在陶瓷拋光工藝中,,硅溶膠憑借其獨特的膠體特性和化學(xué)穩(wěn)定性,,作為拋光磨料的分散劑、粘結(jié)劑或助磨劑,,能顯著提升拋光效率,、表面光潔度及產(chǎn)品質(zhì)量,。以下從作用原理、應(yīng)用優(yōu)勢,、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)及使用注意事項展開說明:
陶瓷拋光的核心是通過磨料(如金剛石、碳化硅,、氧化鋁等)對陶瓷坯體表面進行精細研磨,,去除表面缺陷(如劃痕、凹凸),,獲得平整,、光亮的鏡面效果。硅溶膠的作用主要體現(xiàn)在以下方面:
磨料分散與懸浮
硅溶膠是納米級 SiO?顆粒(粒徑 5-100nm)在水中的穩(wěn)定膠體,,其表面帶負電荷(通常為堿性硅溶膠),,能通過靜電斥力將拋光磨料顆粒(微米級)均勻分散在水相中,防止磨料團聚,。
避免磨料團聚形成大顆粒劃傷陶瓷表面,,保證拋光均勻性;
提高磨料的懸浮穩(wěn)定性,,減少沉淀,,延長拋光液使用壽命。
精細研磨與鏡面效果
硅溶膠自身的納米 SiO?顆??勺鳛?span style="-webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); font-weight: 600; line-height: 28px; overflow-anchor: auto; color: rgb(0, 0, 0) !important;">輔助磨料,,參與微量切削:
納米 SiO?硬度適中(莫氏硬度 6-7),低于陶瓷基體(如氧化鋁陶瓷莫氏硬度 9),,但高于表面雜質(zhì),,可選擇性去除表面微缺陷,實現(xiàn)超精細拋光,;
拋光過程中,,硅溶膠在陶瓷表面形成極薄的 SiO?吸附層,減少磨料對基體的過度切削,,保護表面結(jié)構(gòu),,*終獲得 Ra≤0.01μm 的鏡面光潔度。
粘結(jié)與成膜輔助
在部分干拋或半干拋工藝中,,硅溶膠可作為磨料與拋光墊之間的粘結(jié)介質(zhì):
其成膜性好,,干燥后形成透明、堅硬的 SiO?薄膜,,將磨料顆粒固定在拋光工具表面,,提高磨料利用率;
薄膜具有一定韌性,,可緩沖磨料對陶瓷表面的沖擊,,避免脆性陶瓷開裂,。
提升拋光效率與表面質(zhì)量
磨料分散均勻性提升 30% 以上,,減少因團聚導(dǎo)致的局部過度拋光或拋光不足;
納米 SiO?協(xié)同作用,,使陶瓷表面粗糙度(Ra)降低至 0.005μm 以下,,遠超傳統(tǒng)拋光液效果,尤其適用于高檔陶瓷(如微晶玻璃陶瓷,、氧化鋯陶瓷),。
保護陶瓷基體,,減少損傷
硅溶膠的膠體潤滑性可降低磨料與陶瓷表面的摩擦系數(shù),,減少劃痕和微裂紋產(chǎn)生;
堿性硅溶膠(pH 9-11)可輕微溶解陶瓷表面的硅酸鹽雜質(zhì),,輔助去除頑固污漬,,同時避免酸性介質(zhì)對陶瓷的腐蝕。
環(huán)保與工藝兼容性強
主要成分為 SiO?和水,,無重金屬,、VOC 等污染物,符合環(huán)保要求,;
與水基拋光液體系兼容性好,,可與各類磨料(金剛石、立方氮化硼),、表面活性劑復(fù)配,,調(diào)節(jié)粘度和 pH 值適應(yīng)不同陶瓷材質(zhì)(如瓷磚、精密陶瓷零件),。
粒徑選擇
粗拋階段:選用較大粒徑硅溶膠(30-50nm),配合粗磨料(如 800-1500 目金剛石),,提高切削效率,;
精拋階段:選用小粒徑硅溶膠(5-20nm),配合超細磨料(如 3000-8000 目氧化鋁),,實現(xiàn)鏡面效果,。
固含量與粘度
固含量:通常控制在 20%-40%,。低固含量(20%-30%)適用于分散磨料,,高固含量(30%-40%)適用于需要粘結(jié)作用的干拋工藝;
粘度:一般為 5-30mPa?s,,過低易導(dǎo)致磨料沉降,,過高則流動性差,,影響拋光液均勻性。
pH 值
堿性硅溶膠(pH 9-11):應(yīng)用*廣,,分散性和穩(wěn)定性優(yōu),,適合大多數(shù)陶瓷(如瓷磚、日用陶瓷),;
中性硅溶膠(pH 6-8):適用于對堿性敏感的陶瓷(如含鋯,、鈦的特種陶瓷),避免表面腐蝕,。
穩(wěn)定性
濃度調(diào)節(jié)
根據(jù)陶瓷材質(zhì)(如硬質(zhì)瓷、軟質(zhì)瓷)和拋光階段(粗拋,、精拋),,通過加水稀釋硅溶膠至合適濃度(通常固含量 10%-20%),濃度過高易導(dǎo)致表面殘留,,過低則效率下降,。
與磨料的配比
硅溶膠與磨料的質(zhì)量比一般為 1: (3-5),具體需通過試驗調(diào)整:磨料比例過高易產(chǎn)生劃痕,,過低則拋光效率低,。
溫度與 pH 控制
拋光液溫度建議控制在 20-40℃,過高會加速硅溶膠老化(顆粒團聚),;
避免與強酸,、高濃度電解質(zhì)(如氯化鈣)接觸,防止硅溶膠破乳沉淀,。
后處理
拋光后需用清水沖洗陶瓷表面,,去除殘留的硅溶膠和磨料,避免干燥后形成白漬(可配合弱酸性清洗劑增強清洗效果),。