低温一次快烧琉璃瓦坯釉配方的研究

【摘要】琉璃瓦是一种非常实用的建筑材料，拥有优越的使用性能和独特的建筑风格，受到了人们的普遍接受和推崇，有着很大的发展空间。但是生产琉璃瓦要消耗矿山资源，而且传统的琉璃瓦生产耗能很大。随着优质陶瓷原料的日益减少和能源紧张问题日益突出，琉璃瓦的生产成本也随之变高，其行业发展受到了较大的限制。因此，若想制造一种成本低、耗能少、质量高的琉璃瓦制品必须从原料和烧成工艺两方面入手进行研究。由于琉璃制品对坯体的颜色没有特定要求，所以生产所用原料来源极其广泛。通过对白山当地煤矸石的定性和定量分析，确定其为粘土质煤矸石，可作为生产陶瓷的原料。低温一次烧成工艺现已成为了建筑陶瓷工业发展的方向，合理配制坯釉料配方是实现低温一次快烧工艺的基础。因此，在CaO-MgO-Al2O3-SiO2四元系统基础上，以煤矸石为主要原料，添加地产矿物原料，设计了一次低温快烧琉璃瓦坯体配方。并设计了与之匹配的釉料配方。优选出的琉璃瓦坯料配方为煤矸石30%、瓷石38%、膨润土6%、滑石4%、硅灰石16%、吉林粘土4%、石英2%，并优化了实验工艺参数。坯体的最佳烧成温度为1170℃，烧成制度为：0℃～180℃，3℃/min，180℃～950℃，7℃/min，950℃保温8min，950℃～1170℃，5℃/min；1170℃保温10min。烧成的坯体光滑，平整，无弯曲变形等缺陷。优选出的釉料配方为T202熔块90%，吉林粘土10%。对优选出的坯料进行了热分析，对不同温度下烧成的坯体和釉料进行XRD测试，以分析它们在烧结过程中发生的相变，利用SEM对不同温度下烧成的坯体和最终产品的显微结构进行观察。实验结果表明，坯质致密，坯体内的主要晶相为石英、钙长石与莫来石，釉中主要晶相为硅灰石和石英，最终产品的坯釉之间结合紧密，并形成了良好的中间层。产品的各项性能测试结果为：釉面莫氏硬度为6级以上，光泽度为89，釉的膨胀系数为6.6×10-6/℃，吸水率达到0.22%，抗弯曲强度为43MPa，抗冻性为15次循环不裂（-15～20℃），耐急冷急热性为3次循环不裂（180～20℃），各项性能均达JC709-1998《烧结瓦》国家标准和JC/T665-1997《瓷质砖》国家标准。
【作者】魏蔷薇；
【导师】高文元；
【作者基本信息】大连工业大学，材料加工工程，2009，硕士
【关键词】琉璃瓦；一次低温快烧工艺；煤矸石；坯料；釉料；

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