中國粉體網訊 為了追求白度,陶瓷行業上下做了非常多的工作。從人工成本高昂的人工揀選物料,存在環保危險的酸洗除鐵,到投資巨大的高強磁除鐵,甚至都開發出了生物除鐵,想從根本上將陶瓷原料中的含色雜質鐵及其化合物除掉,或者盡量降低其含量。在除鐵實在無法進行下去的情況下,甚至有企業往配方里加入昂貴的硅酸鋯類增白劑,可謂為了增白,使出了千方百計,絞掉了無數腦汁。
首先,我們有必要了解下白度在陶瓷原料上的概念。
當一束光線入射至物體表面時,可以同時發生鏡面反射、漫反射、透射等光學現象。白度反應入射光在原料上的漫反射光線的強弱程度。因此,如果希望原料的白度高,就是希望原料燒的餅漫反射強,就體現在燒后的原料餅吸光弱、燒后透光率低以及燒后光澤度弱等。
原料的燒后餅吸光弱,主要體現在兩個方面:
一是,原料本身的帶色雜質。帶色雜質吸收光線,導致白度下降。這是目前陶瓷原料增白的主攻方向。
另一方面,則是原料里面的有機物及其燒成過程影響。如果原料中帶有有機物,尤其是高碳鏈長度即燃點高的有機物,如樹根、煤炭之類的,而恰好原料又是泥類原料,這類原料顆粒度很細,打的餅在燒成過程中,空氣很難在內部流通的,在建陶快速過程中,很容易出現炭化黑心現象,導致原料的白度下降。
燒后透光率低,這個與原料的熔劑性元素含量以及原料礦物組成有關。毫無疑問,原料組成中的熔劑性元素含量越多,如鋰、鉀、鈉、鈣等,尤其是鈉元素,那么燒后的原料餅的白度是越低的。
因為在燒后原料中形成了玻璃相,而玻璃相是透光的,導致光損失,這樣降低了測試白度。有意思的是礦物組成,如果同等組成的原料,一個是天然原料,一個是配料出來的原料,尤其是往原料里面配的是難熔性原料如石英砂,筆者認為配的原料燒后白度和天然原料有一定的差別。其中主要原因是在燒成過程中,原料均勻混合度對燒成性能有一定影響所致。
光澤度及反射光強弱體現在原料燒的餅的表面平整度方面,也是與原料的組成和顆粒度有關。
一方面,原料組分中熔劑性元素越高,其中高折射率如BaO越多,打餅燒后,表面的平整度越好,那么漫反射就越強,體現白度降低。
另一方面,在產生玻璃相含量少的時候,原料的顆粒度對白度影響非常大。如果白色的物料含量高,同時物料非常細膩的話,那么燒的原料餅不單是表面的細原料顆粒對光線有漫反射現象,同時往內部的淺層原料顆粒也有一定的光線反射現象,當然,表面發射是白度提升的最佳方式,指望射入內部的光線再反射出來,是低概率事件。
因此,在這種情況下,白色物料的細膩程度決定就決定了物料的白度高低。如硅酸鋯增白,我們往往看到,在燒結程度低,玻璃相少的情況下,硅酸鋯越細,當作增白劑加入到原料中,增白的效果越強。但事情也有雙面性,顆粒度越小,那么燒成玻璃相的趨勢越大,如果變成了玻璃,非但沒有了增白效果,反而是削弱了。
總的來說,在同樣燒結程度情況下,白度的最大影響因素,還是體現在著色元素含量上。不過了解下原料雜質含量,顆粒度可能對白度的影響方向,也是有一定的借鑒意義。
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