陶瓷模用石膏粉起草人

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(jià)廉，與水混合攪拌后良好的流動(dòng)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(gè)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(gè)吸熱反應(yīng)。當(dāng)溫度為140℃左右時(shí)，其結(jié)晶水開始排出。在150℃～170℃時(shí)，很快分解為半水石膏(CaSO4·1/2H20)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高到225℃時(shí)，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(qiáng)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大，石膏粉與水混合后水化反應(yīng)能力強(qiáng)，初凝時(shí)間短，模型的氣孔率、吸水率高，但模型的強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)能力差，石膏漿體的流動(dòng)性好，初凝時(shí)間長(zhǎng)，模型強(qiáng)度高。根據(jù)這兩種晶型石膏的特點(diǎn)，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(qiáng)度高的特點(diǎn)，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(qiáng)α石膏粉的基礎(chǔ)上通過改進(jìn)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(qiáng)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(dòng)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(jià)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(guó)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(xué)反應(yīng)，生成二水石膏CaSO4·2H2O，同時(shí)放出一定的熱量。根據(jù)水和石膏粉理論化學(xué)反應(yīng)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(shí)際中加水量一般為60%～80%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(qiáng)度和吸水率密切相關(guān)。加入的水越多，模型的強(qiáng)度越低，但吸水率越高。石膏模型的強(qiáng)度隨著石膏粉與水混合比例的增加而顯著地提高。例如當(dāng)石膏粉與水混合比由1.5:1提高到1.8:1時(shí)，石膏模型的抗折強(qiáng)度由3.75 Mpa提高到5.21 Mpa。在生產(chǎn)實(shí)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(shí)，石膏粉與水比例一般在(1.4～1.8):1；使用β石膏粉時(shí)，石膏粉與水比例一般在(1.16～1.25):1；使用母模石膏粉時(shí)，石膏粉與水比例一般在(2.5～3.3):1。

【廣告】