SiO2-Al2O3-CaO微晶釉的制备与性能研究开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

釉面质量是决定陶瓷产品品质优良的关键之一,为提高陶瓷釉面质量,使用微晶玻璃釉来代替传统陶瓷釉以改善陶瓷的表面性能成为一个重要途径。微晶玻璃釉是以微晶玻璃为基础发展起来,具有微晶相和玻璃相均匀分布的复合结构,且能通过烧结粘附在陶瓷表面的覆盖材料。微晶玻璃釉在力学性能、热学性能、化学性能、显微结构等方面均优于传统玻璃釉,采用研究微晶釉来取代普通陶瓷玻璃釉,可以提高釉面陶瓷材料力学性能、热稳定性能及装饰性等各个方面的性能。

目前微晶釉中常见的晶体有硅酸锆、氧化钛、堇青石等。以硅酸锆作晶核剂的锆釉因硅酸锆的高折射率和高硬度使得其能够为釉面提供良好的光泽度和高的力学性能。crum-grzhimailou等人研究表明,在碱土金属氧化物中,zno对硅酸锆析晶的促进作用最为明显。二氧化钛与硅酸锆类似,有着高折射率,是一种理想的晶核剂,包括锐钛矿型和金红石型两种,研究表明在含有锐钛矿和金红石的釉中,低温下主要为小的锐钛矿晶体,而高温下主要为大的金红石晶体,tio2在硅含量较低的釉中倾向于增加釉的热膨胀系数,而硅含量较高的釉中可以降低热膨胀系数,但釉面光泽度要低于硅酸锆釉,bou等研究发现添加p2o5能降低表面粗糙度,可以提高光泽度。堇青石微晶釉具有良好的热稳定性、抗热震性和高的力学性能,受到了广泛关注,有α-堇青石和μ-堇青石两种晶体形态,torres和alarcon研究了成核剂和溶剂成分对sio2-al2o3-cao-mgo系统析晶影响,发现tio2和b2o3对堇青石的析晶有利,而na2o和k2o抑制堇青石的析出,促进钙长石的析晶;王少华等的研究表明堇青石晶体数量越多,晶形越完整,样品的硬度越大。

一般来说,影响微晶釉性能的几个方面要素主要包括釉料配方、制釉施釉工艺、烧成制度、坯釉的结合性等,据俞平利等的研究,以sio2-al2o3-cao-mgo系统为微晶釉的基本组成,平面制品通常以干压法施釉,通过抛光处理获得高光泽度的微晶釉面,非平面制品可以考虑湿法施釉工艺,并且当坯的烧成温度和釉的微晶化温度接近时,重点考虑两者热膨胀系数是否匹配,当坯体烧成温度和釉微晶化温度相差较大时,可以考虑使用烧结坯作为微晶釉的基体,外加少量高岭土可以提高釉浆的稳定性,但对釉玻璃体的微晶化产生一定影响;据侯旭晨等人的研究,釉的耐磨性主要与釉的硬度和韧性有关,要提高釉的硬度,在釉层中要更多地析出锆英石、镁铝尖晶石、莫来石等针状晶体,但析晶会影响釉的光泽度和透明性,在控制析晶的前提下,在釉料中添加sio2以及al2o3、mgo等成分有利于提高釉的硬度,而引入一些cao、mgo、al2o3等成分有利于提高釉的韧性;而釉料原料的粒度、球磨时间等对釉料的析晶能力、光泽度和耐酸碱性等各方面的性能均有影响。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容及目标:

(1)基础釉及坯体的分析。测试、分析坯体和基础釉的组成成分,主要了解基础釉及坯体的相关物理化学性能及其与制备过程的关系。

(2)釉的微晶化。在基础釉的研究基础上,主要探讨不同种类及含量的晶核剂对釉料的析晶程度、晶粒大小及油料表面粗糙度、光泽度等的影响,结合配方和工艺的调整,提高坯釉的结合性和釉层的性能。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,了解课题研究需要的设备以及相关测试方法。明确研究内容,确定实验方案,完成开题报告。

第3-10周:根据研究的技术路线,初步确定实验方案,并进行相关的试验研究。

第11-13周:根据结构和性能要求,制备合成目标产物,进行材料组成、相貌测试及分析。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]王少华,彭诚,吴建青.微晶釉中晶粒的成核与生长[j].佛山陶瓷,2015,01:1-6.

[2]侯旭晨,魏杰,郝卫华.瓷质砖低成本耐磨釉的研制[j].佛山陶瓷,2004,07:25-26.

[3]张晓丽,李勇.硅灰石对las系微晶釉料性能的影响[j].硅酸盐学报,2010,06:1093-1097.

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