摘要：搪玻璃瓷層性能與搪玻璃釉的化學(xué)組成、熔制工藝、搪燒工藝、搪玻璃層瓷層厚度及均勻性和搪玻璃層 缺陷控制都有密切的關(guān)系，瓷層性能的好壞決定搪玻璃設(shè)備的使用壽命 。 異色點(diǎn)是搪玻璃瓷層常見的缺陷之一，本工作分析了產(chǎn)生異色點(diǎn)的原因并根據(jù)不同情況確定了合理的解決方案。

關(guān)鍵詞：搪玻璃；搪玻璃設(shè)備；異色點(diǎn)；耐酸性；搪燒工藝

搪玻璃在我國俗稱“ 工業(yè)搪瓷”，主要是從搪瓷的概念延伸而來。

1    搪玻璃的定義

在金屬基體上涂覆玻璃質(zhì)釉（玻璃體為主，含有少量磨加物、氣泡等），經(jīng)高溫?zé)珊笮纬傻囊环N耐強(qiáng)酸、耐堿、耐高溫和表面光滑的功能性復(fù)合材料^[1-2]  。

分析定義可知搪玻璃有以下特點(diǎn)：

(1) 由兩種材料組成；

(2) 在高溫下燒成，發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)；

(3) 兩種材料產(chǎn)生密著、牢固的結(jié)合；

(4) 一種具有特殊性能 的復(fù)合材料。 由搪玻璃材料制成的設(shè)備就叫搪玻璃設(shè)備。

2    搪玻璃瓷層異色點(diǎn)來源

2. 1    來源于瓷釉熔塊

當(dāng)熔制搪瓷釉塊時(shí)，如果局部的混合料較長時(shí)間未熔化，其中的石英、長石就會(huì)呈燒結(jié)狀態(tài)，特別是石英 在 1100~1300 ℃左右易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，生成一種“ 蛋白石”晶體，它的比重比玻璃液輕，而且在這個(gè)溫度難熔化成玻璃態(tài)，冷卻后就存在于搪瓷熔塊中。到搪燒階段，由于搪燒時(shí)間比較短，更不能熔解在瓷釉中，這樣瓷層中就出現(xiàn)隱隱約約的異色點(diǎn)。

長石（尤其是當(dāng)石英、長石潮濕時(shí)）有時(shí)會(huì)燒結(jié)成長石質(zhì)晶體而較難熔成玻璃，也會(huì)產(chǎn)生異色點(diǎn)。

2. 2    來源于磨加粘土

由于粘土潮濕，球磨時(shí)粘土以微小顆粒單獨(dú)存在，900℃左右粘土變成脫水高嶺石，形成的晶體呈白色，與瓷釉燒成后形成隱隱約約的異色點(diǎn)。

2. 3    來源于球磨過程

研磨釉料的球磨機(jī)^[3] 內(nèi)壁及球石材質(zhì)為氧化鋁，氧化鋁是白色晶狀粉末或固體，熔點(diǎn)為 2050℃ 。 如研磨過程中球磨襯里或球石有破損，就會(huì)在瓷粉中引入細(xì)微的氧化鋁粉末晶體，瓷釉燒成后會(huì)產(chǎn)生明顯的異色點(diǎn)。

2. 4    來源于搪燒過程

(1) 油水分離器的噴槍中混有油水汽，由于過濾不徹底，油水汽混合造成瓷層淺色異色點(diǎn)。

(2) 若搪燒爐窯有破損，爐窯內(nèi)的氣氛中混入一定量煙氣中的二氧化硫(SO₂)、二氧化碳(CO₂ ),造成瓷 層的游離鈉離子(Na⁺) 生成硫酸鈉(Na ₂SO₄)、碳酸鈉(Na₂CO₃) 等白色物質(zhì)。

(3) 噴涂環(huán)境不是密閉獨(dú)立房間，噴涂及烘干處理過程中雜質(zhì)混入搪玻璃層內(nèi)部，或飄落在搪玻璃層表面 。搪燒進(jìn)爐、出爐打開爐門時(shí)有雜質(zhì)飄落在瓷面表面 。這些雜質(zhì)都會(huì)造成瓷層出現(xiàn)異色點(diǎn)。

(4) 噴涂過程中不小心滴落在未燒制搪玻璃層的水漬、汗水導(dǎo)致產(chǎn)生異色點(diǎn)。

2. 5    來源于泡粉容器

浸泡粉容器如采用塑料材料，容器使用時(shí)間久了邊部可能掉落塑料碎屑，混入釉料燒出瓷面會(huì)出現(xiàn)有機(jī) 物異色點(diǎn)。

2. 6    來源于調(diào)制釉漿用水

自來水及天然的井水中有較多雜質(zhì)，如：有機(jī)質(zhì)結(jié)晶碳酸鈣、硫酸根、硫酸根離子和瓷釉中游離鈉離子反應(yīng)生成鹽類。

3    搪玻璃層異色點(diǎn)產(chǎn)生原因分析及解決方法

如果搪玻璃層有異色點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)實(shí)地觀察和分析異色點(diǎn)產(chǎn)生的原因，再采取相應(yīng)的解決辦法。

3. 1    瓷釉熔塊的異色點(diǎn)特點(diǎn)及解決方法

若瓷釉熔塊存在局部沒有熔化的成分，會(huì)導(dǎo)致搪玻璃層中產(chǎn)生隱隱約約的細(xì)小白色異色點(diǎn)，且互熔于搪玻璃層，不會(huì)突出在搪玻璃層表面。

解決方法：嚴(yán)格控制瓷釉引入原料的水份，要控制混料均勻度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，保證瓷釉熔塊無未熔化成分。

3. 2    磨加粘土導(dǎo)致的異色點(diǎn)特點(diǎn)及解決方法

磨加粘土導(dǎo)致的異色點(diǎn)半徑多小于250μm , 包裹在搪玻璃層內(nèi)，與瓷面齊平，手摸無突出感；肉眼可見為朦朧細(xì)白色小點(diǎn)狀，放大鏡看為密集微型氣孔 。 圖1為Dino-Lite AM-413ZT手持式顯微鏡放大200 倍時(shí)觀察到的異色點(diǎn)圖像。

解決辦法：粘土充分烘干，水份控制在0. 5%以下。

3. 3    球磨產(chǎn)生的異色點(diǎn)特點(diǎn)及解決方法

球磨過程中，球磨機(jī)襯里或球石破損混入釉料中產(chǎn)生的異色點(diǎn)，目測(cè)為較規(guī)則的細(xì)小亮異色點(diǎn)，半徑約

圖 1    磨加粘土導(dǎo)致的異色點(diǎn)

為120 μm（過篩 網(wǎng)未破損情況下），包裹于搪玻璃層內(nèi)，與瓷面齊平，手摸無突出感 。 圖2為Dino-Lite AM-413ZT手持式顯微鏡放大200 倍時(shí)觀察到的異色點(diǎn)圖像。

解決辦法：適時(shí)檢查球磨機(jī)襯里及球石，如有破損，及時(shí)更換或維修。

圖 2    球磨機(jī)襯里及球石破損產(chǎn)生的異色點(diǎn)

3. 4    搪燒過程控制不規(guī)范造成的異色點(diǎn)及解決方法

(1) 噴槍中混有油水汽易造成瓷層有異色點(diǎn)，形狀無規(guī)則且區(qū)域大，比較明顯，異色點(diǎn)不會(huì)凸出搪玻璃層，如圖 3 所示。

解決辦法：安裝油水分離器，且每天要定時(shí)排放水 。 噴粉前檢查噴槍、輸氣管是否有油水汽，有問題應(yīng)及 時(shí)更換或檢修過濾器。

(2) 搪燒爐窯破損使?fàn)t窯內(nèi)的氣氛中混有較多的二氧化硫(SO₂ )、二氧化碳(CO₂ ), 造成搪玻璃層表面有游離鈉離子(Na⁺) 生成的硫酸鈉(Na ₂SO₄ )、碳酸鈉(Na₂CO₃) 等白色物質(zhì)。

解決辦法：定期檢查爐窯，爐窯有破損應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，且爐窯頂部應(yīng)開排氣孔。

(3) 搪燒車間環(huán)境對(duì)搪玻璃層質(zhì)量有至關(guān)重要的影響，雜質(zhì)飄落在搪玻璃層表面導(dǎo)致異色點(diǎn)，特點(diǎn)是形

圖 3    混有油水汽造成瓷層表面異色點(diǎn)

狀大小不固定，顏色呈白、黃褐、灰白色等，用手觸摸多數(shù)有突出瓷層感。

解決辦法：噴制產(chǎn)品區(qū)域需采用封閉式空間，且配有除塵設(shè)施，噴房內(nèi)定期清掃；烘干區(qū)域地面及周邊要清掃干凈，無粉塵；燒制爐窯定期清理、檢修；檢測(cè)爐窯氣氛，理想爐窯氣氛為微負(fù)壓，如負(fù)壓過大，打開爐門時(shí)容易將灰塵雜質(zhì)吸入飄落在瓷層表面；產(chǎn)品非搪瓷面薄噴底釉，防止產(chǎn)生氧化皮。

(4) 噴涂過程中水漬、汗水滴落在未燒制的搪玻璃層，燒制后瓷層有異色點(diǎn)，區(qū)域大且比較明顯，形狀有規(guī)則圓形或無規(guī)律異形，異色點(diǎn)不會(huì)凸出搪玻璃層，如圖 4 所示。

解決辦法：制訂作業(yè)指導(dǎo)書，寫明注意事項(xiàng)，提醒操作工人嚴(yán)加注意。

圖 4    汗水滴落在未燒制瓷層產(chǎn)生的異色點(diǎn)

3. 5    泡粉容器不符合要求造成的異色點(diǎn)的特點(diǎn)及解決方法

如果調(diào)制釉漿的塑料容器使用時(shí)間長，邊部掉落的塑料碎屑混入釉漿，燒出搪玻璃層會(huì)出現(xiàn)明顯異色點(diǎn)，一般熔平于搪玻璃層，顯微鏡觀察異色點(diǎn)處為密集型氣泡，半徑大小為 315 左右 μm 。 圖 5 為 Dino-Lite AM-413ZT 手持式顯微鏡放大 200 倍時(shí)觀察到的塑料材質(zhì)產(chǎn)生的異色點(diǎn)圖像。

解決辦法：浸泡粉容器及存放釉漿用容器使用不銹鋼材質(zhì) 。浸泡粉容器、存放釉漿用容器、攪拌工具等 每天使用后必須及時(shí)清洗干凈。

3. 6    調(diào)制釉漿用水造成的異色點(diǎn)特點(diǎn)及解決方法

自來水及天然的井水中有較多雜質(zhì)，且不同地區(qū)的水質(zhì)不 同 。 如有機(jī)質(zhì)結(jié) 晶碳酸鈣，硫酸根、硫酸根離 子和瓷釉中游離鈉離子反應(yīng)生成的鹽類，引起的異色點(diǎn)均為白色。此雜質(zhì)點(diǎn)特點(diǎn)是形狀大小不固定，多數(shù)用

圖 5    塑料材質(zhì)產(chǎn)生的異色點(diǎn)

手觸摸有突出瓷層感，分布比較密集，見圖 6 。

解決方法：為保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，應(yīng)使用蒸餾水或去離子水調(diào)制釉漿 。 必須嚴(yán)格控制調(diào)制漿料添加 的酒精質(zhì)量，建議選擇質(zhì)量比較穩(wěn)定的供應(yīng)商。

圖 6    水質(zhì)原因產(chǎn)生的異色點(diǎn)

4    結(jié)語

搪玻璃生產(chǎn)過程十分復(fù)雜，其產(chǎn)品質(zhì)量與鋼板的質(zhì)量、鋼板的成型工藝、鋼板 的表面處理、瓷釉質(zhì)量、涂搪操作、燒成工藝、燒成爐、爐內(nèi)氣氛、制品的存放條件、組裝質(zhì)量、制品運(yùn)輸和安裝使用、維 護(hù) 質(zhì) 量 等 有 關(guān)^[4-5]。 因此做高質(zhì)量搪玻璃產(chǎn)品要求嚴(yán)格把控每一個(gè)環(huán)節(jié)。

作者：陳鴻美，張 倩，蔣偉忠

本文引用《玻璃搪瓷與眼鏡》2023 年  第 51 卷  第 2 期

參考文獻(xiàn)：

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[4]    余獻(xiàn)忠，陳鴻美．大型搪玻璃設(shè)備受控搪燒的優(yōu)點(diǎn)及對(duì)瓷釉的要求[J] . 玻璃與搪瓷，2006(3) : 16-19.

[5]    張倩，蔣偉忠．熱水器內(nèi)膽濕法噴搪的特點(diǎn)與應(yīng)用[J] . 玻璃搪瓷與眼鏡，2021 , 49(8) :37-40.