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☞ 作者王明華系江西陶瓷工藝美術職業(yè)技術學院教師
之前筆者寫了篇文章,關于陶瓷強度與配方鋁含量、最緊密堆積密度和陶瓷內(nèi)部液相的一個猜測(建陶產(chǎn)品強度提升應該考慮這個因素……)。寫得比較模糊,有朋友詢問到這個事情,在這里重新解釋下。
筆者認為,陶瓷坯釉料配方中,鋁含量的提升對陶瓷強度的提升,并不僅僅是如各類書籍里面介紹的,鋁含量提升導致坯釉料中晶體含量的提升,從而使得陶瓷強度的提升,而應該是晶體、填充密度和液相量增加三者共同作用的結果,甚至可能填充密度和液相量增加的效果更加明顯。
如果從硅物化的理論角度出發(fā),個人認為建陶的燒制過程是一個燒結(燒而結)過程。如果是燒而結的概念,那么燒是溫度,結就是屬于坯體內(nèi)部顆粒接觸概率以及相互粘(顆粒表面通過玻璃相粘結在一起)的問題了。事實上,晶體的出現(xiàn)的最好過程是先出現(xiàn)大量玻璃相,晶體從玻璃相中析出或者長時間的保溫,物質通過自身結構的重建構成新的晶體相。
而建陶產(chǎn)品,如果我們拍碎它,觀察其斷面,很多都是屬于炻甚至陶器的范疇,因此玻璃相在大部分的建陶產(chǎn)品內(nèi)部是相對較少的。建陶的燒成時間之短,筆者認為晶體重構的時間也是缺乏的。在這樣的狀況下,我們用晶體的理論去推斷建陶的配方與燒成,筆者認為方向會有一定的偏差。
通過在建陶配方中,提升鋁含量可以提升產(chǎn)品強度。筆者認為隨著配方中鋁含量的提升,往往意味著黏土用量的增加。而黏土料是個典型的微細料(0.002mm級別),它的增加,一方面可以進入砂料的空隙(200目的顆粒大小為0.076mm)之間,使得陶瓷坯體更加致密,可以提升陶瓷坯體的強度。另外一方面,顆粒度越小,相對而言,其熔融溫度越低。因此,作為高鋁含量的泥類料,很容易形成表面熔融(黏土顆粒表面熔融,而非整個黏土顆粒熔化)與其他砂料粘結在一起,進一步提升了陶瓷坯體的強度。
致密度的提升對陶瓷坯體提升,在之前的文章里已經(jīng)說過。配方元素組成基本不變,增塑劑替換泥料導致陶瓷強度下降可以側證。而液相量增加,也是可以知道的。如現(xiàn)在不少釉料公司,采用325高目數(shù)的石英粉,替換以前使用的200目石英粉,可以適當提高釉面硬度,就是因為一方面高目數(shù)使用粉可以提高致密度,另一方面,配方不變的情況下,石英粉越細,與釉料中的其他熔融料的接觸機會越多,可以增加熔融效果,同時增加可以粘結概率,從而提升釉面效果。
事實上,如果陶瓷坯體中是以晶體為主,對陶瓷的增強效果是非常厲害的。如有名的京磚,經(jīng)過很長時間的保溫燒成(傳統(tǒng)制京磚,一年多才出一窯,即便是現(xiàn)在,出一窯也要差不多三、四個月),再加以特殊的打磨技術,據(jù)說能達到鏡面效果,同時強度非常高。實際上,京磚的原料只是一款黏土。
筆者也曾接觸過一款產(chǎn)品,微晶玻璃。通過將原料熔融,加入結晶促進劑,然后采用長時間保溫坯體內(nèi)部大量析晶。產(chǎn)品硬度非常高,要想破碎該產(chǎn)品,工人使用錘子使勁砸才能破碎。碎片丟到公路上,能夠將過路的汽車輪胎扎破。晶體對材料的增強效果可見一斑。更別論目前國內(nèi)各種結構功能陶瓷了。而建陶行業(yè)內(nèi)的微晶石,其表面硬度不要說晶體對釉面硬度有增強效果,反而是有一定的下降。
當然,這是筆者對建陶產(chǎn)品燒結的一些淺見。在實際的生產(chǎn)過程中,級配是個很難表述的問題。同時,微細料的大量使用,導致顆粒度下降,又會帶來其他工藝方面的影響,如球磨、壓機壓制、坯體收縮等。