《表3 超白砖坯体在烧成过程中的物理化学反应》

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《一种绿色环保高白玻化砖的制备研究》

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烧成是陶瓷工艺的第三个重要工序，是通过高温处理，使坯体发生一系列物理化学变化，形成预期的矿物组成和显微结构，从而达到固定外形并获得所要求效果的工序。坯体的煅烧过程主要分为四个阶段：低温阶段（室温～300℃）、氧化分解与晶型转变阶段（300～950℃）、高温阶段（950～1210℃）、冷却阶段（1210℃～室温）。各阶段的物理化学反应如表3超白砖坯体在烧成过程中的物理化学反应所示。本项目研究了1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、1190℃、1200℃、1210℃、1220℃、1230℃煅烧温度对超白砖制备的影响。图4是不同煅烧温度制备超白砖的吸水率-收缩率，从图中可以看出，当煅烧温度大于1210℃，超白砖的吸水率和收缩率呈现递增的趋势，当煅烧温度低于1210℃，超白砖的吸水率和收缩率呈现递减的趋势，当煅烧温度为1210℃，超白砖的吸水率和收缩率达到最佳值，吸水率低于国家标准为0.03%，收缩率为8.39%。这是因为，在K2O-Al2O3-Si O2系统中，当温度在300～950℃期间，石英在573℃发生β-石英→α-石英的晶型转变，伴有0.82%的体积膨胀，并且，在920℃时形成少量液相，其可起到粘结颗粒的作用，使颗粒之间的距离变小，从而使坯体的机械强度增加。粘土在925℃左右经过放热反应，生成铝硅尖晶石开始转化为莫来石，长石约在1170℃开始分解，析出白榴石并生成液相，在1210℃左右，随着温度的升高，石英的溶解度迅速增大，石英含量降低，从而熔体的成分不断变化，大量液相的产生，一方面促使晶体发生重结晶，由于细晶溶解度大于粗晶，所以小晶体溶解后就向大晶粒上沉积，导致大晶粒尺寸进一步长大，另一方面液相起着致密化的作用，由于表面张力的拉紧作用，使它能填充颗粒间隙，促使固体颗粒相互靠拢，从而使莫来石、残余石英与瓷坯中的其它组分彼此合成整体，组成致密的具有较高机械强度的瓷坯。因此，当煅烧温度为1210℃，超白砖的吸水率和收缩率达到最佳值。