陶瓷制作中的化學(xué)問題-資料下載頁
2025-06-15 21:11本頁面
【正文】 成膠核，表面帶有電荷，這種帶帶電離子依靠靜電引力，吸引溶液中的反離子而構(gòu)成擴(kuò)散雙電層。電位離子一般是OH，反離子可以是H+，也可以是溶液中的金屬陽離子如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等。溶液中所有的反離子都能發(fā)生溶劑化作用——水化作用。由于帶電膠核對極性水分子的靜電吸引，水分子按一定取向排列在膠核周圍。這種定向排列作用，隨著與膠核表面距離的增加而逐漸減弱。最靠近膠核的水分子定向排列最強(qiáng)，它們構(gòu)成水分子的定向?qū)印?，厚度約為3~10個(gè)分子直徑。水化膜的水分子與粘土膠核結(jié)合牢固，以致形成一個(gè)整體，可以在介質(zhì)中隨膠核一起移動，這種水稱為“牢結(jié)合水”。在水化膜外面，是擴(kuò)散層水膜，它們的定向作用已經(jīng)減弱，與粘土膠核的結(jié)合力也較小，故稱“松結(jié)合水”。在“松結(jié)合水”的外面是自由水，它們排列混亂，不受定向作用的束縛。這三種水的比例，對釉漿流變性質(zhì)有很大的影響。 2．Ca2+對粘土結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響 a．Ca2+對Zeta電位的影響 根據(jù)靜電學(xué)的基本原理，可以推導(dǎo)出動電電位的公式： 式中 ζ——?jiǎng)与婋娢?б——表面電荷密度 d——雙電層厚度 D——介質(zhì)的介電常數(shù) Ca2+加入到釉漿系統(tǒng)后，會進(jìn)入粘土膠團(tuán)的吸附層中。前面已經(jīng)提到，粘土膠團(tuán)的吸附層是由電位離子OH和反離子H等陽離子構(gòu)成。由于Ca2+與粘土膠粒異電性，所以將中和吸附層上的電量，使雙電層的電量減少，б值降低。Ca2+還同時(shí)與擴(kuò)散層中的反離子發(fā)生交換作用，這種交換是當(dāng)量交換，進(jìn)入一個(gè)Ca2+，代出二個(gè)H+。交換結(jié)果，使雙電層變薄，d值減小。這雙重作用都能使ζ電位降低，流變性急劇下降。 b．Ca2+對結(jié)合水層的影響 剛磨出的釉漿，流動性很好，粘度較低，停留能力差。加入少量氯化鈣溶液后，粘度變得很高。隨著氯化鈣加入量的增大，流動性逐漸減小，當(dāng)加入量達(dá)到一定值時(shí)，流動性趨向于零，此時(shí)停留能力為最大。這是除了ζ電位降低的原因外，釉漿中自由水減少，結(jié)合水增加也是一個(gè)重要因素。Ca2+與膠團(tuán)發(fā)生交換作用后，立即吸附大量的自由水包覆在膠團(tuán)內(nèi)成為結(jié)合水，使粘土膠團(tuán)膨大。這些膨大的膠團(tuán)成為連接釉子顆粒的橋梁，使整個(gè)釉漿系統(tǒng)形成一種比較穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。釉漿內(nèi)釉子與膠團(tuán)互相牽聯(lián)，互相制約，使粘土膠團(tuán)不能自由移動。結(jié)果粘度大大增高，流動性急劇降低。 3．粘土結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化對釉漿性質(zhì)的影響 釉漿懸浮體經(jīng)過一般時(shí)間就會沉降，分層，形成密實(shí)沉積（如圖二）。加入Ca2+后，使粘土膠團(tuán)結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生了變化，也使整個(gè)釉漿系統(tǒng)成為一粘稠的絮凝狀懸浮體。如果固體物質(zhì)濃度較低，靜置時(shí)間不長，CaCl2加入量又不大時(shí)，則會產(chǎn)生蓬松狀沉積（如圖三）。很明顯，加CaCl2的釉漿比未加CaCl2的釉漿的分散程度和穩(wěn)定性能得到提高，釉漿內(nèi)部粒子分布也更加均勻，釉漿的Zeta電位降低。因而釉漿的流動性減小，停留能力增大。 二、氯化鈣的加入量及工藝要求 氯化鈣在釉漿中的加入量隨釉漿濃度、釉漿中生粘土含量、粘土礦物類型、素胎吸水率、要求施釉層厚度和操作溫度等因素而異，而且還因釉漿中其他添加劑的不同而異。因此難以訂出一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。一般根據(jù)施釉工藝對釉漿性能的要求而逐漸加入，待釉漿達(dá)到合格性能時(shí)，取得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。CaCl2要以溶液形式加入，如果釉將中不允許加入較多水分，則需要將CaCl2在較高溫度的水中溶解，以增大溶質(zhì)量而減少溶劑。 由于加入時(shí)不均勻，會在釉漿中形成許多大小不等的疙瘩，影響釉漿性能。因此，要一邊加氯化鈣溶液一邊攪拌，并要過80目或120目的篩后才能施釉。這樣既能去掉釉漿中的疙瘩，又能使釉漿更加均勻?？傊?，氯化鈣作為一種性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)格低廉的無機(jī)絮凝劑，應(yīng)用于二次燒成的釉漿中，對于改善釉漿施釉性能，穩(wěn)定釉漿性質(zhì)，特別是降低釉漿流變性，增大釉漿停留能力效果顯著，從而達(dá)到提高施釉工作效率、提高釉坯質(zhì)量的目的。由于添加量很小，因此對于燒成和燒成后釉面質(zhì)量幾乎沒有影響。對于在素胎上進(jìn)行裝飾的顏料和色釉，用CaCl2溶液來調(diào)節(jié)工藝性能同樣適應(yīng)。 除了CaCl2以外，NH4Cl、AlCl3等都可以作為絮凝劑使用。如果釉漿工藝性能要求不太高時(shí)，可以用NH4Cl代替CaCl2。陽離子的絮凝能力依下列次序而逐漸減小。Al3+Ca2+CS+Rb+NH4+K+Na+Li+,具體可根據(jù)釉漿性能和施釉工藝性能的要求，試驗(yàn)選用合適的絮凝劑，也可以選用高分子絮凝劑。
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