陶瓷工藝學(xué)復(fù)習(xí)資料

一 陶 瓷 的 概 念 與 分 類u傳 統(tǒng) 陶 瓷 （ 普 通 陶 瓷 ） “ 陶 瓷 ” 是 指 所 有 以 粘 土 為 主 要 原 料 與 其 它 天 然 礦 物 原料 經(jīng) 過 粉 碎 、 混 煉 、 成 形 、 燒 成 等 過 程 而 制 成 的 各 種 制 品 。 傳 統(tǒng) 陶 瓷 的 主 要 原 料 ： 取 之 于 自 然 界 的 硅 酸 鹽 礦 物 (如粘 土 、 長 石 、 石 英 等 )， 所 以 傳 統(tǒng) 陶 瓷 可 歸 屬 于 硅 酸 鹽 類 材料 和 制 品 。 陶 瓷 工 業(yè) 可 與 玻 璃 、 水 泥 、 搪 瓷 、 耐 火 材 料 等 工 業(yè) 同屬 “ 硅 酸 鹽 工 業(yè) ” 的 范 疇 。 陶 瓷 工 藝 學(xué) 1 原 料 的 分 類根 據(jù) 原 料 的 獲 得 方 式 分 ： 礦 物 原 料 ， 化 工 原 料 。根 據(jù) 工 藝 特 性 分 ： 可 塑 性 原 料 ， 非 可 塑 性 原 料 （ 瘠 性 ） ， 熔 劑 性 原 料 。根 據(jù) 使 用 用 途 分 ： 坯 用 原 料 ， 釉 用 原 料 ， 色 料 和 彩 料 。根 據(jù) 礦 物 組 成 分 ： 粘 土 質(zhì) 原 料 ， 硅 質(zhì) 原 料 ， 長 石 質(zhì) 原 料 ，鈣 質(zhì) 原 料 ， 鎂 質(zhì) 原 料 等 。 陶 瓷 工 藝 學(xué) 粘 土 的 分 類一 次 粘 土 （ 殘 留 粘 土 或 原 生 粘 土 ） 風(fēng) 化 殘 積 型二 次 粘 土 （ 沉 積 粘 土 或 次 生 粘 土 ） 沉 積 型 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 二 粘 土 的 組 成 粘 土 的 性 能 取 決 于 粘 土 的 組 成 ， 包 括 粘 土 的 化 學(xué) 組 成 、礦 物 組 成 和 顆 粒 組 成 。1、 粘 土 的 化 學(xué) 組 成SiO2， Al2O3， Fe2O3， TiO2， CaO， MgO， K2O， Na2O， I.L. 陶 瓷 工 藝 學(xué) u根 據(jù) 化 學(xué) 組 成 ， 可 初 步 估 計(jì) 出 粘 土 的 礦 物 組 成 、 粘 土 耐火 度 的 高 低 、 粘 土 的 顏 色 及 工 藝 性 能 等 。 陶 瓷 工 藝 學(xué)粘 土 是 多 礦 物 組 成 的 混 合 物 ， 含 有 二 種 或 二 種 以 上 的 粘 土礦 物 和 在 形 成 過 程 中 由 于 風(fēng) 化 不 完 全 或 在 沖 刷 漂 移 過 程 中混 入 其 它 雜 質(zhì) 礦 物 。 陶 瓷 工 藝 學(xué)特 點(diǎn) ： 吸 附 能 力 小 ， 可 塑 性 和 結(jié) 合 性 較 差 ， 雜 質(zhì) 少 、 白 度高 、 耐 火 度 高 。 （ 1） 高 嶺 石 類 礦 物 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) （ 2） 蒙 脫 石 類 礦 物 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 3、 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué)定 義 ： 粘 土 顆 粒 吸 附 的 離 子 被 其 它 同 性 電 荷 的 離 子 置 換 ，發(fā) 生 離 子 交 換 的 性 質(zhì) 稱 為 粘 土 的 離 子 交 換 性 。 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué)粘 土 在 燒 結(jié) 過 程 中 所 表 現(xiàn) 出 的 各 種 物 理 變 化及 性 能 。 燒 結(jié) 性 ： 氣 孔 率 、 吸 水 率 、 體 積 密 度 、 收 縮 率 等 陶 瓷 工 藝 學(xué)v四 粘 土 在 陶 瓷 生 產(chǎn) 中 的 作 用 陶 瓷 工 藝 學(xué) 第 三 節(jié) 石 英 類 原 料 二 氧 化 硅 （ SiO2） 在 地 殼 中 的 豐 度 約 為 60 。 自 然 界中 的 結(jié) 晶 態(tài) 二 氧 化 硅 統(tǒng) 稱 為 石 英 。 由 于 經(jīng) 歷 的 地 質(zhì) 作 用 及成 礦 條 件 不 同 ， 石 英 呈 現(xiàn) 多 種 狀 態(tài) ， 并 有 不 同 的 純 度 。 陶 瓷 工 藝 學(xué)vSiO2多 晶 轉(zhuǎn) 變 的 特 點(diǎn)（ 1） 高 溫 型 的 緩 慢 轉(zhuǎn) 化 （ 橫 向 轉(zhuǎn) 化 或 一 級 轉(zhuǎn) 化 ）（ 2） 低 溫 型 的 快 速 轉(zhuǎn) 化 （ 縱 向 轉(zhuǎn) 化 或 二 級 轉(zhuǎn) 變 ） 陶 瓷 工 藝 學(xué) 石 英 預(yù) 燒 ， 利 于 粉 碎 。陶 瓷 生 產(chǎn) 過 程 中 必 須 注 意 升 降 溫 速 度 的 問 題 ： 在 制 品 燒成 和 冷 卻 時(shí) ， 處 于 晶 型 轉(zhuǎn) 化 的 溫 度 階 段 ， 應(yīng) 適 當(dāng) 控 制 升 溫與 冷 卻 速 度 ， 以 保 證 制 品 不 開 裂 。 陶 瓷 工 藝 學(xué)u釉 料 中 ,SiO2是 玻 璃 質(zhì) 的 主 要 成 分 ， 提 高 釉 料 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 ，硬 度 ， 耐 磨 性 ， 耐 化 學(xué) 侵 蝕 性 ； 提 高 釉 料 的 熔 融 溫 度 與 粘 度 。u燒 成 前 ， 調(diào) 節(jié) 泥 料 的 可 塑 性 ， 為 生 坯 水 分 快 速 排 除 提 供 通 路 ，增 加 滲 水 性 ， 有 利 于 施 釉 工 藝 ， 降 低 干 燥 收 縮 并 加 快 干 燥 。u燒 成 時(shí) ， 石 英 的 加 熱 膨 脹 可 部 分 抵 消 坯 體 的 收 縮 ； 高 溫 時(shí)石 英 部 分 溶 解 于 液 相 ， 增 加 熔 體 的 粘 度 ， 未 溶 解 的 石 英 顆 粒構(gòu) 成 坯 體 的 骨 架 ， 防 止 坯 體 軟 化 變 形 。u可 提 高 坯 體 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 ， 透 光 度 ， 白 度 。 陶 瓷 工 藝 學(xué) 第 四 節(jié) 長 石 類 原 料一 長 石 的 種 類 和 性 質(zhì) 長 石 類 礦 物 是 架 狀 結(jié) 構(gòu) 的 堿 金 屬 或 堿 土 金 屬 的 鋁 硅酸 鹽 。 陶 瓷 工 藝 學(xué) 2 長 石 的 熔 融 特 性 陶 瓷 工 藝 學(xué) 注 意 ！ 陶 瓷 工 藝 學(xué)高 溫 粘 度 和 高 溫 粘 度 系 數(shù) 要 求 一 般 要 求 高 溫 粘 度 大 ， 高 溫 粘 度 系 數(shù) 小 。 二 陶 瓷 工 業(yè) 對 長 石 質(zhì) 量 要 求熔 點(diǎn) 的 要 求化 學(xué) 組 成 的 要 求礦 物 組 成 的 要 求 陶 瓷 工 藝 學(xué) 三 長 石 在 陶 瓷 生 產(chǎn) 中 的 作 用 陶 瓷 工 藝 學(xué) 第 五 節(jié) 堿 土 硅 酸 鹽 類 原 料u作 用 ：降 低 燒 成 溫 度 ， 擴(kuò) 大 燒 成 溫 度 范 圍 。提 高 坯 體 白 度 ， 透 明 度 ， 機(jī) 械 強(qiáng) 度 和 熱 穩(wěn) 定 性 。在 精 陶 坯 體 中 用 滑 石 代 替 長 石 ， 可 降 低 釉 的 后 期 龜 裂 。提 高 釉 的 彈 性 ， 熱 穩(wěn) 定 性 ， 增 加 釉 的 熔 融 溫 度 范 圍 。 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué) 陶 瓷 工 藝 學(xué)第 六 節(jié) 碳 酸 鹽 、 硫 酸 鹽 及 硼 酸 鹽 類 原 料 配 料v滿 足 產(chǎn) 品 的 物 理 、 化 學(xué) 性 質(zhì) 和 使 用 要 求 v考 慮 生 產(chǎn) 工 藝 及 設(shè) 備 條 件 v擬 定 配 方 時(shí) 應(yīng) 考 慮 經(jīng) 濟(jì) 上 的 合 理 性 v借 鑒 成 熟 配 方 v各 原 料 在 陶 瓷 材 料 中 的 作 用 坯料組成的表示方法v 實(shí) 際 配 料 量 （ 比 ） 表 示 法v 化 學(xué) 組 成 表 示 法v 實(shí) 驗(yàn) 公 式 (賽 格 式 )表 示 法v 礦 物 組 成 （ 示 性 組 成 ） 表 示 法 坯料的種類和品質(zhì)要求一 、 坯 料 的 種 類 （ 1） 注 漿 坯 料 ， 含 水 率 28 35%； （ 2） 可 塑 坯 料 ， 含 水 率 18 25%； （ 3） 壓 制 坯 料 ， 含 水 率 3 6% （ 干 壓 坯 料 ） ； 含 水 率 7 15%（ 半 干 壓 坯 料 ） ；坯料： 陶瓷原料經(jīng)配料和一定的工藝加工，得到的具有成形性能的多組分均勻的配合料。 二 、 坯 料 的 品 質(zhì) 要 求 坯料的總體質(zhì)量要求配方準(zhǔn)確 組分均勻 細(xì)度合理空氣含量少 u 良 好 的 可 塑 性u 滿 足 成 型 和 半 成 品 的 干 燥 強(qiáng) 度u 細(xì) 度u 含 水 量 適 當(dāng)u 空 氣 含 量u 干 燥 強(qiáng) 度 高 u 收 縮 率 小可塑泥料的品質(zhì)要求 2、注漿坯料的品質(zhì)要求 流動(dòng)性好。 懸浮性好。 觸變性恰當(dāng)。 濾過性好。 泥漿含水量少。 脫模性好。 3、壓制粉料的品質(zhì)要求 流動(dòng)性好 堆積密度大 含水率及水分均勻性形狀、大小及粒度分布 坯 料 制 備 的 主 要 工 序 及 設(shè) 備 一 、 原 料 的 處 理 （ 原 料 精 選 、 原 料 預(yù) 燒 ） 二 、 原 料 粉 碎 （ 粗 碎 、 中 碎 和 細(xì) 碎 （ 磨 ） ） 三 、 篩 分 、 除 鐵 、 攪 拌 四 、 泥 漿 脫 水 （ 漿 料 泥 團(tuán) ； 漿 料 粉 料 ） 五 、 練 泥 （ 塑 性 泥 料 ） 六 、 造 粒 （ 壓 制 粉 料 ） 七 、 陳 腐 u根據(jù)粉碎后粉料的粒度可分為： 粗碎（40-50mm），顎式破碎機(jī)； 中碎（0.3-0.5mm），輪輾機(jī)、雷蒙機(jī)； 細(xì)碎（60 m），球磨機(jī)、雷蒙機(jī)； 超細(xì)粉碎（幾個(gè) m），振動(dòng)磨、氣流粉碎等。u原料粉碎：塊狀固體物料在機(jī)械力的作用下而破碎使塊度或粒度達(dá)到要求的操作。 粉 碎 的 四 種 方 法壓 碎 ； 研 磨 ； 劈 裂 ； 撞 擊 球磨機(jī)u陶瓷行業(yè)多采用間隙式球磨機(jī)，采用濕磨。u影響效率的主要因素： 球磨轉(zhuǎn)速、研磨介質(zhì)（多少、大小、形狀、級配、密度）、料球水比、加料粒度、加料方式。 1、壓濾脫水（機(jī)械脫水）：20-25% 間歇式壓濾機(jī)2、噴霧干燥脫水（熱風(fēng)脫水）： 噴霧干燥塔 v 真空練泥的作用 經(jīng)真空練泥后，可排除空氣，使泥料水分、組成分布均勻，收縮減小，提高干燥強(qiáng)度,提高泥料的可塑性、致密度。v 練泥分為粗練和真空練泥（精練）。 （真空）練泥機(jī) v影響泥料質(zhì)量的因素 1）泥餅的水分高低及均勻性。 2）加料速度。 3）真空度。4）泥餅的溫度和練泥機(jī)室內(nèi)的溫度。5）練泥機(jī)結(jié)構(gòu)。 1)顆 粒 取 向 的 定 義 ： 經(jīng) 過 練 泥 的 可 塑 泥 團(tuán) ， 其 片 狀 顆 粒 受 外 力 的 作 用 會(huì) 沿 其 尺 寸最 大 方 向 （ 長 軸 方 向 ） 重 疊 排 列 。 這 種 顆 粒 在 平 面 內(nèi) 擇 優(yōu) 取向 的 現(xiàn) 象 就 是 顆 粒 取 向 。v可塑泥團(tuán)的顆粒取向 3） 顆 粒 取 向 與 收 縮 、 變 形 的 關(guān) 系 無 定 向 排 列 ： 在 任 何 方 向 上 顆 粒 取 向 是 統(tǒng) 計(jì) 地 均 勻 排 列 。 定 向 排 列 ： 顆 粒 沿 一 個(gè) 方 向 排 列 。 無 定 向 排 列 的 坯 體 在 各 方 向 上 的 收 縮 是 一 致 的 。 定 向 排 列 收 縮 有 差 異 ， 定 向 化 程 度 越 高 ， 則 各 方 向 收 縮 越大 。 陳腐：坯料陳放一段時(shí)間后進(jìn)入下一工序，坯料水分均勻，性能提高。 陳 腐 的 作 用 機(jī) 理 ： 1） 通 過 毛 細(xì) 管 的 作 用 ， 使 坯 體 中 水 分 更 加 均 勻 。 2） 水 和 電 解 質(zhì) 的 作 用 使 粘 土 顆 粒 充 分 水 化 ， 發(fā) 生 離 子交 換 ， 同 時(shí) 非 可 塑 性 物 質(zhì) 轉(zhuǎn) 變 為 粘 土 ， 可 塑 性 提 高 。 3） 有 機(jī) 物 ： 發(fā) 酵 腐 爛 可 塑 性 提 高 。 壓制成形用坯料-墻地磚 墻地磚產(chǎn)品的顯著特點(diǎn)是外形均為規(guī)則的薄板狀。因而大多采用半干壓法成形。含水率及水分均勻程度 粒度和粒度分布 粉料的堆積性質(zhì) 容重 粉料的流動(dòng)性 （二）粒度和粒度分布 壓制成形粉料必須具有適當(dāng)?shù)牧６群土６确植?，以滿足坯料加工過程及燒結(jié)過程的要求。造粒后粉料的假顆粒粒度和粒度分布應(yīng)能滿足壓制成形的要求，具有良好流動(dòng)性、高的堆積密度、良好排氣功能。通常壓制成型所用粉料顆粒的最大尺寸是磚坯最小尺寸的1/51/10。 (三)粉料的堆積性質(zhì) 拱 橋 效 應(yīng)顆 粒 堆 積 情 況 (四)粉料的流動(dòng)性 離 心 式 霧 化氣 流 式 物 化 壓 力 式 霧 化 坯料制備過程工藝控制 一、原料水分的測定及配料的調(diào)配二、球石質(zhì)量的檢查三、泥料的細(xì)度控制四、泥漿性能的控制水分、比重、流動(dòng)性、稠化度等。 五、坯粉性質(zhì)的控制 (一)坯粉干容重 (二)坯粉流動(dòng)性 (三)坯粉水分 u常 用 成 形 方 法 ： 包 括 可 塑 法 成 形 、 注 漿 成 形 和 壓 制 成 形成 形 概 述u成 形 ： 將 坯 料 加 工 成 具 有 一 定 形 狀 和 尺 寸 的 半 成 品 。塑 性 坯 料漿 料粉 料 可 塑 成 形 原 理 ： 利 用 模 具 或 刀 具 等 的 運(yùn) 動(dòng) 所 造 成 的 壓 力、 剪 力 ， 擠 壓 等 外 力 對 具 有 可 塑 性 的 坯 料 進(jìn) 行 加 工 ， 迫使 坯 料 在 外 力 的 作 用 下 發(fā) 生 可 塑 變 形 ， 制 成 坯 體 。 第 一 節(jié) 可 塑 成 形 塑 性 變 形塑 性 泥 團(tuán) 受 外 力 坯 體 一 塑 性 坯 料 成 型 性 能1、 可 塑 泥 團(tuán) 的 流 變 特 性 空 氣 0.5 1u可 塑 性 泥 團(tuán) 由 固 相 、 液 相 、 少 量 氣 相 組 成 的 彈 性 塑 性 系 統(tǒng) 。 粘 土 泥 團(tuán) 的 應(yīng) 力 應(yīng) 變 曲 線當(dāng) 應(yīng) 力 很 小 時(shí) ， 受 應(yīng) 力 的 作 用 產(chǎn) 生 形變 ， 兩 者 呈 直 線 關(guān) 系 ， 且 可 逆 。當(dāng) y， 則 出 現(xiàn) 假 塑 性 變 形 ， 不 可 逆 。 假 塑 性 變 形 ： 除 去 泥 團(tuán) 受 到 的 應(yīng) 力 ， 會(huì) 部 分 地 回 復(fù) 到原 來 狀 態(tài) （ 用 y表 示 ） ， 剩 下 的 不 可 逆 變 形 部 分 n叫做 假 塑 性 變 形 。 屈 服 值 ： 由 彈 性 變 形 過 渡 到 假 塑 性 變 形 的 極 限 應(yīng) 力 y，稱 為 流 動(dòng) 極 限 （ 或 稱 流 限 ） 強(qiáng) 度 極 限 p， 泥 團(tuán) 會(huì) 開 裂 破 壞 u泥 團(tuán) 的 成 形 性 能 的 評 價(jià) 指 標(biāo) 一 般 可 以 近 似 地 用 屈 服 值 和 最 大 變 形 量 的 乘 積（ 評 價(jià) 泥 料 的 成 型 能 力 。 一 定 含 水 率屈 服 值 隨 泥 團(tuán) 中 水 分 增 加 而 降 低含 水 量 降 低 ， 屈 服 值 y： 泥 團(tuán) 開 始 假 塑 性 變 形 時(shí) 須 加 的 應(yīng) 力 ； y高 防 受 偶 然 的 外 力 產(chǎn) 生 變 形 ， 保 證 成 型 時(shí) 有 足夠 的 穩(wěn) 定 性 u礦 物 種 類 粘 土 礦 物 的 結(jié) 構(gòu) 伊 利 石 高 嶺 石 蒙 脫 石u固 相 顆 粒 大 小 和 形 狀 顆 粒 愈 細(xì) ， 分 散 度 越 大 ， 比 表 面 積 愈 大 ， 顆 粒 表面 形 成 水 膜 所 需 的 水 分 愈 多 ， 產(chǎn) 生 的 毛 細(xì) 管 力 越 大 ，可 塑 性 越 好 。 層 狀 、 短 柱 狀 顆 粒 比 球 狀 和 立 方 狀 顆 粒 的 可 塑 性好 （ 易 形 成 面 與 面 的 接 觸 ， 毛 細(xì) 管 半 徑 小 力 大 ；對 稱 性 低 ， 移 動(dòng) 阻 力 大 ） 2、 影 響 泥 團(tuán) 可 塑 性 的 因 素 u吸 附 陽 離 子 的 種 類 粘 土 膠 團(tuán) 間 的 吸 引 力 影 響 坯 料 的 可 塑 性 ， 吸 引 力 大 ， 則可 塑 性 高 ；液 相 的 數(shù) 量 和 種 類 浸 潤 能 力 和 液 相 的 粘 度 、 表 面 張 力 坯 料 中 加 入 水 分 適 當(dāng) 時(shí) 才 呈 現(xiàn) 最 佳 的 可 塑 性 表 面 張 力 大 ， 可 塑 性 高 ； 粘 度 高 ， 則 可 塑 性 高 生 產(chǎn) 中 提 高 坯 料 可 塑 性 的 常 用 措 施 （ 1） 將 粘 土 原 礦 進(jìn) 行 淘 洗 ， 除 去 所 夾 雜 的 非 可 塑 性 物料 ， 或 長 期 風(fēng) 化 。（ 2） 把 濕 潤 了 的 粘 土 或 坯 料 施 以 長 期 陳 腐 。（ 3） 對 泥 料 進(jìn) 行 真 空 練 泥 。（ 4） 摻 用 少 量 的 強(qiáng) 可 塑 性 粘 土 。（ 5） 控 制 球 磨 的 細(xì) 度（ 6） 必 要 時(shí) 加 入 增 塑 劑 ， 如 糊 精 、 羧 甲 基 纖 維 素 等 。 1.注 漿 成 形 機(jī) 理 注 漿 過 程 基 本 上 可 分 成 三 個(gè) 階 段 u從 泥 漿 注 入 石 膏 模 吸 水 開 始 到 形 成 薄 泥 層 為 第 一 階 段u形 成 薄 泥 層 ， 泥 層 逐 漸 增 厚 ， 直 到 形 成 注 件 為 第 二 階 段u從 雛 坯 形 成 到 脫 模 為 收 縮 脫 模 階 段石 膏 模 的 毛 細(xì) 管 力 注 漿 過 程 的 推 動(dòng) 力 ： 注 漿 成 形 1.流 動(dòng) 性u固 相 含 量 、 顆 粒 大 小 和 形 狀u泥 漿 的 溫 度u粘 土 及 泥 漿 處 理 方 法 （ 水 化 膜 的 厚 度 ）u電 解 質(zhì) 的 作 用u陳 腐u泥 漿 的 pH值二 影 響 泥 漿 澆 注 性 能 的 因 素 2.吸 漿 速 度 減 少 模 型 的 阻 力 降 低 泥 層 阻 力 提 高 吃 漿 過 程 的 推 動(dòng) 力 提 高 泥 漿 的 溫 度 ， 提 高 模 型 的 的 溫 度 3 脫 模 性 4 挺 實(shí) 能 力5 加 工 性 4空 心 注 漿 （ 單 面 注 漿 ） 對 泥 漿 性 能 要 求 ：比 重 小 ， 穩(wěn) 定 性 好 ， 觸 變 性 較 小 ， 細(xì) 度 較 細(xì)1 基 本 注 漿 方 法 ： 包 括 空 心 注 漿 和 實(shí) 心 注 漿三 注 漿 成 形 方 法 4實(shí) 心 注 漿 （ 雙 面 注 漿 ） 對 泥 漿 性 能 要 求 ： 比 重 大 ， 觸 變 性 較 大 ， 泥 漿 顆 粒 可 稍 粗2 加 速 注 漿 法 包 括 壓 力 注 漿 、 離 心 注 漿 和 真 空 注 漿 等 壓 制 成 形 是 將 坯 料 加 入 到 模 具 中 ， 在 壓 機(jī) 上 壓 成一 定 形 狀 的 坯 體 的 方 法 。第 三 節(jié) 粉 料 的 成 形 生 產(chǎn) 過 程 簡 單 ， 致 密 度 高 ， 制 品 尺 寸 精 確 ， 表 面 質(zhì)量 高 ， 設(shè) 備 機(jī) 械 化 、 自 動(dòng) 化 程 度 高 ， 可 以 連 續(xù) 化 生 產(chǎn) 。 對 于 制 品 形 狀 復(fù) 雜 的 制 品 難 于 成 型 ， 模 具 磨 損 大 ；壓 力 分 布 不 均 ， 致 密 度 不 均 （ 相 對 而 言 ） 。原 理 ： 1 粒 度 和 粒 度 分 布 直 接 影 響 坯 體 的 致 密 度 、 收 縮 率 、 強(qiáng) 度 。 很 細(xì) 或 很 粗 的 粉 料 ， 在 一 定 壓 力 下 被 壓 緊 成 型 的 能力 較 差 。 造 粒 2 粉 料 的 堆 積 特 性 最 緊 密 堆 積 容 重一 粉 料 的 工 藝 性 質(zhì) 4 粉 料 的 拱 橋 效 應(yīng)加 壓 或 振 動(dòng) 消 除 合 適 的 加 壓 方 式 粉 料 自 然 堆 積 的 外 形 n 粉 料 在 模 型 中 的 填 充 速 度 和 填 充 程 度 1 密 度 的 變 化二 粉 料 的 致 密 化 過 程 坯 體 密 度 與 壓 力 關(guān) 系 4密 度 隨 壓 力 增 大 迅 速 增 加 排 除 假 顆 粒 間 空 隙4密 度 隨 壓 力 增 大 變 化 緩 慢 排 除 真 顆 粒 間 空 隙4密 度 隨 壓 力 增 大 迅 速 增 加 密 實(shí) 階 段 原 因 ： 大 量 顆 粒 產(chǎn) 生 相 對 滑動(dòng) 和 位 移 ， 位 置 重 新 排 列 ， 孔隙 減 少 、 假 顆 粒 破 裂 、 拱 橋 破壞 、 坯 體 密 度 增 加 ； 且 壓 力 越大 ， 發(fā) 生 位 移 和 重 排 的 顆 粒 愈多 ， 孔 隙 消 失 越 快 ， 坯 體 密 度越 大 。 原 因 ： 坯 體 中 宏 觀 的 大 量 孔 隙已 不 存 在 ， 顆 粒 間 的 接 觸 由 簡單 的 點(diǎn) 、 線 或 小 塊 面 的 接 觸 發(fā)展 為 復(fù) 雜 的 點(diǎn) 、 線 、 面 接 觸 。 原 因 ： 顆 粒 斷 裂 、 變 形 ， 發(fā) 生滑 移 和 重 排 ， 孔 隙 繼 續(xù) 填 充 。 2 強(qiáng) 度 的 變 化 顆 粒 間 接 觸 不 大 ， 強(qiáng) 度 較 小 。 彈 性 塑 性 階 段 ， 顆 粒 間 接 觸增 大 ， 強(qiáng) 度 直 線 上 升 。 強(qiáng) 度 變 化 不 大 。 坯 體 強(qiáng) 度 與 成 形 壓 力 的 關(guān) 系 成 形 致 密 化 出 現(xiàn) 的 現(xiàn) 象 ： 坯 體 中 壓 力 的 分 布 不 均n 原 因 ： A坯 粉 料 顆 粒 移 動(dòng) 和 重 新 排 列 時(shí) ， 顆 粒 之 間 產(chǎn)生 內(nèi) 摩 擦 力 。 B顆 粒 與 模 型 之 間 有 外 摩 擦 力 妨 礙了 壓 制 壓 力 的 傳 遞 壓 力 衰 減 。n 現(xiàn) 象 ： 離 開 如 壓 面 的 距 離 愈 大 ， 剛 受 到 的 壓 力 愈 小 ，H/D比 值 愈 大 ， 則 壓 力 不 均 勻 分 布 現(xiàn) 象 愈 嚴(yán) 重 。 1 成 形 壓 力三 影 響 坯 體 密 度 的 因 素 應(yīng) 保 證 坯 體 質(zhì) 量 好 、 生 產(chǎn) 效 率 高 的 同 時(shí) ， 選 用 盡 量 高 的成 形 壓 力 。 考 慮 原 料 成 分 、 坯 料 水 份 、 制 品 的 形 狀和 尺 寸 單 面 加 壓 ： 壓 力 分 布 不 均 ， 有 低 壓 區(qū) ， 死 角雙 面 加 壓 ： 消 除 底 面 的 低 壓 區(qū) ， 死 角 。 但 空 氣 易 被 擠 到 坯 體 中 間 部 位 ， 使 中 部 密 度 小 。 3 加 壓 速 度 和 保 壓 時(shí) 間4 添 加 劑 的 選 用減 少 粉 料 顆 粒 間 及 粉 料 與 模 壁 的 摩 擦 -潤 滑 劑增 加 粉 料 顆 粒 間 的 粘 結(jié) 作 用 粘 結(jié) 劑促 進(jìn) 粉 料 顆 粒 間 吸 附 ， 濕 潤 或 變 形 表 面 活 性 劑 調(diào) 整 坯 料 性 能 的 添 加 劑 1 解 凝 劑 （ 解 膠 劑 ， 稀 釋 劑 ） 用 來 改 善 泥 漿 的 流 動(dòng) 性 ， 使 其 在 低 水 分 的 情 況 下 粘 度適 當(dāng) 便 于 澆 注 。2 結(jié) 合 劑 用 來 提 高 可 塑 泥 團(tuán) 的 可 塑 性 ， 增 強(qiáng) 生 坯 的 強(qiáng) 度 。3 潤 滑 劑 用 于 提 高 粉 料 的 濕 潤 性 。 減 少 粉 料 顆 粒 間 及 粉 料 與 模壁 之 間 的 摩 擦 ， 以 促 進(jìn) 壓 制 坯 體 密 度 增 大 和 均 勻 化 。一 添 加 劑 的 種 類 干 燥受 熱 體 水 分 （ 或 液 體 ） 減 少 到 使 用 標(biāo) 準(zhǔn) 為 止 的 過 程（ 廣 義 ）水 分 （ 或 液 體 ） 的 加 熱 蒸 發(fā) 過 程（ 狹 義 ） 干 燥 作 用 與 干 燥 過 程 濕 物 料 的 干 燥 過 程 ： 熱量 交 換 和 質(zhì) 量 交 換 。 外 擴(kuò) 散 過 程 ： 物 料 表 面產(chǎn) 生 的 水 蒸 氣 向 干 燥 介質(zhì) 移 動(dòng) 內(nèi) 擴(kuò) 散 過 程 ： 物 料 內(nèi) 部的 水 分 由 濃 度 較 高 的 內(nèi)層 向 濃 度 較 低 的 外 層 移動(dòng) 。 坯 體 中 水 分 的 種 類 自 由 水 （ 通 過 干 燥 排 除 ）大氣吸附水結(jié)構(gòu)水 二 干 燥 過 程 13 時(shí) 間升速階段等速階段 降速階段 平衡階段 介質(zhì)溫度21 坯 體 含 水 率 2 干 燥 速 度 3 坯 體 表 面 溫 度A B C D O 坯 體 干 燥 過 程 四 個(gè) 階 段 示 意 圖 干 燥 過 程 各 階 段 的 特 征 ：OA 升 速 干 燥 階 段 ， 溫 度 逐 漸 升 高 至 干 燥 介 質(zhì) 濕 球 溫 度 TA。干 燥 速 度 由 零 升 至 最 大 ， 蒸 發(fā) 表 面 水 分 。吸 熱 蒸 發(fā) 水 分 ， 提 高 坯 體 溫 度 。收 縮 很 小 。AB等 速 干 燥 階 段 ， 表 面 溫 度 不 變 ， 干 燥 速 度 保 持 衡 定 ， 內(nèi) 擴(kuò) 散 速 度 等 于 外 擴(kuò) 散 速 度 。 吸 熱 全 部 用 于 蒸 發(fā) 水 分 。 收 縮 較 大 。 B C降 速 干 燥 階 段 ， 表 面 溫 度 升 高 至 介 質(zhì) 溫 度 。 干 燥 速 度 逐 漸 減 小 至 零 ， 與 介 質(zhì) 達(dá) 到 平 衡 。 吸 熱 蒸 發(fā) 水 分 ， 提 高 坯 體 溫 度 。 收 縮 基 本 不 收 縮 。 繼 續(xù) 干 燥 僅 增 加 坯 體 內(nèi) 部 孔 隙CD平 衡 階 段 ， 坯 體 與 介 質(zhì) 達(dá) 到 平 衡 狀 態(tài) ， 干 燥 過 程 完 成 。 坯 體 表 面 水 分 達(dá) 到 平 衡 水 分 時(shí) ， 干 燥 速 度 為 0 干 燥 最 終 水 分 取 決 與 干 燥 介 質(zhì) 的 溫 度 和 濕 度1） B點(diǎn) 稱 為 臨 界 點(diǎn) ， 之 后 進(jìn) 入 干 燥 安 全 狀 態(tài)2） C點(diǎn) 平 衡 狀 態(tài) 點(diǎn) ， 標(biāo) 志 著 干 燥 結(jié) 束 。 但 含 水 率 不 為 零3） 干 燥 速 度 取 決 與 內(nèi) 部 擴(kuò) 散 速 度 和 表 面 汽 化 速 度 兩 個(gè) 過 程 干 燥 制 度 達(dá) 到 一 定 的 干 燥 速 度 ， 各 個(gè) 干 燥 階 段 應(yīng) 選 用 的 干燥 參 數(shù) 。最 佳 干 燥 制 度 最 短 時(shí) 間 內(nèi) 獲 得 無 干 燥 缺 陷 的 生 坯 的 制 度 。第 二 節(jié) 干 燥 制 度 的 確 定 1、 影 響 內(nèi) 擴(kuò) 散 的 因 素內(nèi) 因 ： 含 水 率 ， 生 坯 組 成 ， 結(jié) 構(gòu) 等 水 分 降 低 ， 收 縮 降 低 ， 內(nèi) 擴(kuò) 散 速 度 提 高 引 入 陽 離 子 可 提 高 內(nèi) 擴(kuò) 散 速 度 ， 保 證 一 定 的 強(qiáng) 度外 因 ： 溫 度 溫 度 提 高 ， 毛 細(xì) 管 表 面 張 力 下 降 ， 內(nèi) 擴(kuò) 散 速 度 提 高 。 應(yīng) 保 證 溫 度 梯 度 、 濕 度 梯 度 一 致 。一 影 響 干 燥 速 度 的 因 素 2、 影 響 外 擴(kuò) 散 的 因 素 干 燥 介 質(zhì) 及 生 坯 表 面 蒸 汽 分 壓 干 燥 介 質(zhì) 及 生 坯 表 面 溫 度 干 燥 介 質(zhì) 的 流 速 和 方 向 及 生 坯 表 面 粘 滯 氣 膜 的 厚 度 熱 量 的 供 給 方 式 等3、 其 它 影 響 因 素 坯 體 形 狀 、 尺 寸 ， 干 燥 器 的 結(jié) 構(gòu) 類 型 。 二 、 確 定 干 燥 介 質(zhì) 參 數(shù) 的 依 據(jù)1 、 干 燥 介 質(zhì) 的 溫 度1） 坯 體 的 大 小 、 形 狀 、 厚 度 、 組 成 、 含 水 率2） 熱 能 的 充 分 利 用 和 設(shè) 備 的 因 素 2、 干 燥 介 質(zhì) 的 濕 度 3、 干 燥 介 質(zhì) 的 流 速 流 量 外 擴(kuò) 散 ： 空 氣 的 流 速 ， 流 量 溫 度 不 宜 很 高 ， 可 加 大 空 氣 的 流 速 和 流 量 高 速 均 勻 的 熱 風(fēng) 可 使 干 燥 速 度 提 高 干燥方法自 然 干 燥 熱 空 氣 干 燥工 頻 電 干 燥直 流 電 干 燥輻 射 干 燥綜 合 干 燥 等人 工 干 燥干 燥 方 法自 然 對 流 干 燥 以 空 氣 (大 氣 )作 為 干 燥 介 質(zhì) ， 由 于 空 氣 密 度 不 同 而 引 起對 流 ， 進(jìn) 行 干 燥 。 多 用 于 泥 料 和 成 形 后 濕 坯 的 干 燥 。 對 流 干 燥 一 、 熱 空 氣 干 燥 強(qiáng) 制 對 流 干 燥 采 用 強(qiáng) 制 通 風(fēng) 手 段 ， 利 用 具 有 一 定 流 速 的 熱 空 氣 吹 拂 欲干 燥 的 坯 體 表 而 ， 使 其 得 到 干 燥 的 方 法 。（ 1） 間 歇 式 室 式 干 燥 室 特 點(diǎn) ： 設(shè) 備 簡 單 ， 造 價(jià) 低 廉 ， 熱 效 率 低 ， 干 燥 周 期 長 。 隧 道 式 干 燥 、 鏈 式 干 燥 、 輥 道 傳 送 式 干 燥 、 噴 霧 干 燥 等（ 2） 連 續(xù) 式 干 燥 二 輻 射 干 燥 （ 高 頻 、 微 波 和 紅 外 干 燥 ） 遠(yuǎn) 紅 外 干 燥特 點(diǎn) ：1） 干 燥 速 度 快 ， 生 產(chǎn) 效 率 高 ， 節(jié) 省 能 耗 。2） 設(shè) 備 小 巧 ， 造 價(jià) 低 ， 費(fèi) 用 低 。 3） 干 燥 質(zhì) 量 好 ， 表 面 內(nèi) 部 同 時(shí) 吸 收 ， 熱 濕 擴(kuò) 散 方 向 一 致 ，均 勻 ， 不 易 產(chǎn) 生 缺 陷 。 三 工 頻 電 干 燥 一 干 燥 缺 陷 及 原 因 分 析 1、 缺 陷 變 形 、 開 裂 第 四 節(jié) 干 燥 缺 陷 分 析 1） 配 方 設(shè) 計(jì) 和 坯 料 制 備 的 原 因2） 成 形 過 程 的 原 因3） 干 燥 過 程 的 原 因4） 器 型 設(shè) 計(jì) 不 合 理原 因 二 、 解 決 干 燥 缺 陷 的 措 施1 坯 體 配 方 穩(wěn) 定 ；2 控 制 水 分 ；3 雙 面 干 燥 ；4 控 制 干 燥 制 度 ； 燒 成 ： 陶 瓷 坯 體 通 過 高 溫 熱 處 理 ， 發(fā) 生 一 系 列 物 理 化 學(xué) 變化 ， 礦 物 組 成 、 顯 微 結(jié) 構(gòu) 發(fā) 生 變 化 ， 最 終 得 到 具 有 某 種 特定 要 求 的 陶 瓷 制 品 的 工 藝 過 程 。概 述 v一 次 燒 成 與 二 次 燒 成 一 次 燒 成 ： 成 形 、 干 燥 或 施 釉 后 的 生 坯 ， 在 陶 瓷 窯 內(nèi) 一次 燒 成 陶 瓷 產(chǎn) 品 的 工 藝 路 線 。特 點(diǎn) ： 工 藝 流 程 簡 化 ； 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 高 ； 成 本 低 ， 占 地 少； 節(jié) 約 能 源 。 二 次 燒 成 ： 即 先 素 燒 后 施 釉 ， 再 釉 燒 的 工 藝 路 線 。 分 為低 溫 素 燒 高 溫 釉 燒 和 高 溫 素 燒 低 溫 釉 燒 。特 點(diǎn) ： 避 免 氣 泡 、 針 孔 、 吸 釉 、 干 釉 等 釉 面 缺 陷 ， 提 高坯 體 強(qiáng) 度 和 密 度 ， 增 加 釉 面 的 白 度 和 光 澤 度 ， 提 高 釉 面 質(zhì) 量， 提 高 產(chǎn) 品 合 格 率 。 瓷 質(zhì) ： 長 石 質(zhì) 、 滑 石 質(zhì) 、 骨 質(zhì) 瓷 、 第 一 節(jié) 坯 體 加 熱 過 程 中 的 物 理 化 學(xué) 變 化按 照 長 石 質(zhì) 瓷 加 熱 過 程 中 的 變 化 特 點(diǎn) 大 致 可 分 為 四 個(gè)階 段 ： （ 1） 低 溫 階 段 常 溫 300（ 2） 氧 化 分 解 階 段 300 950（ 3） 高 溫 階 段 950 燒 成 溫 度（ 4） 冷 卻 階 段 燒 成 溫 度 室 溫 排 除 干 燥 殘 余 水 分 和 吸 附 水 ， 少 量 收 縮 或 不 收 縮 ，氣 孔 率 、 強(qiáng) 度 略 有 增 加 ； 基 本 無 化 學(xué) 變 化 。低 溫 階 段 /1.排 除 機(jī) 械 水 、 吸 附 水2.質(zhì) 量 減 小 ， 氣 孔 率 增大室 溫 300低 溫 階 段 化 學(xué) 變 化物 理 變 化重 要 變 化溫 度 范 圍階 段 名 稱 1 化 學(xué) 變 化（ 1） 氧 化 反 應(yīng)碳 素 和 有 機(jī) 物 氧 化黃 鐵 礦 （ FeS2） 等 有 害 物 質(zhì) 氧 化氧 化 與 分 解 階 段 （ 2） 分 解 反 應(yīng)結(jié) 構(gòu) 水 排 除 ： 粘 土 原 料 和 其 它 含 水 礦 物 進(jìn) 行 結(jié) 構(gòu) 水 的 排 除 。碳 酸 鹽 、 硫 酸 鹽 分 解 （ 3） 石 英 晶 型 轉(zhuǎn) 變（ 1） 重 量 減 輕 ， 氣 孔 率 提 高 ， 有 一 定 的 收 縮 ；（ 2） 有 少 量 液 相 產(chǎn) 生 ， 后 期 強(qiáng) 度 有 一 定 提 高 。位 移 型 相 變 /重 建 型 相 變 在 1050 以 前 ， 繼 續(xù) 上 述 的 氧 化 分 解 反 應(yīng) 并 排 除 結(jié) 構(gòu) 水 硫 酸 鹽 的 分 解 和 高 價(jià) 鐵 的 還 原 與 分 解 （ 在 還 原 氣 氛 下 ）高 溫 階 段1 化 學(xué) 反 應(yīng) 形 成 大 量 液 相 和 莫 來 石 長 石 熔 融 +低 共 熔 物 +溶 解 石 英 和 粘 土 大 量 液 相 +一 次 莫 來 石 生 成 +二 次 莫 來 石 新 相 的 重 結(jié) 晶 和 坯 體 的 燒 結(jié) 晶 粒 長 大 ， 晶 界 移 動(dòng) ， 致 密 燒 結(jié) 。 氣 孔 率 降 低 ， 坯 體 收 縮 較 大 ， 強(qiáng) 度 提 高 ， 顏 色 變 化 。 燒 成 制 度燒 成 制 度 溫 度 制 度 （ 包 括 各 階 段 的 升 溫 速 率 、 降 溫速 率 、 最 高 燒 成 溫 度 和 保 溫 時(shí) 間 ）氣 氛 制 度 （ 升 溫 的 高 溫 階 段 的 氣 氛 要 求 ）（ 氧 化 、 中 性 、 還 原 ）壓 力 制 度 （ 對 窯 內(nèi) 壓 力 的 調(diào) 節(jié) ）一 、 燒 成 制 度 二 制 定 燒 成 制 度 的 依 據(jù)(一 )坯 體 在 加 熱 過 程 中 的 物 理 化 學(xué) (性 狀 )變 化(二 )坯 體 形 狀 、 厚 度 、 大 小 和 入 窯 水 分 (三 )燒 成 方 法 一 次 燒 成 /二 次 燒 成 特 種 陶 瓷 ： 常 壓 燒 結(jié) /熱 壓 燒 結(jié) /高 壓 燒 結(jié) /熱 等 靜壓 燒 結(jié) ;氣 氛 燒 結(jié) 等 （ 四 ） 根 據(jù) 坯 料 中 氧 化 鈦 和 氧 化 鐵 的 含 量 確 定 氣 氛 制 度 低 鐵 高 鈦 坯 料 （ 北 方 ） 常 用 氧 化 氣 氛 燒 成 ； 高 鐵 低 鈦 坯 料 （ 南 方 ） 常 用 還 原 氣 氛 燒 成 。 ？ (五 )窯 爐 的 結(jié) 構(gòu) 、 燃 料 種 類 、 裝 窯 密 度 1、 燒 成 溫 度 對 產(chǎn) 品 性 能 的 影 響2、 保 溫 時(shí) 間 對 產(chǎn) 品 性 能 的 影 響3、 升 溫 速 度 對 產(chǎn) 品 性 能 的 影 響 三 、 燒 成 制 度 與 產(chǎn) 品 性 能 的 關(guān) 系 對 于 普 通 陶 瓷 產(chǎn) 品 冷 卻 制 度 一 般 為 ： 高 溫 階 段 應(yīng) 當(dāng) 快 速 冷 卻 ， 低 溫 階 段 相 對 緩 慢 。4、 冷 卻 速 度 對 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 的 影 響 5、 燒 成 氣 氛 對 產(chǎn) 品 性 能 的 影 響（ 1） 氣 氛 對 燒 結(jié) 溫 度 的 影 響 A組 Fe2O 3含 量 A A2分 別 為 0.62、 1.75、 2.09 B組 Fe2O 3含 量 B B3分 別 為 0.43、 0.49、 0.54、 1.69A瓷 石 質(zhì) 瓷B長 石 質(zhì) 瓷 （ 3） 氣 氛 對 瓷 坯 顏 色 、 透 光 度 及 釉 面 質(zhì) 量 影 響氧 化 氣 氛 燒 成 后 ， 瓷 坯 發(fā) 黃 。還 原 氣 氛 燒 成 后 ， 瓷 坯 呈 淡 青 色 。 低 鐵 高 鈦 坯 料 （ 北 方 ） 常 用 氧 化 氣 氛 燒 成 ；高 鐵 低 鈦 坯 料 （ 南 方 ） 常 用 還 原 氣 氛 燒 成 。 陶 瓷 胎 體 的 顯 微 結(jié) 構(gòu) 顯 微 結(jié) 構(gòu) 指 利 用 各 種 顯 微 鏡 才 能 觀 察 到 材 料 的 組 織 結(jié) 構(gòu) ，是 組 成 、 工 藝 、 過 程 等 因 素 的 反 映 ， 是 決 定 材 料 性 能 的基 礎(chǔ) 。 一 顯 微 結(jié) 構(gòu) 的 組 成 陶 瓷 胎 體 的 顯 微 結(jié) 構(gòu) ： 晶 相 、 玻 璃 相 、 氣 相 。 晶 相 :研 究 種 類 ， 數(shù) 量 ， 形 態(tài) ， 晶 粒 的 大 小 、 分 布 和 取向 ， 晶 體 缺 陷 。 玻 璃 相 ： 研 究 含 量 、 分 布 、 應(yīng) 力 分 布 等 。 氣 孔 ： 研 究 大 小 、 多 少 、 分 布 、 位 置 等 及 微 裂 紋 的 大 小 、形 狀 分 布 等 。 v 長 石 質(zhì) 瓷 顯 微 結(jié) 構(gòu) 中 各 相 的 作 用1 莫 來 石 （ 10-30%）主 晶 相 ， 構(gòu) 成 瓷 胎 的 骨 架 。來 源 ： 粘 土 分 解 一 次 莫 來 石 玻 璃 相 中 析 晶 二 次 莫 來 石具 有 較 高 的 力 學(xué) 強(qiáng) 度 ， 尤 其 是 網(wǎng) 狀 的 莫 來 石 強(qiáng) 度 更 高 。 2 玻 璃 相 （ 40-65%） 存 在 形 式 ： 石 英 顆 粒 周 圍 的 熔 有 石 英 的 高 硅 玻 璃 相 中 間 生 長 有 交 織 成 網(wǎng) 的 莫 來 石 晶 體 的 長 石 玻 璃 相 在 粘 土 分 解 產(chǎn) 物 區(qū) 內(nèi) ， 填 充 在 間 隙 間 的 玻 璃 相 。 3 石 英 （ 10-25%）來 源 ： 殘 余 石 英 方 石 英作 用 ：影 響 瓷 坯 的 強(qiáng) 度改 善 瓷 坯 的 透 光 度 和 白 度 石 英 和 玻 璃 折 射 率 相 近 4.氣 孔 存 在 狀 態(tài) ：在 玻 璃 相 基 質(zhì) 中 ；裹 在 大 晶 粒 之 中 。 影 響 ： 氣 孔 在 瓷 坯 中 的 多 少 、 大 小 、 形 狀 、 分 布 、 位 置 影 響瓷 坯 的 強(qiáng) 度 、 透 光 度 、 致 密 度 、 吸 濕 膨 脹 性 能 、 介 電 性能 、 熱 傳 導(dǎo) 性 能 等 。 三 工 藝 因 素 對 顯 微 結(jié) 構(gòu) 的 影 響 （ 一 ） 陶 瓷 原 料 及 配 比 1、 選 擇 原 料 的 種 類 2、 所 用 原 料 的 配 比 （ 二 ） 原 料 粉 末 的 特 征 其 顆 粒 大 小 、 分 布 、 聚 集 程 度 影 響 最 為 明 顯 。 顆 粒 大 小 影 響 氣 孔 的 大 小 、 多 少顆 粒 大 小 影 響 液 相 量 2、 粒 度 分 布3、 顆 粒 形 狀 及 團(tuán) 聚 程 度 （ 三 ） 外 加 劑 1、 摻 雜 增 加 晶 格 缺 陷 ， 促 進(jìn) 擴(kuò) 散 ， 使 坯 體 致 密 ， 氣 孔 少 ；2、 外 加 劑 與 某 些 組 分 形 成 第 二 相 （ 化 合 物 或 低 共 熔 物 ） 促 進(jìn) 燒 結(jié) 。 如 第 二 相 不 易 移 動(dòng) ， 則 阻 礙 晶 界 移 動(dòng) ， 抑 制 晶 粒 長 大 。 （ 四 ） 燒 成 制 度 1、 燒 成 溫 度 影 響 瓷 坯 的 密 度 、 晶 粒 大 小 及 各 相 的 比 例 。2、 升 降 溫 速 率 影 響 坯 體 密 度 ， 晶 粒 大 小 ， 相 的 分 布 。a、 快 速 冷 卻 ： 越 過 第 二 相 的 析 出 溫 度 ， 第 二 相 形 成 數(shù) 量 少b、 緩 慢 冷 卻 ： 不 同 溫 度 會(huì) 析 出 不 同 的 第 二 相 3 燒 成 氣 氛 影 響 氣 孔 率 、 晶 粒 尺 寸 、 缺 位 形 成 、 陽 離 子 價(jià) 態(tài) 、 礦 物組 成 。 釉 的 定 義 ： 附 著 在 陶 瓷 胎 體 表 面 的 一 種 玻 璃 或 玻 璃 與 晶 體的 連 續(xù) 粘 著 層 。 釉 的 作 用 : (1) 裝 飾 ： 提 高 藝 術(shù) 、 欣 賞 價(jià) 值 。 (2) 改 善 制 品 的 各 種 性 能 ： 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 、 防 污 性 （ 平 滑 、 表 面 積 減 小 ） 力 學(xué) 性 能 、 電 學(xué) 性 能 、 抗 菌 性 能 等 等 。一 釉 及 其 作 用 釉 料 配 方 的 配 制 原 則1 滿 足 制 品 對 釉 面 的 性 能 要 求2 釉 料 組 成 能 適 應(yīng) 坯 體 性 能 及 燒 成 工 藝 的 要 求 一 次 燒 成 釉 ， 始 熔 溫 度 應(yīng) 高 ， 成 熟 范 圍 應(yīng) 寬 。 避 免干 釉 和 起 泡 。 二 次 燒 成 釉 ， 生 釉 的 粘 附 性 要 強(qiáng) 。3 坯 釉 的 熱 膨 脹 系 數(shù) 及 彈 性 模 量 相 適 應(yīng)要 求 ： 釉 坯 （ 略 小 于 微 正 釉 受 壓 應(yīng) 力 ） E釉 坯 ）坯 體 冷 卻 釉 層 受 力 分 析釉 層 開 裂坯 體 負(fù) 釉 釉 坯 ： 冷 卻 過 程 中 釉 的 收 縮 比 坯 大 ， 釉 層 受張 應(yīng) 力 ， 使 釉 層 下 凹 ， 開 裂 。 (2) 釉 的 膨 脹 系 數(shù) 小 于 坯 的 膨 脹 系 數(shù) （ 釉 坯 ）坯 體 冷 卻釉 層 剝 落坯 體 釉 層 受 力 分 析正 釉 釉 坯 ： 釉 的 收 縮 比 坯 小 ， 釉 層 受 壓 縮 應(yīng) 力 ，剝 落 。 (3) 坯 釉 的 熱 膨 脹 系 數(shù) 接 近 或 相 等 （ 釉 坯 ）釉 坯 ： 使 釉 中 無 應(yīng) 力 或 極 小 應(yīng) 力 理 想 狀 態(tài)一 般 來 說 ， 脆 性 材 料 的 耐 壓 強(qiáng) 度 遠(yuǎn) 高 于 抗 張 強(qiáng) 度 ，所 以 開 裂 的 情 況 較 剝 落 更 容 易 出 現(xiàn) 。坯 體 坯 體希 望 釉 的 膨 脹 系 數(shù) 接 近 于 坯 體 而 稍 低 于 坯 體冷 卻 中 間 層 ： 由 于 坯 釉 化 學(xué) 組 成 不 同 ， 高 溫 下 相 互 擴(kuò) 散 、溶 解 、 反 應(yīng) 、 結(jié) 晶 ， 生 成 一 層 組 成 和 性 能 介 于 坯 釉 之間 的 過 渡 性 物 質(zhì) 。 釉 料 與 坯 體 相 互 作 用 導(dǎo) 致 中 間 層 的 出 現(xiàn) 。(1) 中 間 層 的 形 成 (釉 料 與 坯 體 的 作 用 )2、 中 間 層 對 坯 釉 適 應(yīng) 性 的 影 響 總 之 ： 良 好 的 中 間 層 可 以 緩 解 坯 釉 應(yīng) 力 。 緩 解 坯 釉 應(yīng) 力 正 釉 ： （ 釉 坯 ） 中 間 層 作 用 釉 中 坯 則 ： 中 - 釉 坯 ） 中 間 層 作 用 釉 中 坯 則 ： 釉 - 中 釉 - 坯 釉 層 受 力 減 少 擴(kuò) 散 使 釉 的 熱 膨 脹 系 數(shù) 降 低 ， 有 利 于 形 成 正 釉 釉 中 堿 性 成 份 滲 入 坯 中 ， 坯 中 鋁 硅 成 份 滲 入 釉 中 的結(jié) 果 。若 中 間 層 生 成 了 合 適 的 晶 體 ， 則 有 利 于 坯 釉 結(jié) 合 ； 反之 ， 則 不 利 于 坯 釉 結(jié) 合 。莫 來 石 有 利 鈣 長 石方 石 英 等 不 利 n化 學(xué) 組 成 ：相 差 大 ， 反 應(yīng) 劇 烈 ， 有 利 于 中 間 層 的 生 成 。燒 成 制 度 ：燒 成 溫 度 高 ， 保 溫 時(shí) 間 長 ， 有 利 于 中 間 層 的 形 成 。釉 料 細(xì) 度 和 釉 層 厚 度 ：釉 料 細(xì) ， 釉 層 適 當(dāng) 薄 ， 有 利 于 中 間 層 的 形 成 。(3) 影 響 中 間 層 發(fā) 育 的 因 素 v薄 釉 層 坯 釉 結(jié) 合 性 好 ： 薄 釉 層 在 鍛 燒 時(shí) 組 分 的 改 變 比厚 釉 層 相 對 大 ， 釉 的 膨 脹 系 數(shù) 降 低 也 多 ， 使 坯 釉 膨 脹 系數(shù) 相 接 近 ， 同 時(shí) 中 間 層 相 對 厚 度 增 加 ， 坯 釉 結(jié) 合 良 好 。v釉 層 過 厚 易 造 成 釉 面 開 裂 ： 應(yīng) 力 在 釉 層 厚 度 中 分 布 是不 均 勻 的 ， 靠 近 坯 體 的 釉 層 壓 應(yīng) 力 大 些 ， 釉 層 表 面 上 的應(yīng) 力 小 些 ， 釉 層 過 厚 甚 至 會(huì) 由 壓 應(yīng) 力 轉(zhuǎn) 為 張 應(yīng) 力 。 3 釉 層 厚 度 對 坯 釉 適 應(yīng) 性 的 影 響 氣 孔 吸 水 ： 陶 瓷 產(chǎn) 品 （ 多 孔 陶 瓷 ） 胎 體 會(huì) 吸附 水 分 和 可 溶 性 鹽 類 吸 濕 膨 脹 胎 體 會(huì) 膨 脹 而 釉 層 一 般 不 隨 之 膨 脹 ， 使 釉 層 承 受壓 應(yīng) 力 可 逐 漸 變 成 張 應(yīng) 力 。 若 超 過 中 間 層 的 緩 沖 及抗 張 強(qiáng) 度 ， 則 引 起 釉 面 開 裂 即 精 陶 的 后 期龜 裂 。 4 吸 濕 膨 脹 對 坯 釉 適 應(yīng) 性 的 影 響 彈 性 好 緩 沖 應(yīng) 力 能 力 強(qiáng) 坯 釉 適 應(yīng) 性 好 抗 張 強(qiáng) 度 高 釉 面 不 易 開 裂 坯 釉 適 應(yīng) 性 好 5 釉 的 彈 性 、 抗 張 強(qiáng) 度 對 坯 釉 適 應(yīng) 性 的 影 響釉 的 彈 性 和 抗 張 強(qiáng) 度 主 要 取 決 于 釉 的 化 學(xué) 組 成和 釉 層 厚 度 。 釉 熔 體 的 析 晶 過 程影 響 釉 熔 體 析 晶 的 因 素析 晶 對 釉 面 光 學(xué) 性 質(zhì) 的 影 響v 指 陶 瓷 釉 層 析 出 各 種 種 類 、 大 小 不 同 的 晶 體 ， 而產(chǎn) 生 各 種 釉 面 效 果 或 缺 陷 的 現(xiàn) 象 。 如 透 明 釉 的 失 透； 結(jié) 晶 釉 、 乳 濁 釉 、 無 光 釉 、 金 屬 光 澤 釉 的 產(chǎn) 生 等三 釉 的 析 晶 1、 釉 熔 體 的 析 晶 過 程l熔 體 的 粘 度 及 冷 卻 速 度 是 析 晶 的 必 要 條 件l晶 核 的 形 成 和 晶 體 的 生 長 都 是 過 冷 度 與 粘 度 的 函 數(shù) 。 晶 核 的 形 成 速 度 IV 釉 層 中 未 完 全 融 化 的 殘 余 微 晶 非 均 勻 成 核 釉 熔 體 原 子 重 新 排 列 均 勻 成 核 晶 核 長 大 速 度 u Iv u 圖 1 熔 體 的 成 核 速 度 (Iv)與 晶 體 生 長 速 度 (u)曲 線溫 度 Iv u T 圖 2 對 應(yīng) 的 燒 成 曲 線時(shí) 間 溫度 T 釉 料 的 組 成 組 成 是 其 析 晶 的 內(nèi) 在 能 力 促 進(jìn) 析 晶 采 取 的 方 法 加 入 晶 核 劑 引 入 某 成 分 使 其 與 玻 璃 基 質(zhì) 中 的 組 分 形 成 化 合 物析 出 晶 體 引 入 能 夠 降 低 粘 度 的 成 份 （ R2O、 RO）釉 的 黏 度2、 影 響 釉 熔 體 析 晶 的 因 素 液 相 分 離 釉 熔 體 的 分 相分 相 提 供 玻 璃 成 核 的 推 動(dòng) 力 玻 璃 內(nèi) 在 成 分 不 均 勻影 響 釉 熔 體 析 晶 的 因 素 結(jié) 晶 釉 分 別 在 成 核 速 度 和 生 長 速 度 較 大 的 溫 度 范 圍 保 溫 一段 時(shí) 間 ， 有 利 于 析 晶 。燒 成 制 度防 止 釉 面 析 晶晶 核 形 成 較 低 溫 度 升 溫 加 快快 速 冷 卻 ， 防 止 析 晶 ， 晶 粒 生 長 高 溫 殘 余 晶 體成 為 析 晶 中 心影 響 釉 熔 體 析 晶 的 因 素 釉 層 的 顯 微 結(jié) 構(gòu) 構(gòu) 成 ： 經(jīng) 煅 燒 后 釉 層 絕 大 部分 為 玻 璃 相 、 殘 余 晶 體 、 次 生 晶 體 、 氣 泡 。 各 相 成 分 以 及 相 對 含 量 與 釉 的 化 學(xué) 組 成 、 制 釉方 法 、 施 釉 方 法 、 燒 成 制 度 等 因 素 有 關(guān) 。一 釉 層 的 顯 微 結(jié) 構(gòu)釉 層 的 顯 微 結(jié) 構(gòu) 與 性 質(zhì) 1、 釉 的 熔 融 特 性 2、 釉 的 粘 度 與 表 面 張 力 3、 釉 層 的 光 學(xué) 性 質(zhì) 4、 力 學(xué) 強(qiáng) 度 和 硬 度 5、 熱 膨 脹 性 6、 釉 層 的 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性二 釉 層 的 物 理 化 學(xué) 性 質(zhì) 2、 粘 度 與 表 面 張 力 （ 潤 濕 性 ）v 高 溫 粘 度 高 溫 流 動(dòng) 性 u釉 的 光 澤 度 釉 面 對 可 見 光 的 鏡 面 反 射 能 力u影 響 光 澤 度 的 因 素 釉 的 折 射 率 ： 折 射 率 愈 大 ， 光 澤 度 愈 強(qiáng) 。 釉 面 平 整 度 、 光 滑 度 。 燒 成 制 度 （ 燒 成 溫 度 、 冷 卻 制 度 ） 快 速 冷卻 ， 避 免 釉 層 中 析 晶 降 低 光 澤 度 。3、 光 學(xué) 性 質(zhì) 4、 力 學(xué) 強(qiáng) 度 和 硬 度（ 1） 力 學(xué) 強(qiáng) 度 釉 面 是 脆 性 材 料 ， 抗 壓 強(qiáng) 度 高 于 抗 張 強(qiáng) 度（ 2） 表 面 硬 度硬 度 ： 一 種 材 料 抵 抗 另 一 種 材 料 壓 入 、 刻 化 或 磨損 的 能 力 。