大理石瓷砖半通体技术的研究

李炯志，黄海发，皮小萌，李道杰

（简一陶瓷有限公司，佛山 528031）

生产与应用

大理石瓷砖半通体技术的研究

李炯志，黄海发，皮小萌，李道杰

（简一陶瓷有限公司，佛山 528031）

采用渗花试验技术方案，论证出半通体技术的工艺路线，同时引进了釉线刷坯机,并顺利完成了半通体大理石产品的上线生产，对终端市场通体大理石瓷砖的认知产生了巨大的影响力。

渗花；磨坯；倒角；拉槽

1 前言

在陶瓷装饰行业不断发展的今天，人们在选购瓷砖时不再是仅仅只需求产品表面所带来的美学效果，而产品内部与表面色彩的一致性，也成为了消费者们在选购瓷砖产品时所追求的重要装饰效果之一。早在2012年，笔者公司便率先成立了专门的科研小组，研制“半通体大理石瓷砖”这一攻关项目。目前笔者公司研究的半通体大理石产品已成功上线生产，此举动对终端市场通体大理石瓷砖的认知产生了巨大的影响。

2 实验内容

2.1 实验原料

本实验所使用的原料有印0917渗花釉、印0926渗花釉、铬盐、钴盐、镍盐、乙二醇、甲基、洗衣粉等

2.2 实验工艺流程

本实验的工艺技术流程有两种，分别如下：

工艺技术流程1：砖坯→喷面釉→印渗花釉→喷渗花水/清水→喷甲基水→印普通花釉→烧成

工艺技术流程2：砖坯→印渗花釉→喷渗花水/清水→喷面釉→喷甲基水→印普通花釉→烧成

2.3 产品烧成

本实验采用渗花工艺制作半通体的烧制方法，经过试验调整后的烧成曲线如图1所示。

图1 试验调整后的烧成曲线

3 结果分析与讨论

3.1 印渗花釉对产品表面质量的影响

本实验对印渗花釉的施釉工艺采用两种形式，分别如下：

工艺1：2#线上砖坯→喷面釉→印0917渗花釉→喷渗花水/清水→喷甲基水→印普通花釉→烧成

工艺2：2#线上砖坯→印0917渗花釉→喷渗花水/清水→喷面釉→喷甲基水→印普通花釉→烧成

表1与表2将喷渗花水与喷清水进行对比实验。

实验结果表明：工艺1试验样品为施面釉后印渗花釉，有严重的缩釉现象，表面残留色极深。工艺2试验样品为印渗花釉后施面釉，渗花釉对施面釉工艺产生了严重的影响，分水严重，表面残留色比较深。

表1 印渗花釉工艺参数与喷渗花水量参数详情

表2 印渗花釉工艺参数与喷清水量的参数详情

实验结果显示，喷渗花水的样品渗花效果有明显的分层（表1），喷清水的样品渗花效果均匀（表2）。因此，为了保证渗花效果，渗花釉后应喷清水助渗。

因此，通过初步的对工艺1与工艺2的对比试验可发现，工艺1与工艺2均出现了各自对产品表面效果的不良影响。故经讨论，选择工艺1与工艺2分别进行下一步试验。

3.2 解决工艺1缩釉和表面严重残留问题

解决工艺1缩釉和表面严重残留色问题的主要工艺流程如下：

2#线上砖坯→喷面釉→印渗花釉→喷清水→喷甲基水→印普通花釉→烧成

（1）工艺1各种渗花釉对产品表面缩釉的影响

工艺1各种渗花釉对产品表面缩釉的影响的工艺流程如下：

2#线上砖坯→喷面釉→印渗花釉→喷清水→喷甲基水→印普通花釉→烧成

工艺1各种渗花釉对产品表面缩釉的影响如表3所示。

表3 工艺1各种渗花釉对产品表面缩釉的影响

实验结果表明：目前使用的渗花釉发色能力满足产品要求的印0917渗花釉、印0926渗花釉这两种，但这两种渗花釉均易使产品表面出现缩釉现象。经讨论，下一步试验方案为减少渗花釉（0917、0926）对产品表面产生缩釉现象影响的各种可行性工艺方法。

（2）进一步解决工艺1产生的缩釉现象的方法（所使用的渗花釉为：0917 100%、0926 100%）

进一步解决工艺1产生的缩釉现象的方法的工艺流程如下：

2#线砖坯→喷面釉→印渗花釉→喷清水→喷甲基水→印普通釉→烧成

采用不同的工艺进行施釉后样品渗花表面效果情况如表4所示。

表4 采用不同的工艺进行施釉后样品渗花表面效果

实验结果显示，这几种方法都不能有效地解决渗花后普通印花釉缩釉现象。经讨论，淘汰工艺1，对工艺2进行改进，首先要解决印渗花釉后面釉的分水问题。

3.3 解决工艺2渗花釉分水问题

解决工艺2渗花釉分水问题的工艺流程如下：

2#线上砖坯→印渗花釉→喷清水→喷面釉→喷甲基水→印普通花釉→烧成

（1）在渗花釉中加入不同的甲基CH6、CH9

在渗花釉中加入不同的甲基CH6、CH9对比效果如表5所示。

实验证明：添加不同种类的甲基对渗花釉分水现象没有影响，分水现象不因甲基种类的变化而变化，甲基和乙二醇的加入直接影响渗花釉分水现象。经讨论，下一步试验研究甲基加入量对渗花釉分水的影响。

表5 在渗花釉中加入不同的甲基CH6、CH9对比实验

表6 甲基量与乙二醇量对渗花釉分水的影响

表7 乙二醇对渗花釉分水的影响

表8 其它材料代替甲基对渗花釉分水的影响

（2）加入甲基量与乙二醇量对渗花釉分水的影响

加入甲基量与乙二醇量对渗花釉分水的影响如表6所示。

实验证明：甲基和乙二醇是渗花釉中影响分水的重要因素，如果不加入甲基和乙二醇，渗花釉流速不能达到印花操作的要求。经讨论，下一步试验将不加入乙二醇，以分清这两种原料对分水的影响。

（3）乙二醇对渗花釉分水的影响

乙二醇对渗花釉分水的影响如表7所示。

表9 不同印花工艺对渗花釉印花的影响

实验证明：渗花釉分水与乙二醇无关，与加入甲基有关，但不加入甲基不能满足渗花釉印花操作需要的流速。经讨论，下一步试验用其它材料代替甲基增稠渗花釉试验。

（4）其它材料代替甲基对渗花釉分水的影响

其它材料代替甲基对渗花釉分水的影响如表8所示。

实验证明：渗花釉分水现象和渗花釉的保水性有关。当面釉喷在印过渗花的位置时，面釉在渗花釉的位置会保持20 s左右不干，水份向两边扩散，造成渗花釉图案位置无面釉，形成分水。经讨论，下一步试验用不加入甲基乙二醇，直接用渗花釉色水印花。

（5）渗花釉色水对印花的影响

因为渗花釉色水流速太低，按照常规印花工艺是不能实现正常印花操作的，必须对产品渗花釉印花工序进行改进，具体详情如表9所示。

实验证明：用丝网印刷工艺无法实现渗花色水印花，渗花釉分水是因渗花釉印刷后在表面残留的甲基造成。经讨论，下一步试验用磨刷将渗花后表面残留的甲基打磨掉，再进行施面釉印花操作，观察渗花釉的分水影响和颜色深度、梯度的影响。

表10 渗花后打磨表面残留甲基对渗花的影响

（6）渗花后打磨表面残留甲基对渗花的影响 （3#线生产）

渗花后打磨表面残留甲基对渗花的影响如表10所示。

实验证明：用磨坯的方法可以达到渗花半通体的效果要求，但需要和设备部一同努力寻找适用的磨坯设备。因喷了清水，需要最少20 s的渗水时间才能进入磨坯。磨坯中因坯温比较高，热水蒸气含量比较大，对磨坯设备的排气要求比较高。磨坯的介质不能过硬，不能对砖坯表面产生划痕。

4 结论

（1）最终确定通体技术的工艺路线为：

干燥→磨边→扫尘→吹尘→测温度→印渗花釉 （花机2台）→喷清水→线上20～50 s→磨坯→扫尘→吹尘→喷面釉/淋面釉→喷甲基水→印普通花网→烧成→抛光打超洁亮→开槽倒角→露坯体处打腊

（2）本实验的重要控制点为：坯温、喷清水量、磨坯前渗水时间、磨坯、储坯架储坯时间。

（3）根据一系列实验，确定了上述的工艺路线以及重要控制点，后续将对重要控制点进行重点试验，摸索出最佳的参数，用以保证渗花半通体项目的正常投产。

（4）通过该工艺路线生产的通体产品，经后期加工分为倒45°角和开槽。在倒45°角时，斜边靠近砖底处，不能超过渗花纹理，否则会影响产品通体效果。开槽不能太浅和太深，应在2 mm左右。

图8 NiO和ZnO掺杂量为0.2wt%和0.8w%以及NiO和ZnO掺杂量为0.4wt%和0.6w%时合成(Zr0.8Sn0.2)TiO4的SEM照片

4 结论

Zn2+和Ni2+离子作为 (Zr0.8Sn0.2)TiO4的复合添加剂，可以使系统获得较好的介电性能。在烧结过程中，Zn2+通过生成液相和固溶扩散，起到了低温促烧作用，而少量Ni2+的加入能抑制Zn2+进入晶格内部，强化添加剂在晶界的偏析，从而可以改善显微结构，提高材料的性能。

[1]石勇,靳正国.ZnO-MoO3添加(Zr0.8Sn0.2)TiO4微波陶瓷的介电性能[J].天津大学学报,2004,27(2),130-134.

[2]Nobuhiko Michiura,Tsutomu Tatekawa Role of donor and acceptor ions in the dielectric loss tangent of(Zr0.8Ti0.2)TiO4dielectric resonator material[J].J Am Ceram Soc,1995,78(3): 793-796.