解析镁硅酸盐原料在建筑陶瓷中的用途

　　在建筑卫生陶瓷产品中，镁硅酸盐类陶瓷原料，在陶瓷坯料与釉料中发挥着重要作用。比如它能够改善产品的釉料与坯料的性能方面，发挥出重要作用。目前，国内外市场对于建筑卫生陶瓷产品的外观要求增多。尤其在提高建筑卫生陶瓷制品的白度、半透明度与热稳定性方面，镁硅酸盐类陶瓷原料是必不可少的添加物原料。本文就常用的镁硅酸盐类矿物陶瓷原料，如滑石、蛇纹石、镁橄榄石等，在建筑卫生陶瓷产品中的用途作些探讨与介绍。
　　一、滑石(3MgO·4SiO2·H2O)
　　1、滑石原料的理化性质
　　众所周知，天然滑石原料是含水镁硅酸盐矿物，其化学式为3MgO·4SiO2·H2O。它的理论化学组成为;MgO含量为31.7%，SiO2含量为63.5%，H2O含量为4.8%。天然的滑石矿物，它的外观为白色或稍带粉红色，一般为粗鳞片状。致密的细鳞片状称为块滑石，具有滑腻感，体积密度为2.6～2.8克/cm3。天然滑石原料的硬度较小，仅为1～1.5，用手指甲可以刻划。天然滑石原料的热性能为：在加热到870℃时，滑石开始脱去结晶水，到950℃时全部脱水完成。天然滑石的熔点温度为1550℃。滑石在陶瓷中有良好的耐热性、润滑性、抗酸性、绝缘性，并对釉类物质有强烈的吸附作用。由于以上的优良性能，滑石在日用陶瓷、建筑卫生陶瓷及特种陶瓷产品中的用途非常广泛。尤其在改善产品的白度、膨胀系数、防止产品开裂等方面，表现出极其重要的作用。
　　2、滑石在陶瓷工业中的应用
　　滑石在陶瓷工业中的应用范围较广，如制作具有高白度、高透明的滑石质日用瓷器及在电瓷工业中生产高频瓷(亦称装置瓷)，或用作建筑卫生陶瓷产品中的彩釉墙地砖釉料等。在长石质瓷坯料中加入少量滑石后，可以降低烧成温度，扩大烧成范围，减少瓷胎中游离石英的含量，提高制品的半透明度与热稳定性。我国北方瓷区某些高档日用瓷品种中都加入有一定比例的滑石原料。在建陶产品的坯料中，以滑石取代长石，可以减少制品的吸湿膨胀与后期开裂缺陷，同时可以降低干燥结，结与烧成收缩。如建筑卫生产品中的釉面砖、内墙砖中都引入有滑石料，以提高制品的外观与内在质量。
　　滑石在建筑卫生陶瓷产品釉中的作用更为重要与广泛。它可以降低烧成中釉料的膨胀系数，防止釉面龟裂。由于滑石在釉中能够形成增强反光能力的棱柱状晶体物质，从而可以增强釉面的乳浊效果，且有利于提高釉面的白度。在彩釉墙地砖釉料中，滑石可以与磷灰石组成磷镁质乳浊剂与增白剂，且烧成温度低，范围宽，又可降低乳白釉产品成本。此外，还可以在高镁石灰釉内形成透辉石晶体类的乳白釉。这类不添加乳浊剂(锆英石)的乳白釉，可*自身作用形成乳白效果。此外、滑石还可以增加釉料烧成温度范围，避免釉面烟熏的烧成缺陷。在作为配方使用之前，天然滑石原料须经过1200℃左右温度的煅烧，以改善滑石的工艺性能。
　　3、滑石资源的分布概况
　　我国滑石资源非常丰富，矿物质量与品质也很好，其中较著名的有辽宁海城、山东渔阳、广西龙胜等，均为滑石主要产地。此外，山东栖霞、山西太原、云南丽江、广东高州等地也出产滑石。
　　二、蛇纹石(3MgO·2SiO2·2H2O)
　　1、物理性质
　　在陶瓷工艺学中，蛇纹石属于镁硅酸盐类一种。其化学式为3MgO·2SiO2·2H2O，理论矿物化学组成为：MgO含量43.0%，SiO2含量为44.1%，H2O为12.9%。在天然矿物中，蛇纹石杂质含量较高，其中常含有Fe、Ni、Mu、Ti、Co、Cr等元素的化合物。蛇纹石的外观为绿色、浅绿、黄绿、暗绿以至黑色。硬度为2.5～3.5，其热性能为在1557℃分解。根据蛇纹石的内部结构与形状，又分为利蛇纹石、纤维蛇纹石，而利蛇纹石与纤维蛇纹石两者混合伴生物统称为胶蛇纹石。
　　2、蛇纹石在煅烧中的变化
　　①蛇纹石脱水温度早于滑石，它在400-600℃时开胎脱水，在700℃时达到完全脱水，形成的矿物为镁橄榄石与MgO·SiO2。其反应过程为：3MgO·2SiO2·2H2O2MgO·SiO2(镁橄榄石)+MgO·SiO2+2H2O。
　　②在烧成温度1000℃左右时，MgO·SiO2生成顽火辉石，再随着温度加高，即形成为斜顽辉石。2MgO·SiO2+MgO·SiO2(非晶质)1000℃2MgO·SiO2+MgO·SiO2(穴顽火辉石)。
　　③在蛇纹石烧成温度达到1300-1400℃时，物料发生剧烈收缩，其收缩率可达10～25%。
　　④在1400-1500℃时，蛇纹石形成完全烧结，主要矿物为镁橄榄石、斜顽辉石。此外，还有磁铁矿及尖晶石包裹体等。
　　三、蛇纹石在陶瓷中的应用
　　由于蛇纹石含杂质较滑石多，含铁量低的原料可用作陶瓷坯料，可以利用蛇纹石生产蛇纹石日用瓷器，这方面过去在河北邯郸瓷区作过试制。其制品性能，如白度与半透明度与滑石瓷相似。此外，蛇纹石原料在中档制品瓷器、建陶产品地砖及工业陶瓷耐酸陶器中均可应用。目前蛇纹石矿物原料主要用于耐火材料，如用来制作堇青石匣钵等。我国蛇纹石矿物原料分布在北方较多，如吉林集安，辽宁岫岩、河北承德、陕西大安、黑龙江依兰、四川彭县亦有出产。
　　随着我国建筑卫生陶瓷工业的迅速与高质量地发展，以及对高新科技的采用，镁硅酸盐陶瓷原料将会显示更广泛的用途，也会在使用中不断提高原料的利用价值，取得更好的经济效益。