搪瓷白板二

搪瓷密着理论
搪瓷白板的质量与底釉层和钢板表面间的密着性能密切相关，密着性能也是衡量搪瓷制品综合性能的重要参数。密着性能可以反映瓷釉层与金属基材间的结合牢固程度，密着性能愈好，结合强度就愈高，搪瓷制品的强度就愈高。研究发现，搪瓷层是不均匀的，与钢板的界面处存在着一定量的氧化物和惰性物质，两者的结合是极其复杂的物理化学过程。研究瓷釉层与金属界面的密着理论，理解密着的本质和影响因素，将有助于改善搪瓷制品质量、改进搪瓷工艺和开发新型高质量的搪瓷材料。

瓷釉层与钢板基材的密着理论
瓷釉层与钢板基材的密着理论至今仍未有统一认识，提出的密着理论均只能解释部分试验现象。B.W.King等学者认为，瓷釉层与钢板表面实现密着的要求是：(a)瓷釉应能够浸润金属；(b)界面处的瓷釉应该被金属氧化物饱和；(c)溶解于瓷釉熔体中的氧化物不能被金属还原。
纵观相关文献，瓷釉与钢板基材的密着理论可归纳如下：
①物理填充理论
该理论认为，瓷釉层与钢板基材的密着是由于瓷釉熔体以机械方式镶嵌于钢板表面的凹槽或孔隙处，且密着强度与金属表面的粗糙程度密切相关。钢板表面也可因化学作用而变得粗糙。密着剂(如Co0、NiO等)与钢板表面的金属Fe发生电化学反应，还原出金属Co、Ni并发生沉淀，强烈的化学腐蚀使钢板表面变得凹凸不平；烧成时的瓷釉熔体会填充并牢固附着于这些凹坑中，实现两者的良好密着。可该理论无法解释在没有密着剂和氧化氛围条件下，即使表面粗糙的钢板也无法获得良好的密着性能；另外，表面光滑的钢板也可获得良好的密着性能。②化学联结理论
该理论认为，在搪瓷过程中，瓷釉层与钢板基材在界面处发生复杂的化学反应，形成能桥联两者的连续化学键或氧化物层。Sweo等学者认为NiO、CaO等氧化物能控制两者界面间的氧化环境，促进金属Fe、氧化铁的溶解与扩散、瓷层中气泡结构的形成，进而改善界面间的润湿性。密着过程中主要发生的化学反应有：Fe+O₂→2FeO，5NiO+4Fe→5Ni+FeO+Fe₃O₄和NiO+3FeO→Ni+Fe₃O₄,还原生成的金属Ni沉积于界面处，并与Fe形成热力学稳定的Fe-Co、Fe-Ni合金，促进瓷釉与钢板的密着。Dietz等学者认为，密着剂CoO或NiO等能与金属Fe形成原电池回路，发生化学反应Fe+Co²+→>Fe²+Co，Fe+Ni²⁺→Fe²⁺+Ni，使金属Co、Ni沉淀：同时钢板表面被强烈腐蚀而变得粗糙，熔融瓷釉就会填充并牢固附着于这些凹槽中，与钢板实现良好的物理化学密着。还有学者提出,密着剂尤其是CoO,在烧成时能充当氧的载体，使氧与金属Fe发生氧化反应形成FeO密着层。
③枝晶结合理论
该理论认为，含有CoO的瓷釉熔体会溶解FeO，在烧成冷却过程中，FeO会分解为金属Fe和Fe₃O₄。金属Fe会以枝晶形式析出，不但能与铁基体牢周结合，又能在瓷釉熔体中继续长大而实现牢固密着。密着剂CoO和NiO能被金属Fe还原生成Co、Ni枝晶体，实现良好密着。然而，实际烧成条件下，通常是Fe₃O₄被金属Fe还原成FeO，而不是FeO分解为Fe₃O₄，并月瓷釉中很少能形成枝晶体。综上，-般认为瓷釉层与钢板基材的密着主要是以连续化学键结合为主，物理结合力为辅的复合形式密着。瓷釉层与钢板表面应能较好的相互润湿，发生化学反应，增加微观结构的相似性、降低界面白由能，才可获得良好的密着性能。