关于抛光废渣生产泡沫陶瓷砖出现“黑心”的答疑等

关于抛光废渣生产泡沫陶瓷砖出现“黑心”的答疑

问：韩工，某厂利用抛光砖废渣生产泡沫陶瓷砖存在黑心问题，请问是什么原因？如何解决？

答：利用抛光砖废渣生产轻质发泡保温陶瓷等绿色环保陶瓷制品是实现建筑陶瓷（尤其是抛光砖）企业可持续发展的关键之一。不过，由于闭孔发泡陶瓷的生产特点，黑心成为最常见的质量缺陷之一。

实际上，笔者所遇到的利用抛光砖废渣生产轻质保温发泡陶瓷产品的黑心质量缺陷表现为四种情况：一是整体黑色、气泡均匀、伴有大气泡；二是除表皮外整体都是黑的，没有鼓泡；三是坯体有一层黑色夹心，还伴有大气泡质量缺陷；四是局部黑心，也伴随有鼓泡质量缺陷。

黑心实际就是烧结过程中氧化不充分。一般导致产品出现氧化不良是由两个因素、三个条件引起的。两个因素，即氧化剂和还原剂。氧化剂包括高温烧结时的空气气氛（空气中的含氧量）、坯体中存在的气态氧以及高温烧结时过渡氧化物释放的活性氧。对坯体来讲，还原剂包括发泡剂碳化硅、腐植酸、木质素、碳水化合物等有机物质。三个条件，即配方组份条件、粉料制备和制品成形的致密度条件，以及烧成时的温度气氛条件。

碳水化合物等有机物质脱水碳化后的氧化温度均在1050℃之前完成，除非处于还原缺氧气氛中，碳化后继续石墨化，这也意味着氧化还原反应基本终止。碳化硅是作为还原性发泡剂存在的，会被氧化产生二氧化碳，其氧化温度一般高于1050℃。因此，利用抛光砖废渣生产轻质保温发泡陶瓷制品的气氛条件不同于普通玻化砖产品，有机物含量也要低于普通陶瓷砖产品。尤其是用于绝热保温的发泡陶瓷产品，为了满足热阻要求，不仅要求更低的体积密度（保证低导热系数），还要求拥有一定厚度，一般不低于30mm。为了使高厚度产品得到相应的生坯强度，需考虑塑性原料的加入量和较高的成形压力，然而这些都会不利于氧化分解，尤其是含有机物较高的黑泥的加入，将恶化氧化条件。

因此，解决黑心质量缺陷的第一步是解决有机物含量和坯体塑性强度的问题，如膨润土、沸石、高岭土等原料成为首选，高效坯体增强剂成为辅选。如果第一步没处理好，就会出现黑心质量缺陷，属于第一种情况。

解决了有机物和强度问题后，并不一定解决了黑心问题。如果抛光废渣加入量过大或者抛光废渣中的碳化硅含量发生了波动且过渡金属氧化物含量也较少的情况下，也会出现整体黑心。但是基本仍均匀分布，无大气泡出现，属于黑心的第二种情况。这种情况除了影响美观和导热系数外，并无大碍，可以作为一类产品出售。市场有一些多孔保温陶瓷就是灰色或黑色的。

第三种黑心主要是由于温度制度出现了问题，在1050 ℃之前，有机物质碳化后没有被氧化充分，留有石墨化的夹心。随着温度的提高，进入发泡育种阶段后，石墨化的碳与过渡金属氧化物反应，产生大气泡。因此，解决这类缺陷要求坯体始融温度略高些，氧化还原反应阶段略长些，温度更平缓些。

要想获得低体积密度的保温发泡陶瓷，就需要解决碳化硅含量。如果氧化不充分，作为抛光废渣中的关键成分碳化硅微粉就会反应不完全，会直接导致其黑心，同时还会产生更多的气泡，这也是保温发泡陶瓷的瓶颈之一。为了解决氧化不足的问题，往往加入过渡金属氧化物，如三氧化二铁、二氧化锰、高锰酸钾或二氧化钛等，一般采用三氧化二铁，因为它具有最廉价和资源最丰富的优点。但是，倘若出现泥浆沉淀或者原料不稳定，抑或泥浆细度问题，部分位置出现三氧化二铁含量偏高情况，就会出现鼓泡，或者致密度不均等现象，也会造成局部黑心和出现大气泡，机械还原性铁屑也同样会产生局部黑心和大气泡。这是第四种黑心情况。第四种情况，原因复杂，任何影响局部致密度、烧结温度、气氛、氧化还原成分的情况都会产生，也最棘手。但如果控制好生产工艺，也会较易解决此问题。

利用抛光砖废渣生产轻质发泡保温陶瓷是一种新工艺，把握新工艺的发泡氧化反应机理和生产特点是解决问题的根本方法。（韩复兴）

关于陶瓷釉用黑料在使用过程中

需要注意的问题

陶瓷釉用黑料从结构上来划分，属于尖晶石系列。由于含有不同的元素，不同的尖晶石可以有不同的颜色，如镁尖晶石在红、蓝、绿、褐或无色之间；锌尖晶石则为暗绿色；铁尖晶石为黑色等等。陶瓷黑料属于复合尖晶石组合发色。尖晶石结构呈坚硬的玻璃状八面体或颗粒和块体。自然界中的天然尖晶石出现在火成岩、花岗伟晶岩和变质石灰岩中。有些透明且颜色漂亮的尖晶石可作为宝石，有些作为含铁的磁性材料。用人工的方法可以造出200多种尖晶石。

作为尖晶石结构的陶瓷色料来说，高温稳定性和化学稳定性是非常突出和明显的，常用的棕色和草绿等都属于这类结构。但是由于在不同的基础釉料中陶瓷色料配方中的成分溶解率有一定的差异。例如在含有氧化锆成分的基础釉料中含有锆成分的镨黄、锆铁红等产品的发色会明显的好于其他不含锆的色料产品。同样在含有高锌的基础釉料中，铁系列发色的金黄和深棕产品的发色也会相对较好。而作为陶瓷黑色的艳黑和钴黑系列产品来说，基础釉料中的常见成分氧化锌和氧化锆都是不利于黑色发色的。而且氧化锌和氧化锆都具有乳浊效果，以及促进结晶的作用。因此，在生产中如果釉料的烧成温度高或者是含锆成分较高时，釉用黑色产品都有可能出现釉面析晶或者发色明显降低的情况。生产中常出现在锆白釉料中出现钴黑产品，釉面析晶出现钴蓝色彩点的现象。特别是在钴黑产品使用过程中，釉料中氧化钴和氧化锆含量越高，釉面析晶出现钴蓝颜色点状的情况就越明显。另外，在含氧化锌或者氧化锆较高的高温釉料中，艳黑产品容易出现棕色，特别是随着釉料烧成温度的增加，出现红棕色调的趋势会更加的明显。

另外，笔者也有接到福建某陶瓷企业技术人员的咨询，佛山某些陶瓷色釉料企业生产的釉用黑色产品出现不耐高温的情况。特别是在日用瓷中煅烧温度超过1250℃之后容易出现釉面析晶的情况。通常来说艳黑类产品出现这种情况是比较多见的，从艳黑产品的配方中可知，氧化锰的降温效果是非常明显的，色料配方中氧化锰的含量直接关系到黑色在釉料中的高温稳定性。色料产品中的主要原材料的性能指标都将直接影响产品的最终品质，或许使用低劣原材料可以在某些条件下达到正常的性能指标，但是在更严格的检测条件下，不合格原材料和优质原料还是能够区别开来。特别是做品牌的企业，一定要保证产品原材料的品质。（秦威）

喷头灰度打印功能与打印质量的关系答疑

问：请问彭总，什么是喷头的灰度打印功能，它与打印质量有什么关系？

答：灰度打印是指，在同一个喷头（喷孔）里，可以按照需要喷出不同大小（体积、直径）的墨滴的功能。它的实施方案一般是，在同一个喷孔里，通过控制压电体的振动，在间隔很短的时间内接连喷出一个至多个小墨滴，小墨滴在脱离喷嘴之前把数个小墨滴溶成一个大的墨滴。如图1所示。

在打印有深浅过渡的产品时，灰度功能与打印质量关系密切。因为，在二态(只有一种大小墨滴)打印模式下，当需要打印更浅的区域时，只能够减少打印的点的密度（dpi）来实施。但是，如果有灰度功能时，可以通过喷出更细的点来实施，这样保证了图案的像素（dpi）不变（见图2）。所以，用灰度打印的图片一般层次比较丰富，深浅过渡自然。比较迎合当今追求高清，立体感的市场需要。

（彭基昌）

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