多元复合熔剂对低温快烧玻化砖的影响

周子松　陈贤伟　范新晖

摘 要：在“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂对配方烧成温度及试样性能影响的基础上，本文深入研究了多元复合熔剂体系对产品低温烧成性能的影响。实践证明：采用多元复合熔剂可以解决超低温建筑陶瓷砖烧成温度范围窄、产品容易变形等问题，为大幅降低陶瓷制品的烧成温度提供了科学的技术路径。

关键词：多元复合熔剂；低温快烧；玻化砖；影响

1 前言

建筑陶瓷是我国能源消耗大户，节能减排、低碳环保是陶瓷行业永远的追求，技术节能蕴含着广阔的空间。玻化砖一般采用辊道窑一次快速烧成技术，其烧成温度一般在1200℃左右，烧成周期为40～100min，若能在保证产品烧成周期和性能指标不变的前提下，降低烧成温度80～120℃，仍是目前一项技术难度很高的课题。一旦研发成功再产业化推广，至少可降低烧成能耗10%以上，节省大量能源，也大大减少了NOX、CO2等废气的排放，其经济社会效益十分显著，是当前陶瓷行业可持续发展的重要技术需求和动力。

为实现超低温快速烧成技术，获得性能合格的玻化砖产品，必须合理配合使用熔剂。本文采用多元复合熔剂系统，来解决超低温建筑陶瓷砖烧成温度范围窄、产品容易变形等瓶颈问题。研究发现，多元复合熔剂随着温度的升高，碱性氧化物逐步地进入液相，液相会慢慢地出现在坯体中，明显减小了产品的变形率，且拓宽了试样的烧成温度范围。

2 二元熔剂对超低温快烧玻化砖的影响

目前，降低建筑陶瓷玻化砖烧成温度的主要方法是大量引入1～2种低温熔剂（如：Na2O、K2O），使坯体在较低温度下烧结。但此方法存在以下几个方面的不足：

（1） 低温坯体烧结过程中液相出现速率较快，液相量较大，产品出现快速收缩，很容易造成变形；

（2） 碱性原料本身液相粘度低，液相受温度影响较敏感，产品烧结温度范围窄，产品软榻变形难以控制；

（3） 产品碱性氧化物比例高、玻璃相比例高，导致产品脆性大、强度低，可加工性能差；

（4） 因坯体需在超低温度下快速烧结，含碱性氧化物的原料比例大，造成瘠性料所占比例高，导致坯体结合性能降低，压制后因起模强度较低，生坯破损率高；

（5） 稀土尾砂成份波动大，造成产品性能难以稳定。3 试验内容

3.1 试验方案

在总结分析国内外研究低温烧结玻化砖试验的基础上，针对超低温玻化砖在生产过程中可能出现的问题，笔者公司在研究中发现：要想使玻化砖在超低温下快速烧结而不变形，熔剂原料需选择多元化，同时，要科学组合熔剂原料，使得坯体能在一个较宽的烧成温度范围内逐渐烧结。因此，本文提出了复合熔剂及梯度熔融烧结的技术路线。项目采用多种系统的复合熔剂，分别研究了不同碱金属氧化物用量，以及多元复合熔剂对低温烧成产品性能的影响；利用多元复合熔剂梯度出现液相，来降低产品烧成温度，保证产品性能，最终取得较满意的效果。

为了解决低温坯体烧结过程中碱性氧化物过高，液相出现速率较快，液相受温度影响较敏感；液相量较大且粘度低，容易造成产品出现快速收缩；产品烧结温度范围窄，容易变形等问题。笔者采用多元复合熔剂体系，在保证较大降低产品烧结温度的同时，使坯体在较低温度下阶梯式出现粘度较高的液相，从而来解决超低温产品烧成温度范围窄、高温变形大的难题。其具体方案如下：

（1） 以“K2O-Al2O3-SiO2”系统相图（见图1）中985℃低共熔点附近的配方组成为基础配方，其组成及含量为：K2O 9.5%、Al2O3 10.9%、SiO2 79.6%。在低共熔点附近取一点（1060℃），其组成及含量为：K2O 12.20%、Al2O3 16.94%、SiO2 70.86%，经计算得出理论配方。

（2） 在理论配方基础上研究了不同粘土和钾钠长石用量与配比（“K2O-Na2O”二元熔剂系统）对产品烧结性能和起模强度的影响，寻求能在低温下烧成的基础配方。

（3） 在基础配方中引入第三种熔剂原料--锂瓷石，利用多碱效应来进一步降低试样烧成温度。并研究了“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂体系对超低温烧结性能的影响。

（4） 在“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂对配方烧成温度及试样性能影响的基础上，深入研究四元、五元、六元复合熔剂体系（例：K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO）对产品低温烧成性能的影响。通过大量的试验、性能测试和显微结构观察分析，深入研究超低温烧结过程和机理，并优化出超低温烧结陶瓷玻化砖的配方组成及制备工艺。

为了准确把握各陶瓷原料的物料性能，本试验采用了荧光光谱仪分析了陶瓷原料的化学成份，其结果如表1所示。

3.2 试验过程及工艺流程

本试验通过系统研究不同复合熔剂，以及配方组成及工艺条件对产品起模强度、干坯强度、烧成温度、产品变形等性能的影响，并利用XRD、SEM等测试手段揭示了超低温瓷质砖烧成温度范围和烧成变形的机理。低温快烧玻化砖的工艺流程示意图如图2所示。

3.3 试验结果及分析

3.3.1“K2O-Na2O”二元复合熔剂对烧成温度及烧成性能的影响

“K2O-Na2O”二元复合熔剂对烧成温度的影响如图3所示。“K2O-Na2O”二元复合熔剂对吸水率的影响如图4所示。

从上图3、图4可以看出，钾、钠长石替换配方中稀土尾砂，可以降低配方的烧成温度，因为稀土尾砂的熔融温度高于钾、钠长石，但并不是钾钠长石总用量越大越好。当钾、钠长石总用量≦35%时，产品烧结温度从1150℃降低到1125℃，产品的吸水率从42.5%降低到0.4%，其变化速度较大。当长石替代稀土尾砂的总量>35%时，其温度及吸水率变化速度都较小。因此，当钾、钠长石引入量为35%时，可以获得较理想的效果。

3.3.2“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂对烧成温度及烧成性能的影响

在基础配方中分别引入5%、10%、15%、20%、25%、30%的锂瓷石替代基础配方中的稀土尾砂，并研究不同用量的Li2O替代稀土尾砂后对试样烧成性能的影响。锂瓷石用量对吸水率的影响如图5所示。锂瓷石用量对抗折强度的影响如图6所示。

锂瓷石中的Li2O是强碱性氧化物，有很强的助熔作用。锂是碱金属中原子量最小的元素。因此，锂的助熔作用大于钠，更大于钾。从图5中可以看出，随着锂瓷石含量的增加，产品的吸水率明显下降，烧成温度降低。当锂瓷石取代稀土尾砂的量为25%时，烧成温度为1100℃就可以烧制成瓷，且吸水率小于0.5%。但当锂瓷石引入量达到一定程度（取代量为25%）时，再增加锂瓷石的量，对降低产品烧成温度的效果趋于减弱，且过多的锂瓷石引入会导致产品烧成温度范围减小，变形加大。

从图6可以看出，随着锂瓷石的增加，坯体的抗折强度逐渐增大，当锂瓷石取代稀土尾砂用量为25%时，产品抗折强度达到55MPa。因为锂瓷石的加入可以降低配方的烧成温度，促进瓷化，使得坯体强度升高。

锂瓷石的助熔效果强烈，在高温阶段熔融，生成液相起填充坯体中气孔，连接整个坯体的作用。锂瓷石的加入量增加，则在高温阶段填充到坯体气孔中的液相量也越多，使得坯体越致密，故提高了试样的抗折强度，但当锂瓷石的加入量过大时，不仅会增加制品的烧成收缩，而且会引起产品变形。

综上所述，当锂瓷石取代稀土尾砂的用量为25%时，不仅可以保证产品烧成温度降低约30℃，产品的抗折强度达到55MPa，而且还不会引起制品烧成变形。

3.3.3“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”等多元复合熔剂对烧成温度及烧成性能的影响

上述试验通过锂瓷石的加入形成了“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂，通过对“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂对样品性能的研究，发现选择合适的多元碱性物质有利于液相在不同温度段生成，可以提前进入烧结阶段，并有效拓宽烧成温度范围，减少产品变形。

因此，试验在“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂系统中分别引入不同碱土金属原料，例如：硅灰石、滑石、硼钙石等，来系统研究“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”等多元复合熔剂体系对产品低温烧结性能的影响规律。

（1） 多元熔剂系统试样烧成温度范围

三元熔剂试样的烧成温度对性能的影响如图7所示。六元熔剂试样的烧成温度对性能的影响如图8所示。

从图7和图8中可以看出，“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系试样和“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样都可以拓宽试样的烧成温度范围。对比三元、六元熔剂试样可知，六元熔剂试样具有更低的烧成温度（1060～1110℃）和更宽的烧成温度范围，可以使得试样烧成温度范围拓宽到50℃，多元复合熔剂的使用有利于液相在不同温度段生成，可以提前进入烧结阶段明显降低烧成温度，并有效拓宽烧成温度范围使得液相梯度缓慢出现在坯体中。

（2） 多元熔剂体系试样烧成变形测试

取65mm×40mm×5.5mm规格的试样，间距为50mm，两端架起放入电窑试烧，同等条件下测试试样弯曲弧的高度。其示意图如图9所示（变形量数值取弧形底端到试样上表面距离）。

试验分别选取二元、三元、六元熔剂体系的试样，并在各自的烧结温度范围内烧成，取在1220℃和1250℃温度下的玻化砖产品进行烧成变形测试，变形量如表2所示。

从表2可以看出，多元复合熔剂可以明显的减少产品在高温烧成阶段的变形量，由于试样是在静止的状态下烧成的，与动态的辊道窑中烧成时相比，棍棒运动会反复修整坯体，试样的变形会大大减小。在实际生产中，当变形量小于6mm时，玻化砖的变形生产基本可控。

从“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样的变形量与实际生产的两个系列玻化砖产品比较可以看出，多元复合熔剂系统在降低烧结温度的同时，可以保证玻化砖对平整度的要求。

（3） 多元熔剂体系试样XRD、SEM分析

“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系试样的烧成温度范围在1090～1130℃之间，“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样的烧成温度范围在1060～1110℃之间。为了比较两种熔剂体系对试样性能的影响，分别取两种熔剂体系配方的烧成温度为1090℃进行XRD和SEM分析。其XRD图谱如图10所示。SEM图谱如图11所示。

从图10可知，三元和六元系列复合熔剂体系，试样中主晶相都为石英和长石晶相，长石主要是析出的钙长石和少量残留的钾、钠长石晶体，因为试样在较低的温度下快速烧成，长石晶体比较杂，因此难以准确区分。“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元系列复合熔剂体系试样中长石晶体的量比较多，从成份分析主要是析出的钙长石和少量残余的部分长石晶相，六元系列复合熔剂试样始熔点出现温度较低，相比三元复合熔剂体系试样，烧成温度更低。因此，高温物理化学反应更完全，使得试样性能提升。

由图11可以看出，硼钙石和滑石引入“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系中坯体形成六元复合熔剂体系，使得坯体能够在更低温度下形成液相促进瓷化，坯体的微观结构变得更加致密，坯体中气泡比例减少，从而提高了试样的强度。

4 结论

试验发现，多元复合熔剂随着温度的升高，碱性氧化物逐步地进入液相，液相梯度出现在坯体中，明显减小了产品的变形率，并且拓宽了试样的烧成温度范围，为陶瓷行业的超低温烧结技术研究提供了科学的试验依据。采用多元复合熔剂可以解决超低温建筑陶瓷砖烧成温度范围窄、产品容易变形等问题，为大幅降低陶瓷制品的烧成温度提供了科学的技术路径。

参考文献

[1] 刘昆，周健儿，汪永清，胡海泉. 超低温（≤1100℃）玻化砖的研究与开发[J]. 中国陶瓷工业， 2012（06）.

[2] 周健儿，刘昆，汪永清，胡海泉. 多元复合熔剂系统在超低温（≤1100℃）玻化砖中的应用研究[C]. 第七届亚洲陶瓷技术研讨会论文摘要集， 2011.

[3] 周健儿，刘昆，汪永清，胡海泉. 锂瓷石在超低温玻化砖中的应用研究[J]. 陶瓷学报， 2010（04）.

[4] 廖花妹，范新晖. 影响低温快烧玻化砖性能的因素[J]. 佛山陶瓷， 2013（06）.

[5] 杨剑，徐庆芝. 低温快烧瓷质玻化砖配方的研制与生产[J]. 陶瓷， 2003（02）.

3.3.2“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂对烧成温度及烧成性能的影响

在基础配方中分别引入5%、10%、15%、20%、25%、30%的锂瓷石替代基础配方中的稀土尾砂，并研究不同用量的Li2O替代稀土尾砂后对试样烧成性能的影响。锂瓷石用量对吸水率的影响如图5所示。锂瓷石用量对抗折强度的影响如图6所示。

锂瓷石中的Li2O是强碱性氧化物，有很强的助熔作用。锂是碱金属中原子量最小的元素。因此，锂的助熔作用大于钠，更大于钾。从图5中可以看出，随着锂瓷石含量的增加，产品的吸水率明显下降，烧成温度降低。当锂瓷石取代稀土尾砂的量为25%时，烧成温度为1100℃就可以烧制成瓷，且吸水率小于0.5%。但当锂瓷石引入量达到一定程度（取代量为25%）时，再增加锂瓷石的量，对降低产品烧成温度的效果趋于减弱，且过多的锂瓷石引入会导致产品烧成温度范围减小，变形加大。

从图6可以看出，随着锂瓷石的增加，坯体的抗折强度逐渐增大，当锂瓷石取代稀土尾砂用量为25%时，产品抗折强度达到55MPa。因为锂瓷石的加入可以降低配方的烧成温度，促进瓷化，使得坯体强度升高。

锂瓷石的助熔效果强烈，在高温阶段熔融，生成液相起填充坯体中气孔，连接整个坯体的作用。锂瓷石的加入量增加，则在高温阶段填充到坯体气孔中的液相量也越多，使得坯体越致密，故提高了试样的抗折强度，但当锂瓷石的加入量过大时，不仅会增加制品的烧成收缩，而且会引起产品变形。

综上所述，当锂瓷石取代稀土尾砂的用量为25%时，不仅可以保证产品烧成温度降低约30℃，产品的抗折强度达到55MPa，而且还不会引起制品烧成变形。

3.3.3“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”等多元复合熔剂对烧成温度及烧成性能的影响

上述试验通过锂瓷石的加入形成了“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂，通过对“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂对样品性能的研究，发现选择合适的多元碱性物质有利于液相在不同温度段生成，可以提前进入烧结阶段，并有效拓宽烧成温度范围，减少产品变形。

因此，试验在“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂系统中分别引入不同碱土金属原料，例如：硅灰石、滑石、硼钙石等，来系统研究“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”等多元复合熔剂体系对产品低温烧结性能的影响规律。

（1） 多元熔剂系统试样烧成温度范围

三元熔剂试样的烧成温度对性能的影响如图7所示。六元熔剂试样的烧成温度对性能的影响如图8所示。

从图7和图8中可以看出，“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系试样和“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样都可以拓宽试样的烧成温度范围。对比三元、六元熔剂试样可知，六元熔剂试样具有更低的烧成温度（1060～1110℃）和更宽的烧成温度范围，可以使得试样烧成温度范围拓宽到50℃，多元复合熔剂的使用有利于液相在不同温度段生成，可以提前进入烧结阶段明显降低烧成温度，并有效拓宽烧成温度范围使得液相梯度缓慢出现在坯体中。

（2） 多元熔剂体系试样烧成变形测试

取65mm×40mm×5.5mm规格的试样，间距为50mm，两端架起放入电窑试烧，同等条件下测试试样弯曲弧的高度。其示意图如图9所示（变形量数值取弧形底端到试样上表面距离）。

试验分别选取二元、三元、六元熔剂体系的试样，并在各自的烧结温度范围内烧成，取在1220℃和1250℃温度下的玻化砖产品进行烧成变形测试，变形量如表2所示。

从表2可以看出，多元复合熔剂可以明显的减少产品在高温烧成阶段的变形量，由于试样是在静止的状态下烧成的，与动态的辊道窑中烧成时相比，棍棒运动会反复修整坯体，试样的变形会大大减小。在实际生产中，当变形量小于6mm时，玻化砖的变形生产基本可控。

从“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样的变形量与实际生产的两个系列玻化砖产品比较可以看出，多元复合熔剂系统在降低烧结温度的同时，可以保证玻化砖对平整度的要求。

（3） 多元熔剂体系试样XRD、SEM分析

“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系试样的烧成温度范围在1090～1130℃之间，“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样的烧成温度范围在1060～1110℃之间。为了比较两种熔剂体系对试样性能的影响，分别取两种熔剂体系配方的烧成温度为1090℃进行XRD和SEM分析。其XRD图谱如图10所示。SEM图谱如图11所示。

从图10可知，三元和六元系列复合熔剂体系，试样中主晶相都为石英和长石晶相，长石主要是析出的钙长石和少量残留的钾、钠长石晶体，因为试样在较低的温度下快速烧成，长石晶体比较杂，因此难以准确区分。“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元系列复合熔剂体系试样中长石晶体的量比较多，从成份分析主要是析出的钙长石和少量残余的部分长石晶相，六元系列复合熔剂试样始熔点出现温度较低，相比三元复合熔剂体系试样，烧成温度更低。因此，高温物理化学反应更完全，使得试样性能提升。

由图11可以看出，硼钙石和滑石引入“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系中坯体形成六元复合熔剂体系，使得坯体能够在更低温度下形成液相促进瓷化，坯体的微观结构变得更加致密，坯体中气泡比例减少，从而提高了试样的强度。

4 结论

试验发现，多元复合熔剂随着温度的升高，碱性氧化物逐步地进入液相，液相梯度出现在坯体中，明显减小了产品的变形率，并且拓宽了试样的烧成温度范围，为陶瓷行业的超低温烧结技术研究提供了科学的试验依据。采用多元复合熔剂可以解决超低温建筑陶瓷砖烧成温度范围窄、产品容易变形等问题，为大幅降低陶瓷制品的烧成温度提供了科学的技术路径。

参考文献

[1] 刘昆，周健儿，汪永清，胡海泉. 超低温（≤1100℃）玻化砖的研究与开发[J]. 中国陶瓷工业， 2012（06）.

[2] 周健儿，刘昆，汪永清，胡海泉. 多元复合熔剂系统在超低温（≤1100℃）玻化砖中的应用研究[C]. 第七届亚洲陶瓷技术研讨会论文摘要集， 2011.

[3] 周健儿，刘昆，汪永清，胡海泉. 锂瓷石在超低温玻化砖中的应用研究[J]. 陶瓷学报， 2010（04）.

[4] 廖花妹，范新晖. 影响低温快烧玻化砖性能的因素[J]. 佛山陶瓷， 2013（06）.

[5] 杨剑，徐庆芝. 低温快烧瓷质玻化砖配方的研制与生产[J]. 陶瓷， 2003（02）.

3.3.2“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂对烧成温度及烧成性能的影响

在基础配方中分别引入5%、10%、15%、20%、25%、30%的锂瓷石替代基础配方中的稀土尾砂，并研究不同用量的Li2O替代稀土尾砂后对试样烧成性能的影响。锂瓷石用量对吸水率的影响如图5所示。锂瓷石用量对抗折强度的影响如图6所示。

锂瓷石中的Li2O是强碱性氧化物，有很强的助熔作用。锂是碱金属中原子量最小的元素。因此，锂的助熔作用大于钠，更大于钾。从图5中可以看出，随着锂瓷石含量的增加，产品的吸水率明显下降，烧成温度降低。当锂瓷石取代稀土尾砂的量为25%时，烧成温度为1100℃就可以烧制成瓷，且吸水率小于0.5%。但当锂瓷石引入量达到一定程度（取代量为25%）时，再增加锂瓷石的量，对降低产品烧成温度的效果趋于减弱，且过多的锂瓷石引入会导致产品烧成温度范围减小，变形加大。

从图6可以看出，随着锂瓷石的增加，坯体的抗折强度逐渐增大，当锂瓷石取代稀土尾砂用量为25%时，产品抗折强度达到55MPa。因为锂瓷石的加入可以降低配方的烧成温度，促进瓷化，使得坯体强度升高。

锂瓷石的助熔效果强烈，在高温阶段熔融，生成液相起填充坯体中气孔，连接整个坯体的作用。锂瓷石的加入量增加，则在高温阶段填充到坯体气孔中的液相量也越多，使得坯体越致密，故提高了试样的抗折强度，但当锂瓷石的加入量过大时，不仅会增加制品的烧成收缩，而且会引起产品变形。

综上所述，当锂瓷石取代稀土尾砂的用量为25%时，不仅可以保证产品烧成温度降低约30℃，产品的抗折强度达到55MPa，而且还不会引起制品烧成变形。

3.3.3“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”等多元复合熔剂对烧成温度及烧成性能的影响

上述试验通过锂瓷石的加入形成了“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂，通过对“K2O-Na2O-Li2O”三元复合熔剂对样品性能的研究，发现选择合适的多元碱性物质有利于液相在不同温度段生成，可以提前进入烧结阶段，并有效拓宽烧成温度范围，减少产品变形。

因此，试验在“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂系统中分别引入不同碱土金属原料，例如：硅灰石、滑石、硼钙石等，来系统研究“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”等多元复合熔剂体系对产品低温烧结性能的影响规律。

（1） 多元熔剂系统试样烧成温度范围

三元熔剂试样的烧成温度对性能的影响如图7所示。六元熔剂试样的烧成温度对性能的影响如图8所示。

从图7和图8中可以看出，“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系试样和“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样都可以拓宽试样的烧成温度范围。对比三元、六元熔剂试样可知，六元熔剂试样具有更低的烧成温度（1060～1110℃）和更宽的烧成温度范围，可以使得试样烧成温度范围拓宽到50℃，多元复合熔剂的使用有利于液相在不同温度段生成，可以提前进入烧结阶段明显降低烧成温度，并有效拓宽烧成温度范围使得液相梯度缓慢出现在坯体中。

（2） 多元熔剂体系试样烧成变形测试

取65mm×40mm×5.5mm规格的试样，间距为50mm，两端架起放入电窑试烧，同等条件下测试试样弯曲弧的高度。其示意图如图9所示（变形量数值取弧形底端到试样上表面距离）。

试验分别选取二元、三元、六元熔剂体系的试样，并在各自的烧结温度范围内烧成，取在1220℃和1250℃温度下的玻化砖产品进行烧成变形测试，变形量如表2所示。

从表2可以看出，多元复合熔剂可以明显的减少产品在高温烧成阶段的变形量，由于试样是在静止的状态下烧成的，与动态的辊道窑中烧成时相比，棍棒运动会反复修整坯体，试样的变形会大大减小。在实际生产中，当变形量小于6mm时，玻化砖的变形生产基本可控。

从“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样的变形量与实际生产的两个系列玻化砖产品比较可以看出，多元复合熔剂系统在降低烧结温度的同时，可以保证玻化砖对平整度的要求。

（3） 多元熔剂体系试样XRD、SEM分析

“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系试样的烧成温度范围在1090～1130℃之间，“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元熔剂体系试样的烧成温度范围在1060～1110℃之间。为了比较两种熔剂体系对试样性能的影响，分别取两种熔剂体系配方的烧成温度为1090℃进行XRD和SEM分析。其XRD图谱如图10所示。SEM图谱如图11所示。

从图10可知，三元和六元系列复合熔剂体系，试样中主晶相都为石英和长石晶相，长石主要是析出的钙长石和少量残留的钾、钠长石晶体，因为试样在较低的温度下快速烧成，长石晶体比较杂，因此难以准确区分。“K2O-Na2O-Li2O-B2O3-CaO-MgO”六元系列复合熔剂体系试样中长石晶体的量比较多，从成份分析主要是析出的钙长石和少量残余的部分长石晶相，六元系列复合熔剂试样始熔点出现温度较低，相比三元复合熔剂体系试样，烧成温度更低。因此，高温物理化学反应更完全，使得试样性能提升。

由图11可以看出，硼钙石和滑石引入“K2O-Na2O-Li2O”三元熔剂体系中坯体形成六元复合熔剂体系，使得坯体能够在更低温度下形成液相促进瓷化，坯体的微观结构变得更加致密，坯体中气泡比例减少，从而提高了试样的强度。

4 结论

试验发现，多元复合熔剂随着温度的升高，碱性氧化物逐步地进入液相，液相梯度出现在坯体中，明显减小了产品的变形率，并且拓宽了试样的烧成温度范围，为陶瓷行业的超低温烧结技术研究提供了科学的试验依据。采用多元复合熔剂可以解决超低温建筑陶瓷砖烧成温度范围窄、产品容易变形等问题，为大幅降低陶瓷制品的烧成温度提供了科学的技术路径。

参考文献

[1] 刘昆，周健儿，汪永清，胡海泉. 超低温（≤1100℃）玻化砖的研究与开发[J]. 中国陶瓷工业， 2012（06）.

[2] 周健儿，刘昆，汪永清，胡海泉. 多元复合熔剂系统在超低温（≤1100℃）玻化砖中的应用研究[C]. 第七届亚洲陶瓷技术研讨会论文摘要集， 2011.

[3] 周健儿，刘昆，汪永清，胡海泉. 锂瓷石在超低温玻化砖中的应用研究[J]. 陶瓷学报， 2010（04）.

[4] 廖花妹，范新晖. 影响低温快烧玻化砖性能的因素[J]. 佛山陶瓷， 2013（06）.

[5] 杨剑，徐庆芝. 低温快烧瓷质玻化砖配方的研制与生产[J]. 陶瓷， 2003（02）.