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石膏粉在陶瓷領域的分類及應用
2015年03月19日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:3644
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       石膏粉按其晶型結構的不同分為兩大類,即普通β石膏粉和高強α石膏粉。兩種石膏粉的制造工藝不同,使得它們的晶型結構和性質不同。β石膏粉晶型結構是規則的片狀晶體,晶粒的孔隙和裂紋較多,比表面積大,標準稠度需水量大,β石膏粉與水混合后水化反應能力強,初凝時間短,模型的氣孔率、吸水率高,但模型的強度較低。而α石膏粉晶型結構是整齊的針狀晶體,比表面積小,標準稠度需水量小,模型的氣孔率、吸水率小,石膏粉與水混合后水化反應能力差,石膏漿體的流動性好,初凝時間長,但模型的強度較高。無論那種石膏粉,其抗折強度都隨著石膏粉與水混合比例的增加而顯著地提高。根據這兩種晶型石膏粉的特點,一般β石膏粉制作注漿成形模型,用α石膏粉制作強度要求高的滾壓成形模型等。除了以上兩種石膏粉外,工業生產中還使用由以上兩種石膏粉按不同比例混勻形成的混合石膏粉。這種石膏粉是利用β石膏的吸水性能好和α石膏強度高的特點,綜合利用兩者的優點,用于制造陶瓷生產中大件注漿成形模型等。


       一、陶瓷生產用石膏粉的種類 


      在陶瓷生產中,成形模型的制作和一些胎型的制作都會使用石膏粉。市場上有滿足陶瓷注漿成形、滾壓成形、冷壓成形、母模胎型制作用的各種石膏粉。

  

       1、注漿成形用石膏粉 


       陶瓷生產中采用注漿成形的品種較多。日用陶瓷的異型大件和小件,全部的衛生陶瓷和藝術陶瓷,特種陶瓷中的理化瓷注漿件,陶瓷燒成用的一些窯具、架托等都采用注漿成形方法生產。注漿成形主要強調石膏模型的吸水性能。一般采用普通β石膏粉或部分采用α與β按比例混合的石膏粉,細度一般為80目~100目。石膏和水的比例一般在(1.2~1.5):1。根據生產品種和生產工藝的不同,石膏和水的比例有所區別。例如在日用陶瓷和特種理化瓷的小件注漿生產中,由于是常壓成形且體積較小,對強度要求不高,主要強調模型的吸水性,故石膏和水的比例較小,一般在1.2:1左右。這種模型的吸水率一般為45%~50%,干抗折強度在2.8~3.5Mpa。而衛生陶瓷微壓注漿成形生產或日用陶瓷的壓力注漿生產中,一般產品件大、模型體積較大,模型需要承受一定的壓力,除了主要強調模型吸水性之外,還對模型的強度和防變形能力提出嚴格的要求,故石膏和水的比例要求大些,一般在(1.35~1.5):1。這種模型的吸水率一般在35%~42%,干抗折強度在3.8~4.5Mpa。  


      2、滾壓成形用石膏粉 


       滾壓成形是日用陶瓷主要的成形方法。其要求模型有足夠的強度、較好的耐磨性和抗沖擊能力,同時也要求模型有一定的吸水性和耐熱性能。使用的石膏粉主要是高強α石膏粉,或者部分采用混合石膏粉(一般70%的α和30%的β)。石膏和水的比例一般在(1.6~1.8):1,模型的吸水率一般在27%~31%。為了確保模型的強度和防止變形,根據石膏粉種類、產品體積大小和陰陽模成形工藝方式的不同,可微調石膏和水的比例,一般體積件小時比例小些,在(1.6~1.7):1;體積件大時比例高些,在(1.7~1.8):1,有的甚至再高些達到2.0:1,這時模型的吸水率在22%~23%。但要注意比例過高時會出現成形卷坯、不成活現象。

   

      3、冷壓成形用石膏粉 


      冷壓成形是日用陶瓷生產中一種特殊的成形工藝方法,也叫塑壓成形。它是隨著日用陶瓷行業異形件的越來越多而發展起來的,特別適用于生產帶浮雕圖案的大件和異型大件產品。對于滾壓成形無法生產的品種,除了采用注漿成形方法外,就是采用這種成形工藝方式。使用的石膏粉也是高強α石膏粉。石膏和水的比例一般使用在(1.6~1.8):1,模型的吸水率一般在27%~31%。上扇模型的石膏與水的比例相對小些,一般在1.6:1(強調吸水);下扇模型的石膏與水的比例相對大些,一般在1.8:1。這種石膏粉主要保證模型的強度、耐磨性能和有較低的膨脹系數,同時也保證模型有一定的吸水性能和透氣性能。   


      4、原模母模用石膏粉  

  

      這種石膏粉的細度一般在250~300目。它是在α石膏粉中加入特殊的外加劑,或者在α石膏蒸壓加工過程中采用特殊的工藝,加入媒晶劑,改善了高強α石膏粉的結構性質,形成特殊的高強石膏粉。這種石膏粉對吸水率不做要求,主要是要求強度高、硬度高、膨脹率要低以及胎型表面要有較高的光滑度。這種石膏粉的標準稠度需水量很低,生產中石膏和水的比例可達到(2.3~2.85):1,凝固時間長,可攪拌10~15分鐘不凝固,其干后抗折強度可達到11.5Mpa。實際生產表明,在如此高的比例下石膏漿體的流動性能、凝結性能仍然良好,工藝操作仍能正常順利地進行,且石膏粉的膨脹率很小。這種石膏粉的價格很高,國產原模母模石膏粉一般都在每噸5000元左右。國內有一些生產這種石膏粉的廠家,如河北邢臺的雙華、山東的金信、河北唐山的興華等。

(粉體圈 作者:敬之)

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