定义:
搪瓷是一种将玻璃质釉料涂覆在金属(如铁、铝、不锈钢)表面,经高温烧制形成的复合材料。其结合了金属的机械强度和玻璃的耐腐蚀性、美观性。
历史背景:
起源于古埃及(公元前13世纪),早期用于珠宝和装饰品。
中国唐代(公元7世纪)开始制作搪瓷工艺品,明清时期达到高峰(景泰蓝为代表)。
工业革命后,搪瓷技术规模化,广泛用于日用品(如珐琅锅、水杯)和建筑装饰。
定义:
搪玻璃特指在碳钢或铸铁基材表面烧结一层高硅含量的玻璃质釉层(厚度通常1.5~2.5mm),形成工业级的耐腐蚀复合材料。
历史背景:
19世纪末欧洲化工产业兴起,为应对强酸强碱腐蚀需求,开发出搪玻璃设备。
20世纪初德国率先工业化生产搪玻璃反应釜,成为化工、制药行业的核心设备。
中国20世纪50年代引进技术,目前是全球搪玻璃设备的主要生产国。
基材:
金属:低碳钢(成本低)、铝(轻量化)、不锈钢(耐高温)。
预处理:喷砂除锈、酸洗、镍层打底(增强釉层附着力)。
釉料成分:
基础配方:二氧化硅(SiO₂)、硼砂(Na₂B₄O₇)、长石(KAlSi₃O₈)、石英砂等。
添加剂:氧化钴(蓝色)、氧化铁(红色)、氧化钛(白色)等用于着色。
功能改进:添加氧化锆(提高耐磨性)、氟化物(增强光泽)。
结构:
釉层厚度:0.1~0.5mm,通常单层或双层涂覆。
表面光滑,可呈现复杂图案或镜面效果。
基材:
钢铁:碳钢(Q235B为主),需严格控制硫、磷含量(避免烧制时产生气泡)。
预处理:高温脱脂(400°C)、喷砂(Sa2.5级清洁度)。
釉料成分:
高硅配方:SiO₂含量≥60%,另含氧化硼(B₂O₃)、氧化钠(Na₂O)、氧化铝(Al₂O₃)。
耐腐蚀强化:添加氧化锆(ZrO₂)或氧化钛(TiO₂)提高耐酸性。
无铅化:现代搪玻璃釉料禁用铅、镉等重金属。
结构:
釉层厚度:1.5~2.5mm,需多层涂覆(底釉+面釉)。
釉层致密无孔,与钢铁基体形成化学键结合。
金属成型:冲压、焊接制成锅具、标牌等坯体。
表面处理:喷砂除锈→酸洗(硫酸或盐酸)→中和→烘干。
釉料喷涂:
湿法喷涂:釉浆喷涂(厚度0.2~0.3mm)。
干法静电喷涂:粉末釉料静电吸附(均匀性更佳)。
烧制:
温度:800~850°C,时间:3~10分钟(依基材而定)。
釉料熔融后与金属表面结合。
装饰:贴花、手绘图案,二次烧制固定颜色。
基材铸造:碳钢板卷焊制成反应釜、管道等大型设备。
表面处理:
高温脱脂(400°C去除油污)→喷砂(粗糙度Ra≥50μm)。
底釉涂覆:
喷涂或浸渍底釉(含钴、镍等促进结合的元素)。
干燥后烧制(880~920°C,保温30~60分钟)。
面釉涂覆:
多层喷涂(每层0.3~0.5mm),重复烧制2~4次。
质量检测:
电火花检测(10~20kV电压检查针孔)。
厚度测量(超声波或磁性测厚仪)。
性能 | 搪瓷 | 搪玻璃 |
---|---|---|
耐温性 | ||
热膨胀系数 | ||
导热性 | ||
抗冲击性 |
介质 | 搪瓷耐受性 | 搪玻璃耐受性 |
---|---|---|
盐酸(20%) | ||
硫酸(50%) | ||
氢氧化钠 | ||
有机溶剂 |
搪瓷:
日用品:珐琅锅、咖啡杯、浴缸、洗衣机内筒。
建筑装饰:地铁站标识牌、外墙装饰板。
艺术领域:景泰蓝工艺品、搪瓷雕塑。
搪玻璃:
化工:反应釜、蒸馏塔、冷凝器(耐酸碱腐蚀)。
制药:发酵罐、储液罐(满足GMP洁净要求)。
环保:废气处理塔、废水中和槽。
缺陷类型:
爆瓷:冷热骤变导致釉层开裂。
锈蚀:基材暴露后生锈(常见于边缘)。
修复方法:
小面积破损:使用环氧树脂或专用搪瓷修补剂。
大面积剥落:需返厂重新喷涂烧制。
使用禁忌:
避免温度骤变(升温/降温速率<50°C/h)。
禁止硬物刮擦(如金属工具)。
检测标准:
定期电火花检测(确保无针孔)。
釉层厚度每3年检测一次(磨损量<0.2mm)。
搪瓷的创新方向:
轻量化:铝基搪瓷替代传统铸铁(降低重量)。
智能化:釉层嵌入导电涂层(用于电磁炉感应加热)。
搪玻璃的技术升级:
纳米改性釉料:添加纳米SiO₂提高耐磨性。
复合衬里:搪玻璃+PTFE涂层(增强抗氢氟酸能力)。
环保要求:
无铅釉料普及,减少重金属污染。
废釉回收技术(降低生产能耗)。
选择搪瓷的场景:
注重美观、低成本、轻量化(如家用厨具、装饰品)。
选择搪玻璃的场景:
强腐蚀、高温高压工业环境(如化工反应、药品合成)。
两者虽同属“金属-玻璃”复合材料,但因成分、工艺、性能的显著差异,需根据具体需求严格区分使用。