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陶瓷原料质量评价方法略谈

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：覃焯佳

[导读] 摘要：陶瓷原料的质量直接影响着陶瓷产品的质量，在具体的生产过程中，需要对原料的质量进行评价，为陶瓷产品的生产提供保障。

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        摘要：陶瓷原料的质量直接影响着陶瓷产品的质量，在具体的生产过程中，需要对原料的质量进行评价，为陶瓷产品的生产提供保障。结合当前陶瓷生产中常用的陶瓷原料评价方法，详细地分析了陶瓷原料质量的评价方法，为陶瓷生产管理者提供借鉴。
        关键词：陶瓷原料；质量；评价方法
        陶瓷原料作为生产陶瓷的基础原料，在具体生产的过程中，必须保证材料的质量，才能生产出好的产品，但由于陶瓷原料产地以及地质条件的不同，导致原材料的性能、组成成分等有着较大的差异，也就会影响陶瓷的生成质量。因此，要保证陶瓷的生成质量，就需要对陶瓷原料化学元素进行评价，为选择合适的陶瓷原料提供保障。在具体的评价过程中，陶瓷评价的方法有多种，要结合具体的情况选择合适的评价方法。
        一、常见陶瓷原料的评价方法
        （一）外观质量评价方法
        1、评价手段
        外观评价的手段一般以人工评价为主，通过观察原料的外观、色度等，同时还要配合一定的仪器进行检查，如利用硬度仪测试原料的硬度，色度仪分析原料的上色等。
        2、评价的内容
        外观评价的内容主要包括原料的产地、硬度、色度、光泽、杂质、干燥度以及原料的脆性等。
        3、评价的方法
        （1）确定原料的类别。主要利用矿藏的位置、矿层的结果等分析原料的形成过程，进而大致上确定原料的类别，如果广东黑泥、白泥的分析等，它都是经过天然淘洗，化学元素含量比较丰富，具有较强的可塑性。
        （2）确定原料的属性。主要是利用简单的工具对原料的硬度、强度、密度、含沙量、可塑性等进行测试，并结合原料的透明度，来分析原料的属性，并判断原料的组成成分等。
        （3）判断原料的特性。通过对原料的外观、硬度、强度、触摸手感等来判断原料的特征。例如，触摸手感绵软的瓷砂，可以说明其风化程度比较高，呈现黏土状态的原料，可以判断其含砂量的情况。
        （4）分析原料的化学成分。通过利用简单的试剂，对原料的化学成分进行测试，在测试时，可以将盐酸试剂滴在原料上，如果有大量的气体冒出，说明原料主要以碳酸物为主，例如常见的有碳酸钙、硫酸镁等或者是混合物。再例如，利用膨润土具有遇水瞬间膨胀的特性，可以测试原料是否为膨润土。
        （二）化学组成评价方法
        1、评价的方法
        评价基本方法是采用化学测定的方法对其进行测试，常用的有滴定法、EDTA络合法、比色法等测量方法，还可以采用萤光X一ray衍射仪测定分析原料的化学成分，利用俄歇电子能谱仪测定来分析原料的化学成分等。
        2、测试的内容
        在对原料的化学成分进行测试时，主要测试原料中是否含有SiO2，Al2O3、MgO、CaO等化学成分进行测定，必要时还需对原料的其他特殊成分进行测定。
        3、项目的测定方法
        对原料的化学组成进行测试时，主要是运用原料组成成分的化学特性进行判断原料的成分，例如：（1）根据A12O3/SiO2在原料中的含量，对原料的耐火度进行测试，如果二者的比值比较大，耐火的温度就越高，材料的烧结温度范围也就比较宽广；（2）根据Fe2O3、TiO2的百分含量，通过对原料进行烧结后，分析其颜色的变化，（3）根据CaO、MgO、K2O、Na2O等化学物质的特性，通过测试原料的熔剂性质及黏土原料的烧结性能，测试其中化学性质与化学成分。在具体的测试过程中，可以采用试剂、燃烧等手段测试原料的组成成分，根据具体测试的要求，包括原料的纯度测定、粘度测试（高岭石或多水高岭石的属性进行分析与判读），还需要对原料的经过燃烧后的收缩度进行测试（主要通过原料的脱水、氧化反应、分解等方式判断），还可以根据原料中SO3的含量，测试原料是否适合制作陶瓷。
        （三）颗粒组成测试的方法
        1、评价手段
        对陶瓷原料的颗粒组成测试主要有筛分法、直接测量法、光电测试法、激光分析法等，同时还可以结合原料的成分，运用X射线衍射法老分析陶瓷原料的组成成分。
        2、测定内容
        结合原料颗粒的的粒度大小，颗粒的形状、粒度的分布情况等来测试原料的组成成分。
        3、利用激光法测试颗粒的成分
        （1）激光粒度分布仪介绍
        采用激光法测试颗粒的粒度主要采用的是米氏散射原理对颗粒的粒度分布的情况进行测量，在测试，利用一束平行的单色光照射颗粒，经过颗粒后在傅氏透镜的焦平面上将形成颗粒的散射光谱，并逐渐移动颗粒，然后就会再平面上形成一些散射的光谱，进而能够得出原料颗粒的粒度分布。采用这种方法测试颗粒的粒度的特点是，颗粒测量的粒径范围比较广泛，在测量时可以从纳米到微米量级范围的粒度测试，不仅能够测试固体的颗粒的粒度分布，还能测试液体中的粒子分布情况。利用激光粒度分布仪测试陶瓷原料时，可以对原料的成分检测、生产过程进行控制，还能根据检测的结果来对陶瓷的生成过程进行控制。
        （2）激光粒度分布仪在陶瓷原料测试中的应用
        在陶瓷生产的过程中，需要对进场的原料细度进行控制，陶瓷原料的细度直接影响着陶瓷生产的合成速度与效率，例如氧化铝原料、硅酸锆原料、陶瓷色料等，如果粒度过大，分解发生氧化的时间过长，就会影响着陶瓷制品的性能，从而也会影响陶瓷制品的质量。例如，在刚玉瓷生产的过程中，要求大于4 的颗粒原料含量要很少，如果大于4 的颗粒含量在10%-15%之间，就会影响陶瓷原料的烧结性，小于1 的颗粒含量应该在15%-30%之间，如果含量大于40%，在陶瓷原料煅烧的过程中，容易出现二次结晶，如何控制不当，就会导致晶粒发育过大，影响着陶瓷的生产质量。采用激光粒度分析仪对陶瓷原料进行测试，可以有效的对陶瓷生产过程中的每一批原料与粒度进行检测分析，如果出现不符合粒度要求的粉料，就不会进入生产的下一道程序，从而能有效的保证陶瓷生产的品质。
        （四）陶瓷原料的可塑性、结合性评价
        1、评价手段
        陶瓷原料的可塑性与结合性的评价一般采用的是可塑仪器与粘度计进行测试。
        2、评价内容
        根据陶瓷原料测试的要求，主要针对不同原料的化学元素的成分，分析原料的可塑性、结合性能等
        3、评价方法
        （1）原料可塑性性测试
        对于粘度的可塑性测试，一般采用压柱法进行测试，还可以采用可塑性指数（即用液限减去塑限含水量的差值来表示的方法测试）和压球法对粘度的可塑性进行测试。
        （3）结合性
        结合性是粘土的关键性指标，它是指粘土能结合非塑性物料，从而能按照需要形成可塑性的泥团，并具有一定的造型，在干燥后，具有一定的抗压与干燥强度。结合性的衡量方法，通常以在粘土中掺入标准石英砂的最高量进行计算，从而来衡量粘土的结合能力。例如，标准石英砂的颗粒组成为0.25-0.15mm颗粒含量为70%时，与粘度的结合性计算如下表1所示。
        表1 粘土结合性分析

        在陶瓷产品生产的过程中，选择塑性粘土的主要目标是考虑它的结合性能，通过粘土结合性能的好坏，直接影响着陶瓷的半成品与坯体强度、成品率，在生产大规格的地砖时，必须要注意这一特点。
        （五）矿物组成鉴定
        1、评价内容
        主要是对陶瓷原料的矿物构成、晶体发育以及晶体构成的完整度情况进行测试。
        2、测试的方法
        主要采用的测试仪器为X衍射分析测定、电子显微镜测定等进行测试，通过利用原料吸收红外线的情况，还可以采用红外吸收光谱测定原料的组成等。在具体的测试的过程中，主要是利用矿物组成来判断原料的纯度，结合纯度的种类及数量，从而能够制订出陶瓷原料的泥料加工的生产工艺。
        二、结束语
        陶瓷原料的质量对保证陶瓷产品质量具有十分重要的作用，在具体生产的过程中，需要结合原料的特征进行评价，从而判断原料是否满足陶瓷产品生产的要求，在具体评价的过程中，不同的原料可以采用多种方法综合在一起进行评价，从而能够更好的确定原料质量。随着陶瓷生产技术和科研工作迅速发展，对陶瓷原料的检验也提出更多、更优质的方法，从而能够更好的对原料进行评价，对提高陶瓷的生产质量具有重要意义。
        参考文献：
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        [2]孔海发.关于陶瓷原料野外判别方法的答疑[J].佛山陶瓷，2020（6）.
        [3]马光华.陶瓷原料质量评价在建陶生产中的应用[J].中国陶瓷工业，2019（6）.