陶瓷｜详细分析陶瓷釉料的4大主要性质及膨润土的10大用途
(一)釉的熔融温度：
釉和玻璃一样，无固定的熔点，只是在一定温度范围内逐渐熔化，因而熔化温度有上限和下限之分。熔融温度下限是指釉的软化变形点，称为釉的始融温度。熔融温度上限是指成熟温度，即釉充分熔化，在坯体上形成平滑光亮之釉面，通常称为釉的熔化温度或熔融温度范围。
为了提高制品釉面的光泽度，釉的熔融性能必须符合坯料烧成性能的要求。从理论上说，釉的始熔温度应高于坯料中碳酸盐和硫酸盐等有机杂质的分解温度;而成熟温度应低于坯料烧结温度之上限。还要求釉的高温流动性好，熔融温度范围宽。如釉的始熔温度低，则坯体在高温下分解的气体不易排出，造成釉面发生气泡而降低光泽度。若成熟温度高于坯料烧结温度之上限，则影响制品变形。
釉的熔融温度与釉的化学组成、细度密切有关，也因釉浆的均匀程度和烧成时间的长短及熔性的变化而有所改变。化学组成的影响主要取决于釉中的Al2O3、SiO2和熔剂的配比，以及熔剂的种类与含量。实践得知，相对提高釉中的Al2O3含量或在釉料配方中引入少量的瓷粉或粘土熟料，可提高釉的始熔温度相对提高釉中的熔剂含量或调整熔剂原料的种类，可以降低釉的成熟温度。其细度控制比坯料宜细，万孔筛(即250目)的筛余一般应小于0.05%。
(二)釉的高温粘度：
釉的高温粘度在很大程度决定了釉的流动性。釉的粘度过小，则流动性过大，易造成流釉等缺陷。融的粘度过大，则流动性差，釉面不易展平，易引起桔釉等弊病。
釉的高温粘度主要取决于釉的化学组成，但与烧成温度也有密切关系。在同一温度下Na2O比K2O的度小。CaO、MgO、ZnO在高温下能降低釉的粘度，但在低温时却增大粘度。Al2O3和TiO2均可增大釉的粘度。如釉中含SiO2过多，尤以游离状态存在时，不仅会增大釉的高温粘度，还会提高釉的成熟温度。
(三)釉的表面张力:
釉的表面张力，对釉的外观质量影响很大。表面张力过大的釉，会阻碍气体的排除和熔融液的均化，容易引起缩釉(滚釉)与针孔等缺陷，易使釉难以展平而形成桔釉等弊病。表面张力过小的釉，则易产生流釉现象，使釉层厚薄不匀。
釉的表面张力大小，与釉的化学组成有密切关系，且随着烧成温度的提高而减小(负温度系数)。温度每升高10℃，表面张力大约减小1—2%。在化学组成中，碱金属离子对降低釉的表张力作用较强，其降低表面张力能力的顺序为K+＞Na+＞Li+。二价金属离子对降低釉的表面张力作用，不如一价碱金属离子显著，其降低表面张力能力的顺序是:zn++＞Ba++＞Sr++＞Ca++＞Mg++。SiO2对釉的表面张力的影响，取决于釉的硅酸盐熔体的成分，当有钠存在时，SiO2能降低表面张力，Al2O3则提高釉的表面张力。
(四)釉的膨胀系数
陶瓷和金属等物体一样，在加燃时都会伸长，而冷却后又缩回原状。但陶瓷比金属的线膨胀系数小得多，据有关资料介绍，其数量级一股在10-6~10-7/℃之间。当温度升高1度，仅比原有的长度增长百万分之一到千万分之一。而体膨胀系数约为线膨胀系数的3倍。
下列几种氧化物在0—100℃温度范围内，其体膨胀系数为:
Na2O 10.0×10-7 BaO 3.0×10-7
K2O 8.5×10-7 P2O5 2.0×10-7
Al2O3 5.0×10-7 LiO2 2.0×10-7
CaO 4.4×10-7 ZnO 1.8×10-7
PbO 4.2×10-7 SiO2 0.8×10-7
TiO2 4.1×10-7 MgO 0.1×10-7
FeO 4.1×10-7 B2O3 0.1×10-7
按上述系数，以加和性法则计算，體陵各厂曾用的3号长石釉，其线膨胀系数为60.3×10-7(按釉配方:长石40%，石英30%，香炉坡泥20%，镁质粘土10%，外加方解石2.25%。减除灼失的成份为:SiO278.30%，Al2O310.54%，Fe2O30.19%，CaO1.15%，MgO0.66%，K2O5.90%，Na2O1.26%，而实验测定在100~900℃的平均数值为50.1×10-7。这是由于釉是不完全熔融的玻璃体，因而计算所得的数据与实际测定的结果有较大的误差，只能作为参考和比较。釉的膨胀系数与化学组成的关系是较复杂的，釉中各种氧化物对釉的膨胀系数有完全不同的影响。例如Na2O的膨胀系数几乎是MgO的一百倍。因此，增加釉中的Na2O含量，会加大釉的膨胀系数;而增加MgO的含量，则显著降低釉的膨胀系数。
膨润土的10大用途
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构 ，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用，有300多个产品,因而人们称之为"万能土"。
膨润土用途非常广泛，让我们来了解一下吧！
1.铸造行业
铸造用膨润土是膨润土最大的用户，每年用量为110万吨。
膨润土应用于铸造主要应用于粘土粘结砂中，因为膨润土具有粘结力强、可塑性高、脱膜好、透气性优、高温湿态条件下物理化学性能稳定等特点。粘土粘结砂作造型材料生产铸件，本是历史悠久的工艺方法，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。
近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的，粘土湿型砂适应造型条件的能力极强。铸造用膨润土主要有钠基膨润土和钙钠膨润土两类，钠基膨润土是由天然钠基膨润土或人工钠化膨润土加工而成，以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业所欢迎。
因具有良好的可塑性，可遏止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象，加之成型性强、型腔强度高，便于金属行业浇铸湿态或干态型模，是精密铸件首选的型砂粘结剂。钙钠膨润土由天然基钙钠膨润土加工而成，是轻型铸件普遍采用的型砂粘结剂。它以实用和铸件清砂便捷而受用户欢迎。
和其他黏结剂相比，膨润土有一个重要的特点，就是它具有一定的耐热能力。只要加热温度不太高，脱除了自由水的膨润土只要加水，仍能恢复粘能力。膨润土的粘结能力只有在加水以后才能表现出来。膨润土失去粘结能力，也与它的脱水有关。到目前为止，认为膨润土中的水分有三种形态：一种水是自由水，即膨润土颗粒吸附的水，加热到100℃以上，就可脱除自由水，脱除了自由水的膨润土，粘结能力不受影响；二种水是牢固结合水，110℃下长时间加热，膨润土可完全脱除自由水，但不会脱除牢固结合水。
已完全脱除自由水的膨润土，再在较高的温度（如200℃，300℃）下加热仍会继续减重，说明仍有水分损失。膨润土经这样加热脱水后，只要加水，能完全恢复粘结能力；三种水是晶格水，也有人称之为结构水。晶格水只有在相当高的温度下才能部分或全部脱除。膨润水的晶格水脱除以后，即丧失粘结能力，成为死粘土。
不同的膨润土，丧失粘结能力的温度不同。由差热分析实验证明：一般来说，天然钠膨润土的失效温度为638℃，钙膨润土为316℃。人工活化的钠膨润土，由于活化条件各异，失效温度不一，但都低于天然钠膨润土。
2.钻井泥浆
钻井泥浆用膨润土是膨润土第二大的用户，每年用量为70万吨。
膨润土是一种以蒙脱石为主要组分的粘土类矿物，具有强烈的吸水性，能吸收相当 于本身体积8倍的水，体积膨胀10～30倍，在水溶液中呈悬浮和胶凝状态。在进行油、气钻井等项工作时，要使用泥浆来冷却钻头、清除碎屑、保护井壁及平衡地压。膨润土分散性好、出浆量大，因此是制造钻井泥浆的理想材料。
用作钻井泥浆的膨润土，最重要的技术要求是悬浮性质、湿筛分析和水分含量。
膨润土在钻井中的重要作用，使它的用量非常大。据了解，平均每采一口井，大约使用膨润土８吨。
3.铁矿球团
铁矿球团用膨润土是膨润土第三大的用户，每年用量为45万吨。
铁矿球团用膨润土是现代冶金工业的重要附料之一，将精矿铁粉加适量膨润土和水混合后在造球机中滚动成球状，然后干燥预热、焙烧结成有高强度的球团再进行冶炼。
4.活性白土和颗粒白土
活性白土是用膨润土加工而成的一种化工产品，具有活性炭的多种功能，且价格远比活性炭便宜。
因此，广泛应用于石油工业的各种矿物油、油脂工业的动植物油，固、液体石蜡、脂肪酸、废油再生、乙醇和苯等脱色精制。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清、制糖工业的糖汁净化、化学工业的催化剂载体、粉剂农药的添料等。
我国活性白土的生产厂家约40个，年产量约为42万吨。
最大的生产装置能力为5万t/a。活性白土的产地主要集中在东北、华北、华东等地区，产量占了全国的70%以上。目前，我国活性白土的需求量为65万t/a左右，每年还进口约4万吨。
颗粒白土是以活性白土为主要原料，经科学配方，化学处理而成的，外观为不定型小颗粒状，它比活性白土有更高的比表面积和颗粒强度，性能稳定，选择性好，具有很高的吸附能力，广泛用于石化行业芳烃提纯，航空煤油精炼，也用于润滑油、基础油、柴油等油品的精制，脱除油品中残余的烯烃、胶质、沥青、碱性氮化物等杂质。
目前，国内颗粒白土主要是替代美国TONSIL颗粒白土，用于芳烃联合装置中的烯烃脱除，航空煤油、溶剂油精炼等，纯苯精制，起到脱除少量氮化物、胶质、色素等作用。颗粒白土有时也叫滤油硅胶，使用滤油硅胶可以很好去除酸质和油泥、生物胶体、绝缘材料的浸出物,可除去水份、杂质和色谱分析烃类气体，可用于污水处理和有毒气体的过滤及石化油工业催化裂化。
5.干燥剂
膨润土干燥剂具有吸附活性，静态减湿和异味去除等功效。广泛应用于不能采用油封，气相封存的产品中诸如：光学仪器、电子产品、医学保健、食品包装及军工产品和民用产品的干燥空气封存。与硅胶相比具有价格低廉，吸附速度快，制备成本低等优点。
与目前市售的其它类型干燥剂相比较，不仅吸附速度快，吸附能力高且无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染等特点，尤其应用于食品包装，对人体无损害。
膨润土干燥剂出口量较大。
6.猫砂（颗粒膨润土）
猫砂（颗粒膨润土）采用优质天然膨润土，经过高温干燥精致而成，具有色泽洁白美观，吸附力强，比重小的特点，经久耐用，适用于家庭宠物清洁卫生之用。
猫砂（颗粒膨润土）出口量较大。
7.污水处理
用膨润土作动物垫圈料处理废水、臭气膨润土能使动物粪便容易分散、清理。由于圈养动物场和屠宰场、水产加工场产生的污水、臭气对环境有害，可在这些场所撒膨润土，回收高效肥料。
膨润土可作为浑浊水的澄清剂，被污染水的防水剂、污水处理剂等。
用膨润土处理印染废水、煤气洗涤废水、味精厂等废水、废物,去除率达99。5％。
在水库上游撒膨润土可使水库不洁物质絮凝沉入库底经生物净化加以处理。
8.建筑工程
利用膨润土上的润滑性，粘结密封性，增稠性及胶凝性制成泥浆，用于各种土壤作业的衬壁防渗，如隔墙建造，灌浆、沉箱、打桩、土地防渗、水泥及混凝土施工添加剂，固体水利运输，污水处理及隧道盾构润滑等。
用膨润土防渗层铺河道，可把有限的水引向远方。膨润土防水层可用天然钠基膨润土粉直接铺，也可以用膨润土与当地土搅拌夯实，也可以将膨润土夹在两层织物之间形成防水(渗)毯(板)，快速修建起储水池、储水窑、输水渠。
膨润土可做防水材料，如瓦楞纸板装膨润土的防水板、两层无纺布中间夹膨润土的防水毡和一层无纺布一层塑料板中间夹膨润土的双重防水板，该材料已在地铁、大坝底部、垃圾填埋场地下工程中大量使用。
膨润土具有高度的水密性和自身修补复原的功能，其防水有密实性（钠膨润土在水压状态下形成横隔膜，厚度约5mm时，相当于100倍的30cm厚度粘土的密实度）、自保水性能好（钠膨润土和水反应时，具有l3－l6倍的膨胀力，因此能修补2mm以内混凝土表面的裂纹）和具有永久的防水性能（钠膨润土不会发生老化或腐蚀现象）等特性。
膨润土对人体无害，具有极佳的环保性能。施工简便。不需要加热和粘贴，不受气温影响。同时，施工工期短，和其他防水材料比较，施工相对比软简单。只用钉子和垫圈。施工后不需要特别的检查，如果发现防水缺陷也容易维修。
9.食品
在食品中作食品添加剂及乳化剂，可用作补钙和减肥食品。
膨润土可使果汁、糖汁澄清。
膨润土可使硬水软化。
膨润土以固定氮不沉淀的方式用于酒的澄清，减少乙醛的形成以及硫化氢的形成，消除所有外来的气味。
10.涂料
膨润土在造纸工业用作多功能白色涂料，它还在碎浆机中起抗纵摇吸附剂作用、在机械中起保持剂作用、在纸浆中起流变调整剂作用。
膨润土还可生产涂料。在涂料中作粘滞调节剂和白色矿物填料，可部分或全部代替钛白粉；还可部分取代聚乙烯醇，以及用作无纺布、石膏板颗粒的粘结剂。
膨润土可对氧化淀粉粘合剂进行改性，既提高了胶的固含量，减少水份，还可堵塞和填补纸纤维（特别是草浆纸）的空隙，降低水份渗透率，从而提高粘合剂的初粘力和干燥速度。
膨润土由于有良好的物理化学性能，素有“万能”粘土之称，可做粘结剂、悬浮剂、触变剂、稳定剂、净化脱色剂、充填料、饲料、催化剂等，广泛用于冶金、石油、铸造、食品、化工、环保及其他工业部门。
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