【技术】石膏粉在陶瓷领域的分类及应用

点击标题下「粉体圈」可快速关注

在陶瓷生产中，成形模型的制作和一些胎型的制作都会使用石膏粉。市场上有满足陶瓷注浆成形、滚压成形、冷压成形、母模胎型制作用的各种石膏粉。

陶瓷生产中采用注浆成形的品种较多。日用陶瓷的异型大件和小件，全部的卫生陶瓷和艺术陶瓷，特种陶瓷中的理化瓷注浆件，陶瓷烧成用的一些窑具、架托等都采用注浆成形方法生产。注浆成形主要强调石膏模型的吸水性能。一般采用普通β石膏粉或部分采用α与β按比例混合的石膏粉，细度一般为80目～100目。石膏和水的比例一般在(1.2～1.5):1。根据生产品种和生产工艺的不同，石膏和水的比例有所区别。例如在日用陶瓷和特种理化瓷的小件注浆生产中，由于是常压成形且体积较小，对强度要求不高，主要强调模型的吸水性，故石膏和水的比例较小，一般在1.2:1左右。这种模型的吸水率一般为45%～50%，干抗折强度在2.8～3.5Mpa。而卫生陶瓷微压注浆成形生产或日用陶瓷的压力注浆生产中，一般产品件大、模型体积较大，模型需要承受一定的压力，除了主要强调模型吸水性之外，还对模型的强度和防变形能力提出严格的要求，故石膏和水的比例要求大些，一般在(1.35～1.5):1。这种模型的吸水率一般在35%～42%，干抗折强度在3.8～4.5Mpa。

滚压成形是日用陶瓷主要的成形方法。其要求模型有足够的强度、较好的耐磨性和抗冲击能力，同时也要求模型有一定的吸水性和耐热性能。使用的石膏粉主要是高强α石膏粉，或者部分采用混合石膏粉(一般70%的α和30%的β)。石膏和水的比例一般在(1.6～1.8):1，模型的吸水率一般在27%～31%。为了确保模型的强度和防止变形，根据石膏粉种类、产品体积大小和阴阳模成形工艺方式的不同，可微调石膏和水的比例，一般体积件小时比例小些，在(1.6～1.7):1;体积件大时比例高些，在(1.7～1.8):1，有的甚至再高些达到2.0:1，这时模型的吸水率在22%～23%。但要注意比例过高时会出现成形卷坯、不成活现象。

冷压成形是日用陶瓷生产中一种特殊的成形工艺方法，也叫塑压成形。它是随着日用陶瓷行业异形件的越来越多而发展起来的，特别适用于生产带浮雕图案的大件和异型大件产品。对于滚压成形无法生产的品种，除了采用注浆成形方法外，就是采用这种成形工艺方式。使用的石膏粉也是高强α石膏粉。石膏和水的比例一般使用在(1.6～1.8):1，模型的吸水率一般在27%～31%。上扇模型的石膏与水的比例相对小些，一般在1.6:1(强调吸水);下扇模型的石膏与水的比例相对大些，一般在1.8:1。这种石膏粉主要保证模型的强度、耐磨性能和有较低的膨胀系数，同时也保证模型有一定的吸水性能和透气性能。

这种石膏粉的细度一般在250～300目。它是在α石膏粉中加入特殊的外加剂，或者在α石膏蒸压加工过程中采用特殊的工艺，加入媒晶剂，改善了高强α石膏粉的结构性质，形成特殊的高强石膏粉。这种石膏粉对吸水率不做要求，主要是要求强度高、硬度高、膨胀率要低以及胎型表面要有较高的光滑度。这种石膏粉的标准稠度需水量很低，生产中石膏和水的比例可达到(2.3～2.85):1，凝固时间长，可搅拌10～15分钟不凝固，其干后抗折强度可达到11.5Mpa。实际生产表明，在如此高的比例下石膏浆体的流动性能、凝结性能仍然良好，工艺操作仍能正常顺利地进行，且石膏粉的膨胀率很小。这种石膏粉的价格很高，国产原模母模石膏粉一般都在每吨5000元左右。国内有一些生产这种石膏粉的厂家，如河北邢台的双华、山东的金信、河北唐山的兴华等。

一般白度高的石膏粉细度细，质量好，价格高;而发灰黑、里面有黑色杂质的石膏粉质量较差。用手的拇指和食指搓捻石膏粉，手感发沙粗糙的石膏粉细度糙，质量较差，价格较低;而手感细腻的石膏粉细度细，质量较好，价格较高。

石膏粉是一种结晶混合物，其内会含有生石膏、半水石膏和无水石膏(过烧石膏)。在炒制过程中欠火发嫩有生石膏，或者火大、炒制时间过长造成过烧有无水石膏，这都影响石膏的凝结时间，影响生产正常使用。有时由于石膏粉放置时间过长受潮，也影响正常使用。根据实践经验，通过测定结晶水的含量，可判断石膏粉质量的好坏。一般合格的石膏粉结晶水的含量在4.5%～5.5%。若石膏粉的结晶水含量远低于此标准值，则说明石膏粉过烧，注模时凝结时间太长甚至不凝固;若石膏粉的结晶水含量远高于此标准值，则说明石膏粉欠火或者受潮，注模时凝结时间短。

凝结时间包括初凝时间和终凝时间。石膏粉凝结时间的标准是：在标准稠度下，一般初凝时间不小于6分钟，终凝时间不大于25分钟。适宜的凝结时间是石膏粉在生产中正常使用的必要条件。初凝时间过短或终凝时间过长都不好。如果在使用中初凝时间太短，小于6分钟，则证明石膏粉没有炒熟夹生，或新炒制没有陈腐期，或石膏粉受潮，影响注模操作，表现为生产中注桶，耽误生产;若终凝时间太长，远大于25分钟，则说明石膏在炒制时过烧，里面含有过烧石膏，表现为石膏浆太稀，注模时易漏浆，甚至石膏浆不凝固，影响生产。

在大生产石膏和水的比例下，通过测量试饼的直径(流动度)大小，来判断石膏粉质量的优劣。检测时应固定水量的大小，所采用的工器具和实验方法应一致。在大生产石膏和水的比例下，若生产中正常使用的合格石膏粉的试饼直径为D，待检石膏粉试饼直径为d。如果d远远小于D，甚至浆体不流动平铺，则说明石膏粉没有炒熟、发嫩，或受潮内部含有生石膏，影响注模操作甚至不能使用;如果d远远大于D，浆体很稀流动性强，则说明石膏粉过烧，注模时凝结时间太长甚至不凝固，也无法使用。用此方法还可区分是普通石膏粉还是高强石膏粉。在同样的膏水比例下，若浆体稀、流动性强，试饼直径大，同时硬化后强度高，则一般是高强α石膏粉;反之，若浆体粘稠、流动性差，试饼直径小，则一般是普通β石膏粉。

↓↓↓ 点击"阅读原文"