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Influence of uniformly dispersed mineralizers on firing and mechanical resistance of clay ceramics

Published online by Cambridge University Press:  09 July 2018

J. Lemaitre
Affiliation:
Croupe de Physico-Chimie minérale et de Catalyse, Université Catholique de Louvain, Place Croix du Sud 1, 5-1348 Louvain-la-Neuve, Belgium
M. Bulens
Affiliation:
Croupe de Physico-Chimie minérale et de Catalyse, Université Catholique de Louvain, Place Croix du Sud 1, 5-1348 Louvain-la-Neuve, Belgium
B. Delmon
Affiliation:
Croupe de Physico-Chimie minérale et de Catalyse, Université Catholique de Louvain, Place Croix du Sud 1, 5-1348 Louvain-la-Neuve, Belgium

Abstract

Some parameters of the firing of kaolin around 900°C are examined: (1) firing shrinkage; (2) densification, hardening and textural evolution of kaolin ceramics. Experimental results are accounted for by an empirical formula describing the isotherm firing shrinkage of kaolin ceramics.

Depending on the precursor salt added, the spreading and dispersion of the mineralizer is more or less homogeneous. If, during thermal decomposition, the salt induces much porosity, this effect can counterbalance the shrinkage caused by the mineralizer. The kinetics of shrinkage, and the final density after firing depend both on the latter effects and on the mineralizer cation. A very good correlation is observed between shrinkage, final density (residual pore volume) and the strength of the fired clay product. The introduction of uniformly dispersed mineralizers causes an increase in mechanical resistance (for identical temperatures and firing times) by a factor greater than 3, occasionally 5) and, for equal firing times and mechanical strengths, lowers the firing temperature by 100-200°C.

Abrege

Abrege

Certains paramètres de la cuisson du kaolin aux environs de 900° centigrades sont examines: (1) Rétrécissement à la cuisson; (2) densification, durcissement et evolution texturale de la céramique de kaolin. Des résultats expérimentaux sont justifies par une formule empirique décrivant le rétrécissement à la cuisson isotherme des céramiques de kaolin.

Selon le sei précurseur ajouté, la dissemination et la dispersion du minéralisateur sont plus ou moins homogènes. Si, durant la decomposition thermique, le sei provoque une grande porosité, cet effet peut contrebalancer le rétrécissement provoqué par le minéralisateur. La cinétique du rétrécissement et la densité finale après cuisson dependent toutes deux du dernier effet et du cation minéralisateur. Une exceliente correlation est observée entre le rétrécissement, la densité finale (volume de pores résiduels) et la solidité du produit d'argile cuite. L'introduction de minéralisateurs uniformément disperses suscite une augmentation de la resistance mécanique (pour des temperatures et des temps de cuisson identiques) par un facteur de plus de 3, 5 à l'occasion, et pour des temps de cuisson et des solidités mécaniques égaux, elle abaisse la temperature de cuisson de 100 à 200°C.

Auszug

Auszug

Es werden einige Parameter des Brennens von Kaolin bei ca. 900°C untersucht: (1) Schwund beim Brennen; (2) Verdichtung, Hàrtung und Gefiigeentwicklung von Keramikmassen des Kaolintyps. Es wird Rechenschaft iiber Versuchsergebnisse durch Bekanntgabe einer empirischen Formel fior den isothermen Schwund beim Brennen von Kaolin-Keramikmassen abgelegt.

Je nach Art des als Vorlàufer zugegebenen Salzes ist die Ausbreitung und Dispersion des Mineralbildners mehr oder weniger homogen. Solite das Salz wàhrend der thermischen Zersetzung eine wesentliche Porositat hervorrufen, dann kann diese Tatsache den durch den Mineralbildner verursachten Schwund ausgleichen. Die Schwundkinetik und endgultige Dichte nach dem Brennen hàngen beide von den vorgenannten Wirkungen ab, wie auch vom Kation des Mineralbildners. Man hat eine sehr gute Wechselbeziehung zwischen Schwund, endgiiltiger Dichte (restliches Porenvolumen) und Festigkeit des gebrannten Tonprodukts festgestellt. Die Einfùhrung von gleichfòrmig verteilten Mineralbildnern ergibt einen Zuwachs an mechanischem Widerstand (bei gleichbleibenden Temperaturen und Brenndauern) und zwar um einen Faktor der grosser als drei ist, manchmal sogar ftinf betràgt, und erniedrigt die Brenntemperatur um 100 bis 200°C bei gleicher Brenndauer und mechanischer Festigkeit.

Referata

Referata

Se examinan diversos paràmetros de la cocción del caolin a unos 900°C. (1) contraction por cocción; (2) densificación, endurecimiento y evolución de la textura de la ceràmica de caolin. Los resultados experimentales son explicados mediante una fòrmula empirica que describe la contraction por cocción isotèrmica de la ceràmica de caolin.

Segùn la sai precursoia anadida, la difusión y dispersion del mineralizador resulta mas o menos homogénea. Si durante la descomposición tèrmica la sai induce abundante porosidad, este efecto puede contrarrestar la contracción causada por el mineralizador. La cinètica de la contracción, y la densidad final tras la cocción, dependen de los efectos mencionados en ùltimo termino y del catión mineralizador. Se observa una excelente correlación entre contracción, densidad final (volumen de poros residuai) y la solidez del producto arcilloso sometido a cocción. Laintroduccióndemineralizadores dispersados uniformemente hace que aumente la resistencia mecànìca (para temperaturas y tiempos de cocción idénticos) en un factor mayor de 3, y a veces de 5), y para iguales tiempos de cocción y fuerzas mecànicas, disminuye la temperatura de cocción en 100 a 200°C.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland 1976

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References

Lemaitre, J., Bulens, M. & Delmon, B. (1975a) Int. Clay Confi, Mexico City, 539.Google Scholar
Lemaitre, J., Leonard, A. & Delmon, B. (1975b) Int. Clay Confi, Mexico City, 545.Google Scholar
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