浅谈陶瓷添加剂的分类及作用机理

陶瓷添加剂是指在陶瓷生产过程中为了满足工艺和性能要求所添加的化学试剂的统称，通常加入量在0.5%～2.0%，一般含量不超过5%。随着科学技术的发展，各种化学添加剂在陶瓷生产中起着越来越重要的作用。其作用主要体现在两个方面：一是作为过程性添加剂，如改善加工条件，加快设备运行速率，简化工艺等；二是作为功能性添加剂，如加入后使产品具有一些特定的功能。

一、分类

陶瓷添加剂的种类有很多，根据其化合物组成、作用、状态以及应用领域可以分为以下几类：

（1）根据其化学组成，可以分为有机、无机、高分子和复合添加剂。

（2）根据其作用，可以分为解胶剂、增塑剂、增强剂、助磨剂、消泡剂、絮凝剂、防腐剂等。

（3）根据其状态，可分为固体添加剂和液体添加剂两大类。

（4）根据其应用领域，可以分为普通陶瓷添加剂和新型陶瓷添加剂。

二、使用要求

（1）需熟悉各种陶瓷原料的物理化学性能以及其在生产各工序中的作用和存在的形式，了解各原料组分与陶瓷添加剂的相互作用。 

（2）了解各种陶瓷添加剂的特性和共性以及它们之间的相互作用及相容性，清楚陶瓷添加剂的作用机理。

（3）陶瓷添加剂的加入量有一定范围，用量太小，起不到应有的作用；用量太高又可能产生副作用；另一方面，陶瓷添加剂本身的质量要稳定可靠，在使用和贮存过程中不易变质。 

（4）陶瓷添加剂在陶瓷烧结时，其挥发组份和残余组份不应影响陶瓷产品的性能，有机及高分子添加剂在烧结过程中的挥发和分解不应使陶瓷制品形成气孔，含金属元素的添加剂则应避免在烧结过程中形成着色金属氧化物，使陶瓷制品出现斑点等缺陷。 

三、作用机理

（1）分散作用

固体颗粒在液体介质中分散后形成的体系应属于胶体范畴，该体系在热力学上不稳定，颗粒有团聚的趋势。此时添加陶瓷添加剂通过与陶瓷颗粒表面发生作用而阻止其相互团聚，可以起到防止粒子团聚的作用，使原料各组分均匀分散在液体介质中。陶瓷添加的分散机理大致分为四种：静电斥力稳定作用；空间位阻稳定作用；静电位阻作用和稳定作用。 

（2）悬浮作用

一些不溶于水或者微溶于水的固体颗粒可以借助某些陶瓷添加剂，比较均匀地分散在液体介质中，形成一种细小的高悬浮、能流动的稳定液固态体系，起到改善料浆悬浮稳定性的作用。悬浮稳定作用机理其实和分散作用类似，实际上各种悬浮稳定剂也可以用作陶瓷料浆的分散剂，只不过分散剂主要用在料浆中，而悬浮稳定剂主要用在釉浆中，对釉浆具有稠化作用，是防止釉浆沉淀的添加剂。 

（3）减水作用

陶瓷添加剂的减水作用是为了改善料浆性能，使料浆在低水分的情况下，具有适当的粘度、良好的流动性和高固相含量，以便于操作，达到节能降耗的目的。 

陶瓷减水剂分散机理大致分为四种：静电斥力稳定作用；空间位阻稳定作用；静电位阻作用和稳定作用。陶土颗粒在液体介质中分散后形成的体系是属于胶体，该体系在热力学上很不稳定，颗粒会相互吸引进而发生团聚，而陶瓷添加剂就是通过与陶瓷颗粒表面发生作用而阻止其相互团聚，可以起到防止粒子团聚的作用。

陶瓷减水剂作用机理示意图

（4）增强作用

在陶瓷生产过程中，对于一些质地较差的高岭土等，往往需要加入某些陶瓷添加剂来弥补其塑性差或改善初制品的强度。陶瓷增强剂的作用原理是其可在陶瓷颗粒之间架桥，产生交联作用，形成不规则的网状结构；同时颗粒表面被包裹还会使颗粒之间产生氢键而大大增强制品的强度。 

陶瓷增强剂作用机理示意图

（5）助磨作用

陶瓷添加剂的助磨作用主要是从原料磨细的微观机制方面来提高陶瓷粉体研磨效率，加快固体颗粒的破碎速度。具有助磨作用的陶瓷添加剂叫助磨剂。