1 前 言
由于原料、成型及烧成等各方面的原因，墙地砖产品经常会出现黑心缺陷。在二次烧成釉面砖产品中，素坯中间截面有大量的黑点或黑斑，有些陶瓷厂家产品会更严重、更明显，甚至磨完边就能看到，可以明显看到截面中间部分颜色不同。而在一次烧成墙地砖产品中，典型的就是坯体截面中心有不同程度的黑心。
“黑心”问题严重影响了产品的品质。有“黑心”则必然有不同程度的‘针孔’，不利于产品销售，必须解决。
2 “黑心”缺陷表现形式及产生原因
2．1“黑心”表现形式
一次快烧墙地砖产品，如产生“黑心”缺陷，轻则砖面颜色发生异常，砖面中央部位或局部颜色发青或发灰，但还不影响砖面的平整度；重则砖面发暗发青外，还会大面积鼓起，或局部鼓泡，严重影响砖面的平整度，成为废品。如把具有黑心缺陷的产品折断，仔细观察断面，就会发现：若为白坯，砖体中间呈轻重不等的绿、灰阴影；若为红坯，砖体中间则呈轻重不等的灰、黑色阴影。
在实际生产中，遇到各种各样的黑心缺陷，其表现形式很多，一般分为三种形态：第一为黑心缺陷发生在砖体的一边或砖体的四周部位；第二为黑心缺陷发生在砖面的局部区域，其位置具有随机性，黑心偶尔形成鼓泡；第三为黑心缺陷发生在砖体中间的大部分区域，具有连续性。
2．2“黑心”产生原因
“黑心”产生的主要原因是：坯体中含在超量的有机物和铁质，烧成过程较快，导致有机物氧化不完全，排气不净；烧成气氛不对，坯体中的铁质以高价铁（Fe3O4、FeO）存在，从而呈黑色。铁含量过高，烧成时生产易熔低铁硅酸盐，降低了坯体的始熔温度，会产坯体鼓泡。石英砖特别明显，如我厂红色斑点砖黑心特别明显，釉面还有大量针孔。
一次快烧墙地砖产品产生黑心缺陷的根本原因是：原料中含有铁质和一定比例的有机质。要消除“黑心”问题，必须减少铁质和有机质，加强氧化强度和排气时间。下面对我厂“黑心”产生原因进行分析。
3 各工序对“黑心”缺陷的影响
3．1坯体的影响
3．1．1坯体配方的影响
1）原料的选择
一般选择含铁和有机质少的原料，而实际上原料的纯度不可能达到理想要求，必须要做好原料进检工作。一般引起“黑心”是泥料，因此特别注意泥料的有机质和含铁量不能超标，还需打饼进行试烧，敲开其截面看是否有“黑心”问题，一般泥料都或多或少有一点黑心，当然优质泥也有，烧后截面和其表面一样的白度。表(1)是我厂几个泥料物化性能。
2)配方调整
我厂在使用的叶腊石有两种，其中越南叶腊石较好，国内叶腊石含铁量太高，含铁量如表（1）所示。我厂坯体原配方如下，其含铁量太高。现经过调整。配方如表（2）所示。
3．1．2坯体细度的影响
坯体的细度不能过细，我厂泥浆细度为：＜1.5%(230目筛)。一次烧成釉面砖的细度较二次烧成釉面砖要小；但没必要太小。我厂成品吸水率（12～13）%，但也可以做适当的调整，这样也可减少球磨时间。
3．1．3坯粉制备的影响
喷雾塔热风炉常烧水煤气、重油、水煤浆等燃料，总难免会带入碳粒、硫质及有机质。特别是使用水煤浆燃烧炉提供热风。因为煤中的含硫量较高；且只是磨细，固体微粉难免有飞扬，很容易混入粉料中。因此也增加了坯体的烧失，特别还是很大颗的碳粒。
3．1．4坯体压制力的影响
坯体的压制力主要影响坯体的致密度，致密度越大，排气越困难。由于坯体强度要求，一般一次烧成釉面砖坯体压制力较二次烧成要大一些。我厂25×40规格产品坯体190±30bar，在保证成品吸水率符合要求的前提下，可适当降低坯体压制力，一般生产时控制在200bar，但烧后有时会有针孔，后改为190bar。
3．1．5坯体始熔温度的影响
一次烧成釉面砖坯体的膨胀系数较二次烧成的坯体要大，我厂坯体膨胀系数为230×10-7/℃，二次烧坯体膨胀系数为200×10-7/℃左右。而一般膨胀系数大的物质火度都会偏低。如此一来坯体的始熔温度就会较低，提前封闭部分毛细孔，增加排气难度，因此要提高坯料的含铝量，控制铁质含量。
3．1．6坯体厚度的影响
坯体的厚度一定要合适合理，太厚会增加坯粉的用量，且不利于排气；太薄比较容易变形。各种规格砖釉面砖坯体压制参数如表（3）所示。
我厂曾压300×600规格砖，压力为230bar，后在250×400规格产品窑炉烧，黑心问题非常严重。折断这块砖看其截面，靠近砖面（3～5）mm全都是灰黑色；并且砖面部分位置有起泡。
3．2釉料的影响
3．2．1化妆土的影响
1）化妆土配方的影响
坯体的膨胀系数大，面釉的加入高岭土较多膨胀系数小；因此要求化妆土的膨胀系数很大，才能拉直砖。化妆土的膨胀系数大，而膨胀系数大的原料火度大多较低；因此始熔温度也会降低，导致气体未排出就熔融封闭了坯面，增加高温原料的用量，适当提高始熔温度。
2）化妆土细度的影响
针对一次烧成化妆土火度较低的问题，如果化妆土细度太小的话，必定会使化妆土提前熔融，坯体则无法排气，而实际上一次烧成化妆土的细度较二次烧的要小很多。
现我厂化妆土细度：(0.3～0.5) g/100ml，二次烧的会大一些，一般为（0.6～0.8）g/100ml。现对我厂细度进行调整，调至（0.6～0.8）g/100ml。具体调整如表（6）所示。
3）化妆土施釉量的影响
一次烧成釉面砖化妆土施釉量很大，我厂25×40规格砖化妆土施釉量为80克。而二次烧成釉面砖化妆土施釉量为40克。如果把化妆土的施釉量改少，砖一定太拱。如何来调整？我厂采用高温透明熔块加到面釉里或全都用高温透明熔块，去掉硅酸锆，提高面釉始熔温度，减小膨胀系数，减小化妆土用量和膨胀系数。
3．2．2面釉的影响
1）面釉配方的影响
二次烧釉面砖的面釉配方比较简单，一般用熔块加几点高岭土和添加剂即可。但一次烧成釉面砖面釉有时会加几点硅酸锆和高温透明熔块，以提高始熔温度，并保证合适的膨胀系数。一次烧成釉面砖面釉配方如表（5）所示。
2）面釉细度的影响
一次烧成釉面砖的细度较二次烧的要粗，这样有利于排气。面釉细度如表（6）所示。
3）面釉施釉量的影响
一次烧成釉面砖面釉施釉量一般较二次烧成的要少，其对排气影响相对化妆土要小。其施釉量如表（6）所示。
3．2．3花釉和点釉的影响
花釉和点釉对排气有一定影响，但这不是导致“黑心”问题的原因。
3．3烧成的影响
粉料制备、压制成型、快速烧成等工艺制度的不合理，会加重黑心缺陷的程度，是间接导致产生黑心缺陷的原因。
生产墙砖所用的粘土原料及粘土原料中含有的有机质、碳素和氧化铁等，在烧成时会发生一系列物理化学变化，如氧化反应、还原反应、脱水反应等，仔细分析这些反应，可以找出产品出现黑心缺陷的原因。
如果碳素在烧成过和中未被充分氧化，残留在坯体中；或有机物质在一定温度下发生热分解反应，生成游离碳素，而这些残余碳素又未被充分氧化残留在坯体内，均将使坯体中间部位呈灰黑色阴影，形成所谓的氧化不透现象即黑心缺陷；另外，在反应中，生成了大量的CO、H2等还原性气体，氧化铁在这些气体的作用下，逐渐发生还原反应，生成磁铁矿Fe3O4方铁矿FeO等，而磁铁矿和方铁矿呈灰色、黑色，它们残留在坯体内，从而也导致坯体颜色从灰变黑，使黑心缺陷形成；坯体黑心鼓泡，则由于坯体中生成易熔低铁硅酸盐（铁堇青石）所致。
4 调整方案与解决措施
生产过程中加以控制，减小这方面的影响。特别是烧成时，要加强氧化强度和氧化时间。针对此，调整方案如下：
1）原料中有机物、碳素及铁质等含量过高，是产生黑心缺陷的根本原因和前提条件，因此严格控制原料质量，有必要调整坯体配方，降低烧成和含铁量。
2）所有可以降低坯体及釉面气体渗透性的因素，如粉料水份过高，成型压力过大，坯体厚度过大，粉料中高水分凝块的存在，粉料细粉量过大等皆可能导致黑心缺陷，因此要加强这些方面的控制。
3）烧成过程中需采取如下措施：保持600～650℃使有机物质充分燃烧，在800～850℃，特别是红坯，要使釉料充分熔融及坯体部分玻化前，使气体顺利逸出。烧成阶段是黑心缺陷出现的一个重要阶段，应根据产品结构、所用原料、窑炉种类及能源情况制订合理的烧成制度，保证坯体得到充分氧化，方能减轻或杜绝“黑心”缺陷的产生。
5 总 结
此文写的是一次烧成釉面砖和石英砖（仿古砖、通体砖等），但可作为二次烧釉面砖“黑心”问题的参考。
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