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陶瓷烧结中氧化镁的作用

  调控烧结进程,降低烧结温度,节约能耗

  陶瓷烧结的核心难点之一的是“烧结温度高、能耗大”,且不同原料(黏土、长石、石英)的烧结活性差异大,易导致烧结不充分或过度烧结。氧化镁能针对性调控烧结进程,优化烧结动力学,实现“低温烧结”,同时拓宽烧结工艺窗口,提升工艺适应性。

  1.降低烧结温度与烧结活化能:氧化镁作为温和的助熔剂,在升温阶段(800-1000℃)会率先与坯体/釉料中的SiO?、Al?O?、CaO等组分形成低熔点复合玻璃体(低共熔物),打破原料颗粒表面的晶格壁垒,降低颗粒间的粘结阻力,从而显著降低陶瓷的烧结温度,通常可降低50-100℃(普通陶瓷烧结温度1250-1350℃,添加氧化镁后可降至1150-1280℃)。同时,氧化镁能降低烧结活化能,加速颗粒间的扩散与粘结,缩短保温时间,大幅节约烧结能耗,适配规模化生产需求。

  2.拓宽烧结温度范围,提升工艺容错率:普通陶瓷烧结温度范围狭窄(通常仅30-50℃),窑炉温度轻微波动就会导致生烧(烧结不充分,坯体疏松、强度低)或过烧(釉面起泡、坯体变形)。氧化镁能拓宽烧结温度范围至80-100℃,延长保温阶段的有效时间,让坯体/釉料中的矿物反应更充分、更均匀,减少温度波动对烧结质量的影响,提升大批量生产的成品合格率,尤其适配电窑、气窑等不同类型窑炉的烧结需求。

  3.加速致密化进程:在烧结保温阶段,氧化镁能促进坯体颗粒的扩散与重排,推动颗粒间形成牢固的冶金结合,同时填充颗粒间的空隙,减少闭口气孔的产生,加速坯体致密化。实验数据显示,添加适量氧化镁的陶瓷,烧结后坯体致密度可从75%-85%提升至90%-95%,孔隙率降至5%以下,为陶瓷优异的力学性能奠定基础。

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