硅砖在挤压成型过程中，减少裂纹的有效措施
发布日期： 2019-08-12 08:12:23 阅读量（553） 作者：张红硅砖的层裂主要由于机压成型工艺控制不当造成，所以有时也称之为机压裂纹。硅砖的坯料和砖坯，都是由固体、水或其它结合剂和空气三相物质共同组成的。在整个机压成型或称为模压成型过程中，固相和液相量没有改变，而坯料中空气的数量则由于压力的作用被压缩和减少，被压缩的坯料容积亦相应减少。模压成型过程大致可分为以下三阶段，参见图1。
图1 砖坯的压力压缩曲线
(1) 第一阶段，在压力的作用下，坯料中的颗粒开始移动，重新配置成较紧密堆积。该过程的特点是压缩明显。当压力增至某一数值后，进入第二阶段。
(2) 第二阶段，颗粒发生脆性及弹性变形，坯料被压缩到一定程度后，即阻碍进一步压缩。当压力增加，达到使颗粒再度发生变形的外力时，引起坯料的再压缩，坯体致密度随之增加。这个阶段是压缩及增压变得短促而频繁的阶段。
(3) 第三阶段，在极限压力下，坯料的相对致密度基本稳定，难以提高。砖坯的模压成型结束。
在模压成型过程中，必须将弹性后效所造成的坯体滞后膨胀量控制为2%以下，否则往往在压制过程中直接造成废品。如果沿砖坯加压方向坯体形成“层密度”，密度差大于2%，砖坯内部就容易产生层状裂纹的缺陷，使得砖坯在烧成过程中热膨胀不均而产生较大的热应力，形成平行于密度层的纵向裂纹以致报废。
由于模压成型时，压力用于克服颗粒之间的内摩擦力，颗粒与模壁之间的外摩擦力以及被压坯料的变形，随着离开压头距离的增加，坯料内部压力减少。依据压制坯体均匀程度的表达式：
(1)
等式(1)中，为坯体压制均匀度，P为坯体表面压力，为坯体内部压力，为坯体长度，J[)为坯体承压直径，为与坯体物性相关的系数。
因此，压制硅砖时宜用长径比小的短模，不宜采用长径比大的高模，来提高坯体内压力分布的均匀性，参见图2。同时，采取向坯料中引入某些塑化剂及表面活性剂，降低坯料内摩擦，减少压力传递损失;提高模具的光洁度或对模子涂油，降低坯料外摩擦;采用双面压制，降低坯体L/D比值;采用多次加压，先轻后重方式，避免砖坯内压力不致积蓄过大及消除弹性后效等技术措施，提高砖坯内部压力与密度的均匀性。从而，避免硅砖坯体中距受压面近的地方密度大，距受压面远的地方密度小，以减少层密度形成导致裂纹缺陷的产生。
图2 砖坯压力分布((a)短模，L/D=O.45;(b)高模，L/D=1.75)
此外，硅砖坯料是由骨料、熟料、球磨粉、矿化剂、亚硫酸纸浆废液及增塑剂经混练制备而成，改善坯料的捏练工艺，也有助于提高砖坯的密度。从物体混合技术而言，使物料同相之间发生移动叫混合，异相之间的移动叫搅拌，而将高黏度液体与固体相互混合的操作叫捏练(捏合与混练)。通过合理捏练，可以完成细粉对大颗粒的包覆，有效排除气体，提高坯料致密化程度，从而降低砖坯气孔率，参见图3。
图3 坯料捏练时间及加压次数与砖坯气孔率关系
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