
長石是陶瓷中最常使用的助熔劑。它是陶瓷生產的基本成分,大量用作坯體、釉料、著色劑和助熔劑的原料,也是陶瓷三大主要原料之一。
其化學成分為無水鹼土金屬鋁矽酸鹽,含鹼金屬、鉀、鈉、鈣及少量鋇。
生產中所謂的鉀長石其實是鉀鈉長石,其主要成分是鉀。
所謂的鈉長石其實也是鉀鈉長石,主要成分是鈉。
鉀含量較高的長石通常呈粉紅色或肉色,而鈉長石通常呈白色或灰白色。
為了便於坯體燒結並防止變形,長石通常應具有熔點低、熔程寬、熔融液黏度高以及良好的溶解能力。
熔程:鉀長石 1130~1450℃;鈉長石 1120~1250℃。在此溫度範圍內,長石逐漸軟化熔化,形成玻璃態物質。
鉀長石熔化後形成高黏度熔體,且黏度隨溫度升高而逐漸降低。這有利於陶瓷生產中的燒成控制和防止變形。
鈉長石的熔點低於鉀長石,熔化後形成黏度較低、熔程較窄的液相。其黏度隨溫度升高下降速度較快,因此用作原料容易導致產品變形。然而,鈉長石在高溫下於石英、黏土和莫來石中溶解速度最快、溶解度最高,因此非常適合用於釉料。
對於日用陶瓷,通常會選用鉀含量較高的鉀鈉長石。其K₂O和Na₂O含量一般不低於11%,K₂O:Na₂O質量比大於3。適用於陶瓷生產的長石要求共晶溫度低於1230℃,熔點範圍不低於30-50℃。
長石在陶瓷生產中的主要作用可概括如下:
① 長石在高溫下熔化,形成濃稠的玻璃態熔體,降低陶瓷坯體成分的熔點,有利於瓷體的形成,進而降低燒成溫度。
② 熔融的長石溶解部分高嶺土和石英顆粒,促進莫來石晶體的形成和生長,從而賦予坯體機械強度和化學穩定性。
③ 熔化的長石填充晶體顆粒間的空隙,使坯體更加緻密,降低孔隙率。冷卻後,熔化的長石形成瓷器的玻璃相基質,提高透明度,並有助於增強機械強度。
④ 在釉料中,長石是主要的助熔劑,也是形成玻璃相的關鍵成分。
⑤ 作為一種低貧化原料,長石還可以縮短坯體生坯過程中的乾燥時間,減少乾燥收縮和變形。
