一种搪瓷面釉的制备工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

搪瓷工业最近十几年的经历了跨越式的发展，无论是在技术改进与创新方面，还是在各领域的开发使用方面，都有了长足的进步。以往的搪瓷产品常用在日用器具上，现在不仅在家电、五金、高档卫生洁具、厨房及家用高档日用器具、街道家具上使用，而且还广泛应用在工业生产设备上（如各种反应罐、电站脱硫脱硝传热装置）。纵观近几年搪瓷行业的发展史，技术的不断进步也推动了行业的快速发展。但是，国内的新型搪瓷的持续开发却不如外国，导致目前我国新型搪瓷品种较少，不符合现代发展需求。事实上，国内在新品开发上有很大的发展空间。结合现代技术装备的开发利用，搪瓷行业将会呈现更加广阔的发展前景。

本课题是研究一种可在750℃下熔融的搪瓷面釉，其主要应用在耐酸工业设备中，要求面釉具有较好的耐酸性、耐碱性，较好的密实性和一定的强度。据文献报道，一般用于铸铁钢板的瓷釉，其烧成温度都大于800℃，烧成温度过高会导致制品变形，这是因为铁在721℃以上会发生晶型转变（由α-Fe转变为γ-Fe），在一定的温度范围内，温度越高反应越剧烈。要想制备出低温瓷釉，就要在原来硅酸盐体系的基础上进行改进。

针对这个问题，国内外进行了不同的工艺改进。其一是瓷釉体系的改变。传统的硅酸盐体系由于含有大量的二氧化硅，导致烧成温度提高，难以满足实际应用的需要。后来逐渐发展的硼硅酸盐体系及复合硼酸盐体系不仅在烧成温度的降低上有明显的改善，而且在其他的理化性能上（如膨胀性能等）也与普通瓷釉很接近。在此体系的基础上，研究发现加入其他的一些氧化物能有效改善瓷釉的某些性能。如万钧等人研究发现加入纳米二氧化硅能很好的提高钢板搪瓷的耐酸化学稳定性；梁忠友等人发现加入氧化锆等晶核剂能显著提高微晶搪瓷的硬度、耐磨性和抗冲击强度；陈若仙等人研究稀土在搪瓷面釉的作用时发现加入适量的稀土能有效改变面釉的悬浮性，为实际使用带来了巨大的便利；徐子阳研究低温瓷釉时加入了少量的粘土、膨润土和亚硝酸钠等也能有效促进釉料的悬浮，改善其操作性能。其二是搪瓷方式的改变。釉料的涂搪方式主要有一次搪和二次搪。一次搪是将釉料涂到处理的金属表面，经干燥烧成得到具有底釉和面釉双重作用的搪瓷涂层。而二次搪是将底釉和面釉经过两次分别涂搪上去。一次搪工艺由于是一次烧结出搪瓷涂层，在制备工艺上相对粗糙，生产的涂层制品质量上可能容易出问题。在高档陶瓷面釉的制备上，这种搪瓷方法显然不适用，而二次搪在控制涂层制品的质量上会更具有优势。

2. 研究的基本内容与方案

综合国内外的研究现状，制备低温陶瓷面釉的关键在于三个方面（1）如何显著降低其烧成温度？（2）如何明显改善其理化性能（耐酸耐碱性、密着性、强度、膨胀性能等）（3）如何有效提高釉料的施工性能（如料浆的悬浮性）

针对第一个问题，通过引入氧化钾、氧化钠可以有效降低釉料的烧成温度；针对第二个问题，适当提高二氧化硅的含量可以增强涂层的耐酸性，引入镍、钴的氧化物能提升釉层的密着性能；针对第三个问题，在釉料配制中加入少量粘土、膨润土、亚硝酸钠等改善料浆的悬浮性，便于施工。同时，引入少量的萤石将会起到助熔的作用。

基于以上的设想，我们的面釉采用sio₂-al₂o₃-na₂o-k₂o低共融体系，并引入辅助料cao、fe₂o₃、co₃o₄、mno、zro₂、f等，将会很好改善提高面釉的理化性能。在已报道关于面釉配方的基础上，通过调配各种添加物的比例进行分组试验，以此来寻找最佳配方的比例。所用原料有：硅粉、钾长石、钠长石、氧化锆、石灰石、白云石、铁钴锰的氧化物、萤石、氧化铝等。釉料处理上是将各种原料称量配好后做成熔块釉来使用。具体的工艺路线如下：

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，完成开题报告；

第4-10周：购买试验原料，实施试验方案；

第10-11周：测试试验样品，分析试验数据，整理试验结果；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈若仙,杨建梅,郑建玉,林淑萍. 稀土在搪瓷面釉上应用的研究[j]. 稀有金属与硬质合金,1994,03:26-28.

[2]成圣国. 低硼钛面釉的研究[j]. 中国搪瓷,1995,03:22-28.

[3]李景学,钱蕙春,蒋伟忠. 低温一次搪铸铁搪瓷研究[j]. 玻璃与搪瓷,2011,01:6-9.