搪玻璃瓷釉

搪玻璃瓷釉

搪玻璃釉是制造搪玻璃设备的主要原料。搪玻璃釉的质量及技术水平对搪玻璃设备的使用寿命有着重要的影响。我国的搪玻璃釉技术水平的提升经历了一个漫长的历史发展过程。搪玻璃釉有底釉与面釉两种。

搪玻璃的概念

一、搪玻璃的定义

钢板上所涂覆的一层或多层搪玻璃釉，经烧成熔融后牢固的附着于钢板基体上，由此而产生的复合材料就叫搪玻璃。

对定义的分析：

（1）由两种材料组成

（2）在高温下(850-920℃)烧成, 发生物理化学反应

（3）两种材料产生密着、牢固结合

（4）具有特殊性能的新型复合材料

搪玻璃在我国俗称“工业搪瓷”，这主要是从搪瓷的概念延伸而来。由搪玻璃材料制成的设备就叫搪玻璃设备。

二、搪玻璃釉的主要性能

1、耐酸性：能耐硫酸、盐酸和有机酸的腐蚀，但对氢氟酸、温度高于180℃的浓磷酸及强碱溶液不适应。

2、耐高温、耐低温：搪玻璃设备的使用温度能够达到200℃；搪玻璃层在零下70℃能保持稳定。但在标准制定上对搪玻璃设备的使用规定是-20℃，原因是钢板的冷脆性。

3、绝缘性：搪玻璃设备损坏报警器及密着仪都是根据这个性能来设计的。

4、光滑及保鲜性：医药及食品行业广泛使用搪玻璃设备的主要原因就是这个性能。

搪玻璃层的形成

我们不能认为只要将搪搪玻璃釉烧成就能变成搪玻璃层（简称瓷层）。事实上，在这个演变过程中，经历了一系列的极其复杂的物理化学反应。瓷层不仅包括底瓷层与面瓷层，而且还包括了钢板与底瓷层、底瓷层与面瓷层界面间相互扩散的渗透层。

从而使得瓷层牢固地附着于钢材的表面。一般我们将搪玻璃层分成5层：

a、钢板表面与底釉的密着层——第一互渗层

b、底瓷层

c、底瓷层与面瓷层的互渗层——第二互渗层

d、面瓷层

e、表面层

搪玻璃层示意图

搪玻璃层中存在上述分层结合现象，我们把它叫做搪玻璃层中的“层间互渗现象”。由于有这种现象的存在，极大地改变了整个搪玻璃釉层的原始成分，从而也相应地改变了搪玻璃层的物理化学性能。搪玻璃层最外一层的表面层，其组成和结构也与搪玻璃层有所不同，因此它们的物理化学性能也不同。

搪玻璃釉分类

一、按搪玻璃表面颜色进行分类: 钴蓝色、普蓝色、蓝黑色、白色、天蓝色釉

二、按搪玻璃成份进行分类:

1、耐酸釉

主要成份为Na2O-B2O3-SiO2等，即：钠-硼-硅玻璃，一般不含（氧化锆）ZrO2、（氧化钛）TiO2、 （氧化锂）Li2O等 贵重原料，普通耐酸釉一般仅限酸性条件使用，而且不适应高温（100℃以上）反应，水解反应，对碱性介质不适用。根据含硅量的高低，又可分为高性能耐酸釉与普通耐酸釉，耐酸指标小于0.5g／m².d为高性能耐酸釉。如硅普的JT-5809、JT-0587为高性能耐酸釉，JT-02-8、JT-02-9为普通耐酸釉。

2、耐酸耐碱釉

因客户的使用条件：反应温度、压力、升降温速度、物料等是不同的，所以对搪玻璃设备的要求也是不同的，普通耐酸搪玻璃釉可满足市场80-90%的需求，而特殊的需求就要有高性能的搪玻璃釉来解决。如反应温度高——超过200℃到250℃左右，反应过程中有水解反应或加入了碱性物料，酸性腐蚀特别严重，客户有要求比普通反应釜使用的时间要处延长等。

耐酸耐碱釉主要成份为：SiO2 - ZrO2- TiO2-Na2O-Li2O等，即硅-锆-钛-钠-玻璃。其中加入了耐碱成份（氧化锆）ZrO2及（氧化钛）TiO2，同时为了降低烧成温度，提高光泽，必须加入Li2O等，所以瓷釉的成本有很大的提高。根据含SiO2 - ZrO2- TiO2-的高低，又可分为普通耐酸耐碱釉及优质耐酸耐碱釉，如硅普的JT-03(9901H)、JT-7、JT-6为普通耐酸耐碱釉，9902、GP-2为优质耐酸耐碱釉，GP-10、GP-12为特级耐酸耐碱釉。

三、按搪玻璃瓷层晶体结构进行分类:

1、玻璃釉

主要成份为玻璃体，没有晶体或晶体成份很少。

2、玻陶釉

预磨了大量的晶体，玻陶搪玻璃釉，它的优点是抗机械冲击、抗热应力及温差急变性能好，使用温度可达到300℃，抗磨损好。它是硼硅酸盐玻璃系统中加入一种晶核剂，然后将搪玻璃经特殊的工艺方法搪烧在低碳钢上，经过热处理使晶体生长成并转化为陶瓷状态。国外搪玻璃设备有用玻陶釉生产的，主要用于酸、碱腐蚀严重、温度高、并伴有颗粒磨损场合；而搅拌和挡板几乎全是用玻陶釉生产的。它的瓷层结构是底釉层——玻陶层——玻璃层。如硅普的GP-5。

3、析晶釉

析晶釉主要是通过釉料配方的调整，在搪烧过程中析出微小晶体，从而增加瓷层的强度，耐磨、抗温差急变、抗压。如硅普的GP-5-1。

四、按搪玻璃用途进行分类：

按搪玻璃用途而言，可以分为反应罐用釉及搅拌配件用釉。搅拌用釉相比反应罐用釉而言，膨胀系数要大，因为搅拌及零配件一般为外搪瓷，凸面较多，膨胀系数小易爆瓷，同时也要配合膨胀系数大的底釉。如硅普的GP-15、GP-16。

在反应罐用釉中，大釜（10000L）以上，与小釜用釉还有区别，主要是大釜烧成时间长，高温易流动。所以应采用高温状态不易流动的釉料，这类釉含硅、锆量高，在玻璃化过程中粘度变化小，瓷层中的气泡、气孔不易长大，小而少。烧成幅度宽，局部高温区瓷釉不会流动。如硅普的GP-2、GP-10、GP-12。

搪玻璃层的性质

搪玻璃层性质决定于搪玻璃釉的化学组成、熔制工艺、搪烧工艺，瓷层性质的好坏决定了搪玻璃设备的使用性能，搪玻璃釉的稳定性可以通过检测釉的性能来控制或调整。 搪玻璃釉的性质包括机械性质、热性质、光学性质、化学性质，列表如下：

一、机械性质

1）密度 2）抗压强度 3）抗张强度 4）弹性5）抗弯强度

6）抗扭7）硬度8）耐冲击强度9）密着强度10）瓷层应力11）泊松比

二、热性质

1）比热2）导热性3）热膨胀系数 4）表面张力5）粘度 6）热稳定性

三、光学性质

1）折射率 2）乳浊 3）光泽

四、化学性质

1）耐酸性 2）耐碱性 3）耐水性 4）耐大气腐蚀性

如何评判搪玻璃釉优劣

一、底釉质量的优劣

底釉质量的优劣可以从如下几个方面来衡量：

一是密着强度，特别是低温密着强度，国外的底釉特别强调低温密着，密着强度差就会造成底釉的脱落和爆瓷。

二是鳞爆倾向，底釉层的微气孔多，抗鳞爆性就强，在底釉中引入能产生气体的氧化物，耐火组分如碳酸钠、钼酸盐、氧化硅、氧化锆等增加底釉层的微气孔和透气性。

三是再沸温度，再沸是以气泡形式显露在瓷面上的，当在一定温度下烧成冷却后，第二次再比第一次延长烧成时间，观察气泡变化情况（多少、大小）。气泡密而大，再沸倾向就严重。

四是发泡温度，指底釉烧成时气体产生最激烈的温度，与该温度对应的瓷釉粘度为106泊，发泡不明显，表明底釉的排气性能好。

五是气泡结构，包括气孔率、分布均匀性、气泡大小，气孔率<10%、气泡小而分布均匀的结构是合理的。

六是膨胀系数，钢板的膨胀系数是13×10-6左右，底釉的膨胀系数控制在9.5×10-6以上。

七是烧成幅度，烧成幅度宽，底釉的质量就好，能克服搪烧中产生的铜头、局部烧焦等缺陷。

八是釉浆的流变性 即悬浮性能及停留性。

二、面釉质量的优劣

面釉质量的优劣从如下几个方面来衡量：

一是面釉的膨胀系数，膨胀系数低易产生爆瓷等缺陷，应控制在9.5×10-6以上。

二是瓷面的光洁度与色差

三是瓷釉的烧成幅度，与瓷釉的粘度有关，国外的瓷釉烧成温度普遍比我国内温度要高。

四是面釉的针孔、棕眼产生温度，此温度往低处移动容易引起针孔、棕眼，原因是面釉在106泊时的粘度和表面张力作用引起的。主要是空气中的N2、O2和粘土中水及外来杂质氧化放出的气体所致。也还有可能是瓷釉结构中的[OH]解体放出H2O。

五是釉浆的流变性（悬浮性能及停留性）。

六是瓷釉的四项理化性能，这就要特别强调在达到国家标准的前提下，在现有搪烧条件下，不能过分强调瓷釉的四项理化性能，因为四项理化性能高的瓷釉，其烧成工艺要求比较严格。

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