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原晶体不完全决定瓷砖产品强度及性能
来源 : 陶卫网     阅读 : 8743    作者 : 王明华    2018-06-13

笔者猜测建陶由于烧成周期很短,其烧结并不如各种科研文献上所说的烧—结晶,从而得到大量的有效晶体对陶瓷机械性能有很大的增强作用。而是通过烧—结在一起,通过瓷砖致密程度及玻璃相将各未熔融颗粒粘结从而使陶瓷强度得以提升。

本文通过一些材料数据的收集作对比分析。

一般的瓷质砖吸水率在0.5%以内,强度基本在30到50MPa之间。笔者认为,吸水率低不代表气孔率低。由于建陶烧成周期一般都很短,是没有足够的时间来析出大量晶体以及晶体和玻璃相在较长时间内进一步排除气体提高产品强度的。

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▲瓷质砖断面扫描图


上图是网上找到的一张某品牌陶瓷的扫描图,可以清晰地看到坯体部分,有大量的气孔存在,并且烧成情况还是处于粉料颗粒状。

如果没有晶体相出现,但全部为玻璃相但气泡很少的情况,也就是玻璃状态时,如我们的普通玻璃—钠钙硅玻璃,其强度可以提高到50~100MPa。如果对普通玻璃配方进行调整,并对表面进行适当的处理,即急速冷却以使玻璃表面保持高温熔融液相无微裂纹状态,其产品就是我们日常所见的防弹玻璃,其强度可想而知。

如果玻璃处理成微晶玻璃,即玻璃相中出现大量微细晶体。如锂钠铝硅钛系列微晶玻璃,析出的主晶相为LiAlSi2O4,其强度可高达600MPa。这个强度数值完全碾压瓷质砖的强度数据。笔者所认识的一个微晶玻璃产品,其产品碎片丢在路面上,可以扎破过路的汽车轮胎,强度可见一斑。

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▲一些微晶玻璃的晶体及强度

 

甚至于有通过将陶瓷晶体材料加入到熔融玻璃中,然后起到对材料增强的效果。派莱克斯通过将体积分数为35~50%的SiC纤维加入到其玻璃产品中去,最后得到抗弯强度达到500~800MPa的复合材料产品。这个数据远比瓷质砖的强度数据要高。

通过对上面的一些简单数据分析,我们基本上可以得到一个结论,即大部分建陶产品的强度提升,不是非常适合以晶体的存在来做出建陶产品性能的判断。对于在很短烧成时间内完成的建陶产品而言,以玻璃相粘结和致密度程度来判断产品性能更合适一点。事实上,地砖产品在中国历史上也是有大量析出晶体的产品,就是通过漫长时间烧成的“京砖”(一年只能出一窑砖,烧成时间长达三个月之久)。据闻其强度很高,可惜笔者未找到相关数据。有兴趣的朋友可以去查找相关资料。

(责任编辑/唐永谊)

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