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[陶瓷生產]坯釉的適應性

 miaomiao0440 2019-09-11

  坯釉適應性是指釉層與坯體能否緊密結合成完美的整體,既不開裂也不剝落的性能。影響坯釉適應性的因素很多,主要是坯釉的膨脹系數(shù)差,坯釉中間層,釉的彈性和釉層厚度。

  (一)膨脹系數(shù)對坯釉適應性的影響:

  釉與坯是緊密聯(lián)系的,如釉的膨脹系數(shù)小于坯,則在冷卻過程中,釉比坯收縮少一些。此時,釉層除受本身收縮作用自動變形外,還受到坯體收縮所賦予的壓縮作用,故在凝固的釉層中保留下永久性的壓縮應力。反之,若釉的膨脹系數(shù)大于坯,則釉的收縮比坯大,而受到坯體的拉伸作用,釉層就保留著永久性的張應力。當坯釉膨脹系數(shù)相等時,坯層則無永久性的熱應力。

  由于釉的制壓強度遠遠大于抗張強度,因此通常希望釉的膨脹系數(shù)略小于坯,從而使釉在冷卻過程中產生壓應力而避免張應力,而且還可以提高成品的機械強度和熱穩(wěn)定性。但釉的壓應力如過釉層的耐壓極限值時,則會造成釉層剝落。

  國光廠的生產證明,提高制品抗釉裂的性能,主要在于控制坯釉之間的膨脹系數(shù)差。如釉的膨脹系數(shù)大于坯,燒成后冷卻時釉層收縮大,易使釉受到張應力而產生裂紋。特別是制品過燒時,由于胎中的殘留石英被熔解而減少,膨脹系數(shù)降低,會導致釉裂的情況增多。即使是燒成后的成品釉面暫時未裂,但在使用時加熱和冷卻,由于溫度急變受到熱應力作用,也會導致?lián)p壞。這種現(xiàn)象,往往是從釉裂開始。因此,制品的抗釉裂能力還與熱穩(wěn)定性密切相關。該廠為了適應“高溫、快燒、急冷”的燒成要求,將釉中的長石用量由55%逐步降低到47%,而相對增加石英的配合量,由18%提高到30%,使釉的膨脹系數(shù)降低。同時將坯料中的長石用量減少,增加高嶺土和石英的配合量,既使坯料中的玻璃相減少,但膨脹系數(shù)又不致偏低。通過調整坯釉配方,縮小了坯釉之間的膨脹系數(shù)差,使釉處于壓應力狀態(tài)。不僅提高了制品的抗釉裂能力,同時還提高了制品的熱穩(wěn)定性。但嚴格控制燒成制度仍是必要的。良好的坯釉配方,也要在合理的燒成條件下,才能得到理想的效果。

  坯釉之間的膨脹系數(shù)差過大,通常用調整坯釉的化學組成來改善坯釉的適應性。如何調整?應視具體情況而定。一般是在坯料配方不變的基礎上適當調整釉的組成。如釉料配方合理,性能良好,坯料的化學組成不適應,或因坯用原料有變化,則應調整坯料配方。若釉的膨脹系數(shù)過大,釉層出現(xiàn)裂紋時,可按下列方法之一進行調整。

  1、適當增加SiO2含量,同時降低Na2O和K2O的含量。但釉的熔融溫度會相應提高。

  2、將熔劑組分中的高分子量氧化物,用低分子氧化物置換。

  3、將SiO2的一部分用制成熔塊的B2O3置換。

  如釉的膨脹系數(shù)過小,致使釉層剝落,則用相反的方法調整。

  (二)中間層對坯釉適應性的影響:

  坯與釉在燒成中相互發(fā)生反應,在坯釉接觸部位,形成在化學組成和組織結構上都介于坯、釉的“中間過渡層”,使之結合為整體。

  據有關資料介紹,厚度適當?shù)闹虚g層能起到緩沖應力的作用。如瓷器的燒成溫度偏低,影響坯釉中間層形成較薄而發(fā)生欠火裂時,可采取延長高火保溫時間或適當提高燒成溫度的辦法來解決,使坯釉中間層適當增厚。但應視其坯釉的化學組成,因為在坯釉中間層中生成的一些晶體,有些對坯釉結合有利,而有些卻對坯釉結合不利。例如:在瓷器坯釉的中間層中,生成滲入到釉層中的莫來石,能加強坯釉結合,而方石英由于膨脹系數(shù)過大,則起不利影響。

  坯釉中間層能否有利于坯與釉結合,不僅與中間層的厚度和性質有關,而且還與坯釉的種類有關。實踐證明,高火燒成的長石質瓷器,由于釉坯的化學組成比較接近,燒成溫度也較高,故兩者易于結合,釉裂的可能性小。但須注意坯與釉的化學組成應保持適當?shù)牟顒e,使釉的酸性系數(shù)適當大于坯,以利于中間層的形成。

  (三)釉的彈性對坯釉適應性的影響:

  釉的彈性對坯釉適應性的影響不可忽視。如釉的彈件好,即使是釉的膨脹系數(shù)略大于坯,也不會引起釉層龜裂。這是由于釉的彈性補償了坯釉接觸層所產生的應力,同時還能補償機械作用所產生的應力。若釉的彈性不好,稍受應力就可能引起釉層開裂。

  釉的彈性不僅與釉的組成有關,而且與釉層的厚度也有聯(lián)系。實踐證明,堿土金屬氧化物能提高釉的彈性模數(shù),其中影響最大的是CaO,而堿金屬氧化物,如K2O和Na2O則能降低釉的彈性模數(shù),彈性模數(shù)愈小的釉,其彈性就度好。關于釉層的厚度,一般來說,釉層愈薄,彈性愈好。由于薄釉層在燒成過程中,釉的組分改變相應變大,中間層的相對厚度增加,有利于提高釉層的壓應力。如釉層加厚,則釉的壓應力降低。故選擇適宜的釉層厚度尤為重要,釉層過厚易引起釉面開裂,而釉層太薄易造成桔釉和薄釉黃等缺陷。據測定,白瓷的釉層厚度宜控制在0.2—0.3毫米之間。

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