磷在傳統(tǒng)陶瓷坯體_釉料及微晶玻璃中的作用與影響

1、Vol.21No.6（SerialNo.177）FOSHANCERAMICS知識講座KnowledgeLecture性質(zhì)白磷紅磷黑磷外形結(jié)構(gòu)比重（gcm3）熔點(℃)化學活性（空氣中）與O2、HNO3與熱濃堿導電性溶解度毒性無色透明晶體P4分子晶體1.8544自燃、氧化發(fā)光劇烈反應反應不導電不溶H2O，易溶于C6H6、CS2劇毒暗紅色粉末鏈狀為主2~3590不自燃、不發(fā)光加熱起反應不反應不良導電體均不溶無毒鋼灰色固體層狀結(jié)構(gòu)2~7610

2、不反應不反應不反應良導電體均不溶無毒表1磷的常見三種同素異構(gòu)體的性質(zhì)1磷的基本物理與化學性質(zhì)磷（P）是周期表中第五主族元素，它的核最外電子構(gòu)型為3s23p3，可知它的價電子層上有5個電子。磷與其它電負性較大的元素（如氧）結(jié)合時，它常顯示5價，少數(shù)情況下顯示3價。磷的軌道構(gòu)型屬于sp3型，故它的配位數(shù)為4，屬于四面體配位。磷單質(zhì)有六種同素異構(gòu)體，其中常見的是白磷、紅磷、黑磷。白磷的化學活潑性較高，所以它必須貯存于水中；紅磷的化學活潑性比白

3、磷弱，需通過加熱（250℃）或光照才能轉(zhuǎn)化生成白磷；黑磷最穩(wěn)定，需在高壓下加熱才能生成白磷。它們的主要性質(zhì)如表1所示。磷在空氣中燃燒可得磷的氧化物。當空氣不足時，將生成P4O6，P4O6在24℃下將熔化為液體；當空氣充足時，磷在其中燃燒將生成P4O10，P4O10是白色固體，它有強烈的吸濕性，故可用作干燥劑。P4O10甚至可以奪取硫酸或硝酸的水生成硫酐或硝酐。P4O10隨著反應溫度的不同與水反應可生成各種磷酸，如方程（1）所示。磷與硅、

4、硼一樣同屬玻璃網(wǎng)絡形成體。在這些網(wǎng)絡磷在傳統(tǒng)陶瓷坯體、釉料及微晶玻璃中的作用與影響戴長祿，楊勇，楊明（廣東博德精工建材有限公司，佛山528139）摘要：本文主要介紹了磷的基本物理化學性質(zhì)、磷的主要存在形式和其主要性能，以及磷在傳統(tǒng)陶瓷坯體、釉料及微晶玻璃中的作用與影響。關(guān)鍵詞：磷；坯體；釉料；微晶玻璃P4O10（HPO3）42H4P2O74H3PO4→2H2O沸水→2H2O冷水→2H2O熱水正磷酸偏磷酸焦磷酸（1）32Vol.21No.

5、6（SerialNo.177）FOSHANCERAMICS明不同配方骨質(zhì)瓷的物相組成及相應的性能。筆者等人在1994年研究了骨灰伊利石高嶺石體系的假相圖（圖1）以及該體系的等熔化溫度曲線（圖2）[1]。該項研究成果表明：（1）該體系開始出現(xiàn)液相的溫度在1180℃左右。（2）從體系的等熔化溫度曲線得出，骨灰含量在30%左右時，其等熔曲線密度??；在50%~55%和15%~20%范圍內(nèi)，其等熔化溫度曲線密度較大。骨質(zhì)瓷坯體配方應選擇等熔化溫度

6、曲線較密的含量范圍。（3）該體系在1100~1300℃范圍內(nèi)，存在的物相種類有：羥基磷灰石、β磷酸鈣、鈣長石（有時還有鉀長石）、白榴石、方石英、莫來石、剛玉。體系中不同的溫度段，存在不同的物相種類。（4）在骨質(zhì)瓷的標準配方中，骨灰為50%、伊利石粘土為20%、石英為10%、高嶺土為20%。骨質(zhì)瓷的燒成溫度為1250~1300℃。骨質(zhì)瓷的燒成特點是在1200℃左右開始生成玻璃相，隨著溫度的提高，其玻璃相增加較多，或造成骨質(zhì)瓷的燒成范圍比傳

7、統(tǒng)日用瓷窄。為了減小這一弊病，采用了二次燒的方法。從獲得透光度（即透明度）較高的高檔骨質(zhì)瓷的角度，應選擇折光率接近1.55的物相，使其對光散射的能力降低。鑒于此，應選擇含鈣長石（折光率為1.572~1.588）、白榴石（折光率為1.509）、β磷酸鈣（折光率為1.590~1.620）晶相成分的骨質(zhì)瓷較好，而含羥基磷灰石（折光率為1.647~1.651）、莫來石（折光率為1.639~1.682）晶相的骨質(zhì)瓷次之。（5）骨磷灰石（即羥基磷灰

8、石）加熱分解生成β磷酸鈣的反應是雙向性的平衡反應，其平衡常數(shù)與水蒸氣的多少、溫度的高低、體系的壓力大小有關(guān)。2.3磷酸鈣磷灰石與骨灰的加熱產(chǎn)物主要包括磷酸鈣。磷酸鈣的理論化學式為Ca3(PO4)2，其中CaO占54.2%，P2O5占45.8%。磷酸鈣Ca3(PO4)2有兩種變體，一種是β型磷酸鈣的低溫變體，另一種是α型磷酸鈣的高溫變體，它們之間的相轉(zhuǎn)變點為1180℃。這種相變是可逆的，瞬即性的相變，這一點與石英相變類似。在常溫下我們只見

9、到β型低溫磷酸鈣，不可能見到α型的高溫磷酸鈣。磷酸鈣的熔點較高，為1670℃；通常為白色晶體或無定形粉末。比重為3.14gcm3。難溶于水，在冷水中的溶解度為0.2104gmL，但在熱水中會分解，它溶于各種無機酸，不溶于乙醇。磷酸鈣可以替代磷灰石、骨灰以生產(chǎn)骨灰瓷、乳白玻璃。使用磷酸鈣的優(yōu)點在于：化工合成的磷酸鈣雜質(zhì)含量少，成分比較穩(wěn)定，生產(chǎn)的骨質(zhì)瓷、乳白玻璃的白度高，透光度好，光澤柔和。此外，它在陶瓷工業(yè)主要用于衛(wèi)生瓷無鉛生料鋯復合乳