
【建】 clinker formation
【医】 regulus
form; engender; come into being; emerge; fashion; mould; pose; shape
【医】 formation
【经】 forms; shape
affect; effect; intention; action; motive; operation
【医】 action; effect; process; role
【经】 role
熔块形成作用(Frit Formation Process)是陶瓷与玻璃工业中的核心工艺术语,指通过高温熔融硅酸盐原料后骤冷形成玻璃态颗粒的物理化学过程。该术语在《汉英综合科技大词典》中对应"fritting",定义为"将原料混合物加热至熔融状态后快速冷却,形成非晶态或部分晶态中间产物"的制备工艺。
从材料科学角度分析,熔块形成作用包含三个关键阶段:(1)硅酸盐原料(如石英、长石)在1200-1500℃高温下发生固相反应,生成低共熔混合物;(2)熔体在急冷过程中抑制晶体生长,形成玻璃相结构;(3)通过水淬或空气冷却获得粒径0.1-3mm的熔块颗粒。此过程能有效降低原料熔点,提高釉料化学稳定性(中国硅酸盐学会, 2023)。
在工业应用中,熔块形成作用具有双重功能:一是消除原料中有害杂质(如可溶性重金属),二是通过预合成稳定化合物提升釉面性能。美国陶瓷协会研究指出,现代釉料配方中约75%采用熔块工艺,较传统生料釉具有更好的热膨胀系数控制能力。该技术同时应用于微晶玻璃制备,通过控制晶核形成温度可获得特定晶体结构。
"熔块形成作用"主要指在材料制备(如陶瓷、玻璃等)过程中,通过高温熔融特定原料混合物并快速冷却,形成具有特定理化性能的玻璃态物质的过程。这一过程的关键作用可从以下五方面详细解释:
物质性质转化
将可溶性原料(如碳酸钠)和有毒物质(如铅化合物)通过高温反应转化为不可溶且稳定的无毒形态。例如铅氧化物在熔块形成后以硅酸盐形式固定,减少毒性风险。
熔剂功能强化
熔块形成后作为高效助熔剂,可显著降低釉料或陶瓷的烧结温度(例如从1300℃降至1100℃),实现低温快速烧成。其玻璃态结构在烧制时优先熔化,促进整体材料的致密化。
微观结构调控
水淬急冷过程(骤冷至室温)使熔块内部析出微晶相(如锆英石微晶)和气孔,这种非平衡态结构赋予釉面乳浊效果或亚光质感。提到钛熔块析晶可提高遮盖力,说明晶体形成是重要功能之一。
工艺稳定性提升
预烧形成的熔块能减少釉烧时的分解、氧化等副反应,避免气泡、针孔等缺陷。例如碳酸盐分解已在熔块制备阶段完成,避免后期释放CO₂影响釉面质量。
功能性扩展
通过调整原料配比,熔块可定制特殊性能:含铅熔块增强釉面光泽度,无铅熔块符合环保要求;锆白熔块提高白度,透明熔块用于水晶釉效果。
该过程的物理化学本质可表示为:
$$
text{原料混合物} xrightarrow{Delta >1200^circ C} text{熔融液相} xrightarrow{text{骤冷}} text{玻璃相+微晶相}
$$
此非平衡态结构是熔块功能性的核心来源。需注意,不同领域的"熔块"定义略有差异,建筑材料的熔块(clinker)更多指硅酸盐烧结物,而陶瓷领域的熔块(frit)侧重玻璃化物质。
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