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如何防止陶瓷制品釉裂

發(fā)布:2008-9-5 11:13:05  來源: 科技在線 [字體: ]

釉層厚度對釉裂的影響

  從實驗和理論研究得出,在坯釉相同的條件下,釉層越厚,越易發(fā)生釉裂。在坯釉接觸部位,坯中組分逐漸向釉中溶解,釉中堿 性組分也會不斷蒸發(fā)而導致釉中二氧化硅量相對的增高。釉中二氧化硅增加,會引起釉總體膨脹系數降低,并且使釉層中應力分布不均,呈現坯釉結合部位的應力最 大,隨著離開坯體的距離增大,應力逐漸減少,釉層厚的制品經過壓應力的極小值而釉層表面壓應力復又增加。可是就整體而言,如果釉層厚度增大,壓應力有減少 的趨勢,會增大釉裂的可能性,如果減少釉層厚度,則從該釉層兩面產生變質,結果引起整個釉層的很大質變,膨脹系數降低,使釉層中的壓應力急劇增加,降低釉 裂的可能性。

 

    坯體中石英粒度對釉裂的影響  眾所周知,固體的反應速度或固體的相變速度與固體的顆粒密切相關。石英的粒度對陶瓷制品的性質有很大影響,粒度對抗裂性的影響因瓷化程度而異。但是,石英粒度對抗裂性的影響還取決于坯料燒成條件及坯體的瓷化程度。

對 于;赏慌浞,在低溫快燒的條件下,加入的石英原料的顆粒細坯中殘留石英量少;隨著加入粒度增大,坯中殘留石英量增加。這表明石英粒度增大,殘余石英 量愈高,其結果使坯體膨脹系數增大,對抗裂性有一定改善。與此相反,如果石英粒度愈細,坯體中殘余石英越少,抗裂性呈下降趨勢!τ诰哂形缘陌氩; 瓷,由于良好的燒結,吸水率降低,而初期釉應力增大,抗后期釉裂能力提高,所以石英粒度越細,更容易燒結,也會提高抗裂性。

 

    坯體膨脹系數及石英含量對釉裂的影響

  由實驗可知,釉應力SMPa)和坯體熱膨脹系數αB(20~450℃)存在線性關系(固定釉組成),關系式如下:S=470(6.2×10-6-αB) ×106(MPa) 從上式可以看出,αB增加1.0×10-6,釉應力增大47MPa壓應力。另外,αB在1.0×10-6以下時,進入釉裂范圍,如果要使制品絕無釉裂,釉 的壓應力應在-50~-100MPa范圍內,αB則必須控制在7.5×10-6~8.5×10-6的狹窄范圍內。如上所述,要預測釉裂是否發(fā)生,仍有必要 研究坯體與釉的熱膨脹性質間的相互關系,而根據測定,坯體中α-石英和方石英的含量,可以正確預測在特定釉及釉燒條件下制品是否產生釉裂。即為了了解制品 是否產生釉裂,直接測定釉應力是最準確的。

   坯體組成對釉裂的影響 

  通過實驗證明,如果在發(fā)生釉裂的坯體中摻入石英,隨著加入量的增 加,發(fā)生釉裂的傾向減少,但是,當加入量超過某一值時會發(fā)生剝裂。另外,在釉裂坯體中加入氧化鋁,如多加粘土類礦物,則容易發(fā)生釉裂。但從實驗中得出,用 石英取代坯料中一定數量的長石,對于防止由釉燒和過燒所引起的釉裂是十分有效的,因此,能夠改善生產中的釉裂傾向。

     釉中組成對釉裂的影響

   含有大量堿性氧化物的釉最易開裂。這是因為堿金屬離子帶電量小,故結合很弱,很小的熱能即產生劇裂的振動。所謂物體產生熱膨脹,是指吸收了來自外部熱能 而產生原子間的結合鍵不同程度的熱振動。因而,含堿性氧化物多的釉必然熱膨脹系數大,導致釉應力向著張應力方向發(fā)展,增大了釉烈的可能性。故增加SiO2 的成分,對降低坯體的熱膨脹有效的,同時降低了釉裂的可能性。

    燒成條件對釉裂的影響

  當坯體燒成溫度低時,坯體中的硅氧多晶轉 變難以完成,冷卻過程中尚繼續(xù)轉變,硅氧不同形態(tài)的可逆轉變伴隨著體積的變化,這樣會引起應力的產生,這種應力會造成瓷釉裂紋。甚至使制品破壞。此外,坯 體燒成溫度不夠和保溫不足,它還直接影響釉與坯體接觸面組成互相擴散滲透,不利于生成良好的中間層,影響釉與坯的牢固結合。在這種不良條件下,當制品冷卻 時,釉層可能會出現網狀裂紋,以致造成制品的開裂。所以,合理的燒成溫度和適當的保溫時間可降低釉裂傾向。

  綜上所述,防止制品釉裂的途徑是:

 、龠m當減少長石用量,增加滑石或鎂質粘土用量,以降低釉中堿金屬氧化物的含量,提高堿土金屬氧化物組分。

 、谠谟粤系闹劢M分中,盡可能以分子量小的氧化物來代替分子量大的氧化物。

  ③在釉中可引入適量的鋯英石,提高釉中SiO2、Al2O3含量,有效地降低釉的膨脹系數。

  ④在坯料中添加白云石,可促進其與釉反應生成較厚的中間層。

 、萏岣吲髁现蠥l2O3的含量,對降低吸濕膨脹有一定好處。

 、奘褂眉毮ナ⒎。

 、哐娱L高火保溫期或酌情提高燒成溫度。

  ⑧急劇冷卻到大約700℃,然后緩冷。

 、嵊詫雍穸纫m當。

  總之,產生釉裂的主要原因是釉與坯熱膨脹系數不同,在釉層中產生應力。但僅用釉和坯的膨脹系數的大小來準確判斷制品是否發(fā)生釉裂是不客觀的。因此,必須具體問題具體分析,找準出現釉裂的原因,采取相應的措施以克服和消除釉裂缺陷。

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