陶瓷模用石膏粉起草單位

歐爾陶 冠名

★文|王同言

石膏粉（此指半水熟石膏粉CaSO4·1/2H20，下同）因其物美價廉，與水混合攪拌后良好的流動性能，無可比擬的凝結(jié)性能、吸水性能和易加工性能，廣泛地用于陶瓷成形生產(chǎn)中，用于制作注漿成形、滾壓成形和冷塑壓成形的模型。

石膏粉是由天然石膏礦物炒制加工而成。天然石膏是含有兩個結(jié)晶水的硫酸鈣礦物CaSO4·2H20。根據(jù)差熱分析，二水石膏在低溫階段有兩個吸熱反應。當溫度為140℃左右時，其結(jié)晶水開始排出。在150℃～170℃時，很快分解為半水石膏(CaSO4·1/2H20)，當溫度繼續(xù)升高到225℃時，則失去全部結(jié)晶水，變成無水石膏(CaSO4)。

石膏粉根據(jù)加工炒制工藝和產(chǎn)品晶型結(jié)構(gòu)的不同可分為兩種，即普通石膏粉（也叫β石膏粉）和高強石膏粉（也叫α石膏粉）。β石膏粉是在常壓下凸底鐵鍋內(nèi)160℃～170℃煅燒天然石膏粉料炒制而得；α石膏粉是將天然石膏塊狀料放在蒸壓釜內(nèi)，在130℃及1.5～3個大氣壓下蒸壓3～5h加熱加壓脫水，然后150℃～170℃干燥室內(nèi)烘干，將其粉碎而得。 由于兩種石膏粉的制造工藝不同，造成它們的晶型結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品性質(zhì)不同。β石膏粉晶型結(jié)構(gòu)是規(guī)則的片狀晶體，晶粒的孔隙和裂紋較多，比表面積大，標準稠度需水量大，石膏粉與水混合后水化反應能力強，初凝時間短，模型的氣孔率、吸水率高，但模型的強度低；而α石膏粉晶型結(jié)構(gòu)是齊整的針狀晶體，比表面積小，標準稠度需水量小，模型的氣孔率、吸水率小，石膏粉與水混合后反應能力差，石膏漿體的流動性好，初凝時間長，模型強度高。根據(jù)這兩種晶型石膏的特點，一般β石膏粉制作注漿成形模型，而α石膏粉制作滾壓成形模型和塑壓成形模型。

除了以上兩種石膏粉外，生產(chǎn)中還使用由以上兩種石膏粉按不同比例（一般是70%～80%的β石膏粉與30%～20%的α石膏粉）混勻形成的混合石膏粉。這種石膏粉是利用β石膏的吸水性能好和α石膏強度高的特點，用于陶瓷生產(chǎn)中注漿成形模型的制造（例如衛(wèi)生陶瓷模型）。近些年來，隨著陶瓷行業(yè)發(fā)展之需，在高強α石膏粉的基礎(chǔ)上通過改進加工工藝和添加一些特殊外加劑又衍生出許多有特殊用途的超高強石膏粉，如母模石膏粉、K型粉、樹脂石膏粉等等。

石膏粉與水按一定比例混合攪拌后，具有一定的流動性。澆注母模后，經(jīng)過初凝和終凝，硬化成具有一定形狀的固體物（石膏模型）；用石膏粉制作的陶瓷工業(yè)用石膏模型，其主要特性是能夠吸水（這種特性是自然客觀存在的），這是其可利用和有價值之處，也是迄今為止其它材料不能替代之處。因此，石膏粉（石膏模型）迄今為止仍然廣泛用于國內(nèi)外陶瓷成形生產(chǎn)中。

石膏粉（半水石膏CaSO4·1/2H2O）與水混合后發(fā)生化學反應，生成二水石膏CaSO4·2H2O，同時放出一定的熱量。根據(jù)水和石膏粉理論化學反應方程式：CaSO4·1/2H2O+3/2H2O→CaSO4·2H2O+19.2kJ/mol可知，理論上半水石膏變?yōu)槎嘈杷?8.6%，但實際中加水量一般為60%～80%，遠遠超過理論需水量。加入過量水的目的，就是在模型干燥后形成我們生產(chǎn)中所需要的氣孔，滿足其陶瓷成形生產(chǎn)中的吸水性能。加水量與模型的強度和吸水率密切相關(guān)。加入的水越多，模型的強度越低，但吸水率越高。石膏模型的強度隨著石膏粉與水混合比例的增加而顯著地提高。例如當石膏粉與水混合比由1.5:1提高到1.8:1時，石膏模型的抗折強度由3.75 Mpa提高到5.21 Mpa。在生產(chǎn)實際中，石膏粉與水的比例據(jù)石膏粉的種類和模型的不同成形方法而定。使用α石膏粉時，石膏粉與水比例一般在(1.4～1.8):1；使用β石膏粉時，石膏粉與水比例一般在(1.16～1.25):1；使用母模石膏粉時，石膏粉與水比例一般在(2.5～3.3):1。

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