淺談陶瓷添加劑的分類及作用機(jī)理

陶瓷添加劑的作用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是作為過程性添加劑，如改善加工條件，加快設(shè)備運(yùn)行速率，簡化工藝等；二是作為功能性添加劑，如加入后使產(chǎn)品具有一些特定的功能。

陶瓷添加劑是指在陶瓷生產(chǎn)過程中為了滿足工藝和性能要求所添加的化學(xué)試劑的統(tǒng)稱，通常加入量在0.5%～2.0%，一般含量不超過5%。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種化學(xué)添加劑在陶瓷生產(chǎn)中起著越來越重要的作用。其作用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是作為過程性添加劑，如改善加工條件，加快設(shè)備運(yùn)行速率，簡化工藝等；二是作為功能性添加劑，如加入后使產(chǎn)品具有一些特定的功能。

陶瓷添加劑的分類

陶瓷添加劑的種類有很多，根據(jù)其化合物組成、作用、狀態(tài)以及應(yīng)用領(lǐng)域可以分為以下幾類：

根據(jù)其化學(xué)組成，可以分為有機(jī)、無機(jī)、高分子和復(fù)合添加劑

根據(jù)其作用，可以分為解膠劑、增塑劑、增強(qiáng)劑、助磨劑、消泡劑、絮凝劑、防腐劑等。

根據(jù)其狀態(tài)，可分為固體添加劑和液體添加劑兩大類。

根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域，可以分為普通陶瓷添加劑和新型陶瓷添加劑。

使用陶瓷添加劑的要求

需熟悉各種陶瓷原料的物理化學(xué)性能以及其在生產(chǎn)各工序中的作用和存在的形式，了解各原料組分與陶瓷添加劑的相互作用。

了解各種陶瓷添加劑的特性和共性以及它們之間的相互作用及相容性，清楚陶瓷添加劑的作用機(jī)理。

陶瓷添加劑的加入量有一定范圍，用量太小，起不到應(yīng)有的作用；用量太高有可能產(chǎn)生副作用；另一方面，陶瓷添加劑本身的質(zhì)量要穩(wěn)定可靠，在使用和貯存過程中不易變質(zhì)。

陶瓷添加劑在陶瓷燒結(jié)時，其揮發(fā)組份和殘余組份不應(yīng)影響陶瓷產(chǎn)品的性能，有機(jī)及高分子添加劑在燒結(jié)過程中的揮發(fā)和分解不應(yīng)使陶瓷制品形成氣孔，含金屬元素的添加劑則應(yīng)避免在燒結(jié)過程中形成著色金屬氧化物，使陶瓷制品出現(xiàn)斑點(diǎn)等缺陷。

陶瓷添加劑的作用機(jī)理

分散作用

固體顆粒在液體介質(zhì)中分散后形成的體系應(yīng)屬于膠體范疇，該體系在熱力學(xué)上不穩(wěn)定，顆粒有團(tuán)聚的趨勢。此時添加陶瓷添加劑通過與陶瓷顆粒表面發(fā)生作用而阻止其相互團(tuán)聚，可以起到防止粒子團(tuán)聚的作用，使原料各組分均勻分散在液體介質(zhì)中。陶瓷添加的分散機(jī)理大致分為四種：靜電斥力穩(wěn)定作用；空間位阻穩(wěn)定作用；靜電位阻作用和穩(wěn)定作用。

懸浮作用

一些不溶于水或者微溶于水的固體顆?？梢越柚承┨沾商砑觿?，比較均勻地分散在液體介質(zhì)中，形成一種細(xì)小的高懸浮、能流動的穩(wěn)定液固態(tài)體系，起到改善料漿懸浮穩(wěn)定性的作用。懸浮穩(wěn)定作用機(jī)理其實(shí)和分散作用類似，實(shí)際上各種懸浮穩(wěn)定劑也可以用作陶瓷料漿的分散劑，只不過分散劑主要用在料漿中，而懸浮穩(wěn)定劑主要用在釉漿中，對釉漿具有稠化作用，是防止釉漿沉淀的添加劑。

減水作用

陶瓷添加劑的減水作用是為了改善料漿性能，使料漿在低水分的情況下，具有適當(dāng)?shù)恼扯?、良好的流動性和高固相含量，以便于操作，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

陶瓷減水劑分散機(jī)理大致分為四種：靜電斥力穩(wěn)定作用；空間位阻穩(wěn)定作用；靜電位阻作用和穩(wěn)定作用。陶土顆粒在液體介質(zhì)中分散后形成的體系是屬于膠體，該體系在熱力學(xué)上很不穩(wěn)定，顆粒會相互吸引進(jìn)而發(fā)生團(tuán)聚，而陶瓷添加劑就是通過與陶瓷顆粒表面發(fā)生作用而阻止其相互團(tuán)聚，可以起到防止粒子團(tuán)聚的作用。

陶瓷減水劑作用機(jī)理示意圖

增強(qiáng)作用

在陶瓷生產(chǎn)過程中，對于一些質(zhì)地較差的高嶺土等，往往需要加入某些陶瓷添加劑來彌補(bǔ)其塑性差或改善初制品的強(qiáng)度。陶瓷增強(qiáng)劑的作用原理是其可在陶瓷顆粒之間架橋，產(chǎn)生交聯(lián)作用，形成不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；同時顆粒表面被包裹還會使顆粒之間產(chǎn)生氫鍵而大大增強(qiáng)制品的強(qiáng)度。

陶瓷增強(qiáng)劑作用機(jī)理示意圖

助磨作用

陶瓷添加劑的助磨作用主要是從原料磨細(xì)的微觀機(jī)制方面來提高陶瓷粉體研磨效率，加快固體顆粒的破碎速度。具有助磨作用的陶瓷添加劑叫助磨劑。