浅谈硅酸锆陶瓷喷砂珠原料的正确选择

张军

（河南省科力达新材料股份有限公司，焦作454000）

浅谈硅酸锆陶瓷喷砂珠原料的正确选择

张军

（河南省科力达新材料股份有限公司，焦作454000）

文章介绍了硅酸锆陶瓷喷砂珠的性能优势，阐述了为得到这种性能所选用的化学原料。对原料的选择进行了浅论。

硅酸锆；陶瓷喷砂珠；选料；质量；产品性能

1 前言

任何产品，为保证产品质量的稳定性，原材料是非常重要的影响因素。原材料化学组份的波动，会导致产品的物化性能发生波动，从而导致质量无法保证。为确保产品质量，我们在生产中必须从源头开始严格把控，从原材料就开始重视。原材料的正确选择与配比正确的使用，最终均会影响到产品的质量以及客户满意度。部分原材料因其成分简单，生产易于控制，但我们生产的硅酸锆喷砂珠原材料看似相同，但化学组成及物化性能却相差甚远，因此要求我们掌握原材料如何区分及控制就显得尤为重要。

一般在生产控制下，原材料会出现波动，但产品性能却不能降低，客户满意度不能降低，这就需要我们熟悉并理解产品的应用。通过分析原料的配比，使产品性能稳定。

2 硅酸锆陶瓷喷砂珠的使用特性与原料的选择

2.1 硅酸锆陶瓷喷砂珠的实用特性

（1）呈球形；

（2）表面光滑（这样才不会损伤工件）；

（3）耐磨性好、硬度高；

（4）不易破碎、寿命长、弹性好（耐磨硬度最适合喷砂使用；寿命长、可循环使用、减少换料次数、提高喷砂效率；不易破碎、可以改善工作环境、减少粉尘污染、清洁环保无矽肺病隐患、有助于员工身体健康）；

（5）比重适中（密度在玻璃砂和钢砂之间，能恰当的填补玻璃砂与钢砂击打强度的上下限盲区）。

以上是硅酸锆陶瓷喷砂珠的要求性能，可以通过不同的途径或采用不同的原料组合得到。也就像每一种氧化物都可以从不同的化合物中得到一样。所以我们生产的硅酸锆陶瓷喷砂珠，要满足客户的使用要求。在正确选择原料上，要考虑其性能高于客户要求。

2.2 正确选择原料需要把握的五点要求

（1）物料的共溶性；

（2）物料中化学成分的替代性、怎样替代会更好；

（3）化学组分的分析；

（4）物料的获取以及加入方法（怎样得到最佳性能产品的目的）；

（5）产品结果必须高于客户的使用条件；

这样我们先考虑硅酸锆珠的耐磨性、硬度韧性和抗机械冲击性。也必须考虑硅酸锆珠的耐酸和耐碱能力。以及它的白度、光滑度、光泽度、透明度。原料选择的规则为成本最低同时产品美观实用。

3 基本原料的选择与所选用的添加剂

3.1 含ZrO2原料

ZrO2耐高温、耐磨损、硬度高。但它在烧制过程中相变导致体积变化，使ZrO2使用大受限制。因为纯ZrO2容易破碎，达不到生产要求。这样我们把低于10%的Al2O3和含65%左右ZrO2的ZrSiO4在高温下形成共熔体。Al2O3粒子弥散在ZrO2基质中，高温（2000℃）烧制过程中起到钉扎作用。一方面Al2O3有抑制ZrO2颗粒生长的作用、同时ZrO2也有抑制Al2O3晶粒的生长作用。这样就得到晶粒细小且均匀的共溶物陶瓷砂。另一方面具有高弹性模量的Al2O3晶粒使ZrO2变得亚稳定，应力明显提高、增韧效果明显，不易破碎。ZrO2的优点弥补Al2O3的弱点，可以得到一种性能优良、安全环保、成本低廉的新材料——硅酸锆陶瓷砂初级产品。

上述硅酸锆喷砂珠可进一步的优化，为使产品更便于生产及应用，使其性能更加优良，可在原料组成中添加外加剂，提高产品的力学性能及白度等。

3.2 CAO添加剂

俗CaO的加入（白石灰），首先增加硅酸锆陶瓷砂白度，并且提高陶瓷砂的稳定性，使陶瓷砂更耐用更不易破碎。其次，还可以提高陶瓷砂的光泽度、透明度，改善陶瓷砂的耐化学腐蚀和抗机械冲击的能力，改善陶瓷砂的硬度和耐磨性。同时为保证陶瓷砂的白度，必须降低铁、钛的含量。

3.3 NarO添加剂

Na2O可以起到保硅的作用，使陶瓷砂玉质感增加，提高陶瓷砂的光滑度。

3.4 MgO添加剂

MgO作为矿化剂，加入到原料中，可提高材料的韧性。同时MgO具有助融作用，可降低陶瓷砂的烧成温度，因其表面张力大，可促使陶瓷砂更易转化为球形。

2

SiO2的作用是增加陶瓷砂的玻璃相。

以上四种添加剂的加入不仅能使陶瓷砂表面形成一层薄薄的玉质状物质，使陶瓷砂更有光泽、不易碎、耐磨，改善陶瓷砂的表面性能，降低表面气孔率，使陶瓷砂表面变得白亮，并增强陶瓷砂的机械强度和提高陶瓷砂抗化学腐蚀能力，能美化产品的外观，并且使产品处于亚稳定状态，使陶瓷砂更稳定，更不易破碎（因为钙镁本身就是二氧化锆的稳定剂，钙稳定锆，镁稳定锆）因为钙镁的加入，使工艺更容易控制，炉工更容易操作，更适应大功率电弧炉的生产。

4 总结

陶瓷砂原料的正确选择，能使产品完美，让客户更好使用，让工人更好操作，只有在实际生产中总结分析，正确选择原料，不断完善，不断进取，不断创新，我们的产品才会更好。