Дослідження впливу в'язкості фрит на плавкісні характеристики глазурей для керамічної плитки одноразового випалу

Abstract

Проаналізована необхідність розширення асортименту керамічної плитки та керамограніту шляхом модифікації структури та текстури склопокриттів зі пеціальними властивостями за технологією одноразового випалу з урахуванням аспектів ресурсо та енергозбереження та екологічності оздоблювальних матеріалів широкого вжитку. Визначено необхідність створення нових видів керамічної плитки та керамограніту на вітчизняному виробництві з урахуванням потреб паливнонергетичного комплексу та вітчизняної сировинної бази в умовах надзвичайних ситуацій. Сформульовано мету та завдання роботи, які визначають необхідність дослідження плавкісних характеристик глазурей та їх в’язкості для керамічної плитки одноразового випалу. Проаналізовано особливості складів фрит та встановлено вимоги до властивостей поверхні для забезпечення бездефектного глазурного покриття для одностадійного випалу керамічної плитки. Розроблено висококальцієві цинкалюмосилікатні фрити з коротким інтервалом формування склокристалічного покриття при одинарному випалі з різною текстурою на ПрАТ «ХПЗ». Проаналізовано зміну особливості зміни в’язкості та плавкості фрит при формуванні склокристалічних покриттів в залежності від хімічного складу та фазових перетворень при термічній обробці. Визначено, що забезпечення кристалізаційної в’язкості η = 10⁸˒¹⁻⁸˒⁵ Па·с в області температур зародкоутворення 1050–1150 °С для дослідних фрит свідчить про інтенсивне формування та ріст кристалічних фаз, що є визначальним для забезпечення їх плавкості у області температур 1100–1200 °С. Встановлено, що швидке наростання в'язкості фрит визначає стрімку зміну характеристичних кривих плавкості у вузькому інтервалі температур при забезпеченні послідовних стадій розм’якшення, формування сфери, напівсфери та плавлення, що є показником можливості застосування розроблених фрит за технологією одинарного випалу. Застосування розроблених фрит за технологією одинарного випалу дозволить суттєво підвищити конкурентоздатність вітчизняної керамічної плитки та сприяти стабілізації ринку в умовах сталого розвитку держави.

The need to expand the assortment of ceramic tiles and ceramic granite by modifying the structure and texture of glass coatings with special properties using the technology of one-time firing, taking into account the aspects of resource and energy saving and environmental friendliness of widely used finishing materials, is analyzed. The need to create new types of ceramic tiles and ceramic granite in domestic production, taking into account the needs of the fuel and energy complex and the domestic raw material base in the event of emergency situations, has been determined. The purpose and tasks of the work are formulated, which determine the need to study the fusible characteristics of glazes and their viscosity for ceramic tiles for one-time firing. The peculiarities of frit compositions are analyzed and the requirements for surface properties are established to ensure a defect-free glaze coating for one-stage firing of ceramic tiles. High-calcium zinc aluminum silicate frits with a short interval of formation of a vitreous coating during single firing with different textures on PJSC «Kharkiv Tile Plant». The change in the characteristics of the change in viscosity and melting point of frit during the formation of glass-crystalline coatings, depending on the chemical composition and phase transformations during heat treatment, was analyzed. It was determined that ensuring crystallization viscosity η = 10⁸˒¹⁻⁸˒⁵ Pa·s in the area of nucleation temperatures 1050-1150 °С for experimental frits indicates intensive formation and growth of crystalline phases and is decisive for ensuring their melting in the range of temperatures 1100 -1200 °С. It was established that the rapid increase in the viscosity of frit determines the rapid change in the characteristic melting curves in a narrow temperature range when ensuring successive stages of softening, forming a sphere, a hemisphere and melting is an indicator of the possibility of using the developed frits by single firing technology. The use of developed frits in single firing technology will significantly increase the competitiveness of domestic ceramic tiles and contribute to the stabilization of the market in the conditions of sustainable development of the country.