Vai trò của Wollastonite trong ngành gốm sứ

I. Hạ nhiệt độ nung

Bột wollastonite có tác dụng đáng kể trong việc giảm nhiệt độ nung trong vật liệu men gốm. Điều này chủ yếu là do thành phần hóa học độc đáo và cấu trúc tinh thể của nó. Thành phần chính của wollastonite là CaSiO ₃. Trong quá trình nung gốm, nó có thể phản ứng với các thành phần khác trong thân gốm để tạo thành eutectic có nhiệt độ nóng chảy thấp. Ví dụ, wollastonite và kaolin có thể phản ứng ở nhiệt độ từ 900 đến 1000°C để tạo thành fenspat canxi, trong khi nhiệt độ phản ứng để cao lanh tự tạo thành mullite thường là từ 1250 đến 1350°C. Việc giảm nhiệt độ phản ứng này cho phép gốm đạt được trạng thái thiêu kết tốt ở nhiệt độ thấp hơn.

Trong thực tế sản xuất, lấy một nhà máy gốm sứ nào đó làm ví dụ, trước khi sử dụng bột wollastonite, nhiệt độ nung của thân gốm truyền thống thường trên 1200°C. Tuy nhiên, sau khi thêm một lượng thích hợp (thường là 5% - 20%, tùy thuộc vào loại gốm sứ và công thức) bột wollastonite vào nguyên liệu thô, nhiệt độ nung có thể giảm xuống 1000 - 1100°C. Việc giảm nhiệt độ nung mang lại nhiều lợi ích. Một mặt, nó rút ngắn đáng kể thời gian bắn. Chu kỳ nung ban đầu có thể mất 10 - 12 giờ giờ đây có thể rút ngắn xuống còn 6 - 8 giờ, nâng cao hiệu quả sản xuất. Mặt khác, mức tiêu thụ nhiên liệu giảm đáng kể. Theo thống kê, chi phí nhiên liệu có thể giảm từ 20% - 30%, đồng nghĩa với việc tiết kiệm chi phí đáng kể cho các doanh nghiệp sản xuất gốm sứ.

II. Cải thiện hiệu suất sản phẩm

Một. Tăng cường tính chất cơ học: Cấu trúc tinh thể dạng sợi hoặc dạng kim của bột wollastonite có thể tạo thành cấu trúc mạng lưới đan xen trong thân gốm, giống như tác dụng gia cố của các thanh thép trong bê tông. Điều này cải thiện hiệu quả các tính chất cơ học của gốm sứ. Khi gốm chịu tác dụng của ngoại lực, các cấu trúc tinh thể đan xen này có thể phân tán ứng suất và ngăn chặn sự giãn nở của các vết nứt, từ đó tăng cường độ bền uốn và khả năng chống va đập của gốm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung một lượng bột silicon dioxide thích hợp vào thân gốm có thể tăng độ bền uốn lên 10% - 30%, đồng thời khả năng chống va đập cũng được cải thiện đáng kể, giúp sản phẩm gốm bền hơn và ít bị hư hỏng hơn khi sử dụng hàng ngày.

b. Giảm vết nứt và cong vênh: Hệ số giãn nở nhiệt thấp của bột wollastonite là 6,5×10⁻⁶mm/(mm・oC) ở 25 - 800°C. Trong quá trình nung và làm nguội gốm sứ, đặc tính giãn nở thấp này giúp giảm ứng suất bên trong thân do thay đổi nhiệt độ, giảm hiệu quả xác suất nứt và cong vênh trong sản phẩm gốm sứ. Ví dụ, trong sản xuất gạch men xây dựng, thân được thêm bột wollastonite có độ phẳng tốt hơn sau khi nung và độ ổn định kích thước cao hơn, cải thiện đáng kể tỷ lệ chất lượng của sản phẩm và giảm tỷ lệ lỗi.

c. Tăng độ bóng bề mặt men: Thêm bột wollastonite vào men có thể cải thiện đáng kể độ bóng của bề mặt men. Bột Wollastonite có thể cải thiện hiệu suất nóng chảy của men, cho phép men trải đều hơn trên bề mặt thân gốm trong quá trình nung, tạo thành lớp men mịn và phẳng. Đồng thời, nó có thể thúc đẩy sự tăng trưởng và phát triển của các tinh thể trong men, tối ưu hóa cấu trúc vi mô của lớp men, từ đó tăng cường khả năng phản xạ và khúc xạ của bề mặt men, làm cho bề mặt men sáng hơn và bóng hơn. Một số bộ đồ ăn bằng gốm sứ cao cấp và gốm sứ nghệ thuật khi sử dụng hợp lý bột wollastonite trong men có thể tăng độ bóng của bề mặt men lên 15% - 25%, nâng cao tính thẩm mỹ và giá trị gia tăng của sản phẩm.

d. Tăng sức mạnh cơ thể: bột wollastonite trong thân gốm cũng có thể thúc đẩy quá trình cô đặc của cơ thể. Trong quá trình nung, các khoáng chất như canxi fenspat được hình thành do phản ứng của wollastonite với các thành phần khác lấp đầy các lỗ chân lông trên cơ thể, làm cho cấu trúc cơ thể trở nên rắn chắc hơn, từ đó tăng cường sức mạnh của cơ thể. Sự gia tăng độ bền này không chỉ thể hiện ở các tính chất vật lý của gốm mà còn có tác động tích cực đến quá trình xử lý và sử dụng tiếp theo của chúng. Ví dụ, trong quá trình cắt và đánh bóng gốm sứ, lõi có độ bền cao sẽ dễ xử lý hơn và ít bị hư hỏng cũng như các vấn đề khác.