提高陶瓷砖釉面硬度的途径.docxVIP

ProductionApplication生产与应用提高陶瓷砖釉面硬度的途径胡俊，区卓琨（国家陶瓷及水暖卫浴产品质量监督检验中心，佛山528225）摘要：有釉砖具有良好的装饰效果，但是釉面硬度较低，容易出现划痕。本文概述了有釉砖的釉面硬度、耐磨性的检测方法。并通过分析影响有釉砖釉面硬度的因素，提出了通过调整配方组成、引入微晶玻璃、改进工艺制度、进行表面处理等途径可提高有釉砖的釉面硬度。关键词：有釉陶瓷砖；微晶玻璃；硬度；显微结构；玻璃相；晶相；烧成制度前言态，以及裂纹、气泡等。影响釉料显微结构的因素很多，如原料的粒度分布、坯体成形工艺、烧成制度[2,3]、窑炉等等。本文介绍了有釉砖的釉面硬度、耐磨性的检测方法，并通过分析影响陶瓷砖釉面硬度的因素，提出可通过调整配方组成、引入微晶玻璃、改进工艺制度、进行表面处理等途径来提高有釉砖的釉面硬度。1有釉砖具有图案逼真、花纹各异等优点，被广泛应用于建筑装饰。但是有釉砖的釉面硬度较低，容易出现划痕。尤其是近年来出现的微晶石（又称微晶玻璃陶瓷复合板[1]）、全抛釉、仿古砖等产品采用了大量的透明低温熔块釉，莫氏硬度一般为4～5（部分微晶石产品可达到6），比抛光砖（莫氏硬度一般在6左右）更容易划伤。由于微晶石等产品表面光泽度高，遇到划痕比抛光砖更容易显现出来，所以微晶石等产品不适合大面积铺贴地面。有釉砖的釉面硬度取决于釉料的基础组成和显微结构。釉料的基础组成，即硅、铝、钙、镁、钾、钠等元素的种类及含量，直接决定硅酸盐网络结构的强度。釉料的显微结构，即晶相的数量尺寸与分布、残余玻璃相的含量与形陶瓷砖釉面硬度及耐磨性的测量方法2硬度是固体物质抵抗多种施加外力后可能形成的永久形变能力的量度[4]。常用的硬度表示方法有刻划硬度和压入硬度[5]。刻划硬度常用莫氏硬度来表示。1824年德国矿物学家莫斯首先提出并创立一种硬度表，如表1所示。它是一种利用矿物的相对刻划硬度划分矿物硬度的标准，硬度被划分为10级，每一级由一种常见的矿物指代。在实际测定物质的莫氏硬度时，在未知硬度的矿物上选定一个平滑面，用上述已知硬度的矿物中的一种对未知矿物进行刻划，如果能在未知矿物上刻划出不可恢复的基金项目：佛山市技术标准化战略专项经费项目（2011B018）作者介绍：胡俊(1985-)，男，硕士研究生。主要从事高性能陶瓷的研究，以及陶瓷、水暖卫浴产品的监督检验。Email:hujun2007win@126.com.佛山陶瓷2012年第2期（第186期）11表1莫氏硬度表陶瓷产品的理论强度取决于每个结构单元与邻近结构单元的结合键强，以及截面上键的数目。陶瓷产品强度越高，抵抗外力刻划的能力越强。结构键的强度，是由其化学组成决定的[9]。石英玻璃是由桥氧离子构成，由于≡Si-Si≡的键强高，所以机械强度高。加入二价金属氧化物后，除了桥氧离子外，还有非桥氧离子，如≡Si-O-R-O-Si≡的键强就比≡Si-O-Si≡的键强弱，故强度较低。加入一价金属氧化物，引起部分硅氧键的断裂，≡Si-O-R≡的强度更弱。除了键强以外，还应考虑单位体积内的键数，即与结构网络的稀密有关。结构网络稀，强度也低。各种不同成分类型的硅酸盐玻璃结构骨架如图1所示。硬度（级）代表矿物1滑石2石膏3方解石4萤石5磷灰石硬度（级）代表矿物6长石7水晶8黄玉9刚玉10金刚石痕迹，则说明未知矿物硬度小于已知矿物；如果在已知矿物上出现划痕，则说明未知矿物硬度大于已知矿物。这种方法简单易用，缺点是区分度低。压入硬度表示固体表面抵抗硬物压入的能力，也可以看成表面产生局部塑性变形所需的能量。陶瓷产品常用维氏显微硬度HV表示。在维氏硬度测试中，标准的金刚石压头相对面夹角a为136°，以一定负荷P(kg)在物体表面压入印痕，金刚石锥从下压到提起所需总时间控制在2s左右。当去掉载荷后，被测件表面出现印痕，设其两个对角线的算术平均值为d(mm)。则维氏显微硬度公式表示为HV=(2Psina/2)/d2=1.8444P/d2。目前，有釉砖相关的国家及行业标准对于硬度没有技术要求，但对耐磨性有一定的要求。有釉砖耐磨性的测定通常按照GB/T3810.7-2006《陶瓷砖试验方法第7部分有釉砖表面耐磨性的测定》[6]执行。通过在釉面上放置研磨介质并旋转，对已磨损的试样与未磨损的试样进行观察对比，评价陶瓷砖耐磨性，其共分为5级。能出现未磨和经过研磨后试样差别，研磨转数为100转，对应于0；研磨转数为150转，对应于1；研磨转数为600转，对应于2；研磨转数为750、1500转，对应于3；研磨转数为2100、6000、12000转，对应于4；研磨转数﹥12000转，对应于5。如果试样在12000转数下未见磨损痕迹，但按GB/T3810.14中列出的任何一种方法（A、B、C或D），污染都不能擦掉，耐磨