淺談硅酸鋯陶瓷噴砂珠原料的正確選擇

張軍

（河南省科力達新材料股份有限公司，焦作454000）

淺談硅酸鋯陶瓷噴砂珠原料的正確選擇

張軍

（河南省科力達新材料股份有限公司，焦作454000）

文章介紹了硅酸鋯陶瓷噴砂珠的性能優勢，闡述了為得到這種性能所選用的化學原料。對原料的選擇進行了淺論。

硅酸鋯；陶瓷噴砂珠；選料；質量；產品性能

1 前言

任何產品，為保證產品質量的穩定性，原材料是非常重要的影響因素。原材料化學組份的波動，會導致產品的物化性能發生波動，從而導致質量無法保證。為確保產品質量，我們在生產中必須從源頭開始嚴格把控，從原材料就開始重視。原材料的正確選擇與配比正確的使用，最終均會影響到產品的質量以及客戶滿意度。部分原材料因其成分簡單，生產易于控制，但我們生產的硅酸鋯噴砂珠原材料看似相同，但化學組成及物化性能卻相差甚遠，因此要求我們掌握原材料如何區分及控制就顯得尤為重要。

一般在生產控制下，原材料會出現波動，但產品性能卻不能降低，客戶滿意度不能降低，這就需要我們熟悉并理解產品的應用。通過分析原料的配比，使產品性能穩定。

2 硅酸鋯陶瓷噴砂珠的使用特性與原料的選擇

2.1 硅酸鋯陶瓷噴砂珠的實用特性

（1）呈球形；

（2）表面光滑（這樣才不會損傷工件）；

（3）耐磨性好、硬度高；

（4）不易破碎、壽命長、彈性好（耐磨硬度最適合噴砂使用；壽命長、可循環使用、減少換料次數、提高噴砂效率；不易破碎、可以改善工作環境、減少粉塵污染、清潔環保無矽肺病隱患、有助于員工身體健康）；

（5）比重適中（密度在玻璃砂和鋼砂之間，能恰當的填補玻璃砂與鋼砂擊打強度的上下限盲區）。

以上是硅酸鋯陶瓷噴砂珠的要求性能，可以通過不同的途徑或采用不同的原料組合得到。也就像每一種氧化物都可以從不同的化合物中得到一樣。所以我們生產的硅酸鋯陶瓷噴砂珠，要滿足客戶的使用要求。在正確選擇原料上，要考慮其性能高于客戶要求。

2.2 正確選擇原料需要把握的五點要求

（1）物料的共溶性；

（2）物料中化學成分的替代性、怎樣替代會更好；

（3）化學組分的分析；

（4）物料的獲取以及加入方法（怎樣得到最佳性能產品的目的）；

（5）產品結果必須高于客戶的使用條件；

這樣我們先考慮硅酸鋯珠的耐磨性、硬度韌性和抗機械沖擊性。也必須考慮硅酸鋯珠的耐酸和耐堿能力。以及它的白度、光滑度、光澤度、透明度。原料選擇的規則為成本最低同時產品美觀實用。

3 基本原料的選擇與所選用的添加劑

3.1 含ZrO2原料

ZrO2耐高溫、耐磨損、硬度高。但它在燒制過程中相變導致體積變化，使ZrO2使用大受限制。因為純ZrO2容易破碎，達不到生產要求。這樣我們把低于10%的Al2O3和含65%左右ZrO2的ZrSiO4在高溫下形成共熔體。Al2O3粒子彌散在ZrO2基質中，高溫（2000℃）燒制過程中起到釘扎作用。一方面Al2O3有抑制ZrO2顆粒生長的作用、同時ZrO2也有抑制Al2O3晶粒的生長作用。這樣就得到晶粒細小且均勻的共溶物陶瓷砂。另一方面具有高彈性模量的Al2O3晶粒使ZrO2變得亞穩定，應力明顯提高、增韌效果明顯，不易破碎。ZrO2的優點彌補Al2O3的弱點，可以得到一種性能優良、安全環保、成本低廉的新材料——硅酸鋯陶瓷砂初級產品。

上述硅酸鋯噴砂珠可進一步的優化，為使產品更便于生產及應用，使其性能更加優良，可在原料組成中添加外加劑，提高產品的力學性能及白度等。

3.2 CAO添加劑

俗CaO的加入（白石灰），首先增加硅酸鋯陶瓷砂白度，并且提高陶瓷砂的穩定性，使陶瓷砂更耐用更不易破碎。其次，還可以提高陶瓷砂的光澤度、透明度，改善陶瓷砂的耐化學腐蝕和抗機械沖擊的能力，改善陶瓷砂的硬度和耐磨性。同時為保證陶瓷砂的白度，必須降低鐵、鈦的含量。

3.3 NarO添加劑

Na2O可以起到保硅的作用，使陶瓷砂玉質感增加，提高陶瓷砂的光滑度。

3.4 MgO添加劑

MgO作為礦化劑，加入到原料中，可提高材料的韌性。同時MgO具有助融作用，可降低陶瓷砂的燒成溫度，因其表面張力大，可促使陶瓷砂更易轉化為球形。

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SiO2的作用是增加陶瓷砂的玻璃相。

以上四種添加劑的加入不僅能使陶瓷砂表面形成一層薄薄的玉質狀物質，使陶瓷砂更有光澤、不易碎、耐磨，改善陶瓷砂的表面性能，降低表面氣孔率，使陶瓷砂表面變得白亮，并增強陶瓷砂的機械強度和提高陶瓷砂抗化學腐蝕能力，能美化產品的外觀，并且使產品處于亞穩定狀態，使陶瓷砂更穩定，更不易破碎（因為鈣鎂本身就是二氧化鋯的穩定劑，鈣穩定鋯，鎂穩定鋯）因為鈣鎂的加入，使工藝更容易控制，爐工更容易操作，更適應大功率電弧爐的生產。

4 總結

陶瓷砂原料的正確選擇，能使產品完美，讓客戶更好使用，讓工人更好操作，只有在實際生產中總結分析，正確選擇原料，不斷完善，不斷進取，不斷創新，我們的產品才會更好。