(jù)估算，全年可節(jié)約1000噸煤，約5萬元左右。
