无机非工学 第六章 烧成.ppt

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1、第六节烧成烧成是通过高温处理，使坯体发生一系列物理化学变化，形成预期的矿物组成和显微结构，从而达到固定外形并获得所要求性能的工序。烧结：显气孔率接近于零，达到完全致密程度的瓷化现象。烧成：使坯体瓷化的工艺过程。一、陶瓷烧成过程的物理化学变化：低温阶段排除残余水份常温～300℃排除结构水分解及氧化阶段有机物、碳和无机物等的氧化300～950℃碳酸盐、硫化物等的分解晶型转变氧化、分解反应的继续高温阶段形成液相，固相溶解950℃～烧成温度形成新晶相和晶体长大釉的熔融液相析晶冷却阶段液相的过冷凝固止火温度～常温晶相转变1.低温阶段：排除残余水份，固体颗粒紧密靠拢，少量收

2、缩，气孔率上升。这一阶段应严格控制坯体的入窑水份，因水份与烟气中的SO2反应，使坯体表面易形成硫酸钙“白霜”，降低釉的光泽度，同时高温分解而造成釉层气泡。2.分解与氧化阶段：A.粘土和其它含水矿物结构水的排除：原料名称吸热效应放热效应吸附水排出结构水排出晶格破坏新结晶物质形成高岭土500～700℃950～1050℃迪开石600～680℃950～1050℃多水高岭石100～200℃480～600℃950～1000℃蒙脱石100～300℃550～750℃800～900℃900～1000℃伊利石100～200℃550～650℃850～950℃900～1000℃叶蜡石6

3、00～750℃Al2O3·2SiO2·2H2OAl2O3·2SiO2+2H2OB.坯、釉料中某些组份的分解氧化：a.碳酸盐的分解：MgCO3MgO+CO2500~850℃b.碳素和有机物的氧化：C有机物+O2CO2﹥350℃C碳素+O2CO2﹥600℃c.硫化铁及硫酸铁的分解和氧化：4FeS+7O22Fe2O3+4SO2500~800℃Fe2(SO3)3Fe2O3+3SO2560~770℃C.石英的晶型转变：β－石英α－石英573℃⊿V＝＋0.82％α－石英α－鳞石英870℃⊿V＝＋16.0％D.少量液相的形成：K2O-Al2O3-SiO2985℃产生共熔液相，

4、由于杂质的作用，可降低60℃，长石－石英、长石－粘土，900℃产生共熔液相。这一阶段，结构水和分解气体排除，气孔率增加，由于有少量熔体的胶结作用，坯体强度相应提高，保持氧化气氛。3.高温阶段：A.继续氧化分解反应并排除结构水：B.硫酸盐的分解和高价铁的还原：氧化焰：Na2SO4Na2O+SO31200~1370℃还原焰：Na2SO4Na2O+SO31080~1100℃Fe2O3+CO2FeO+CO21000~1100℃FeO+SiO2FeSiO3生成易熔玻璃状物质，促进了坯体的烧结。C.形成大量液相和莫来石新相：长石1170℃K2O·Al2O3·4SiO2(白榴

5、子石）+2SiO2（玻璃相）3（Al2O3·2SiO2）3Al2O3·2SiO2+4SiO2D.新相的重结晶和坯体的烧结：液相的作用：a.由于粘滞流动和表面张力的拉紧作用，能填充坯内孔隙，促使晶粒重排，互相靠拢，彼此粘结为一整体。b.促进晶体生长，并发生重结晶。这一阶段，釉层玻化，坯体瓷化，坯的气孔率迅速降低，坯体急剧收缩，强度、硬度增大。保持还原气氛。4.冷却阶段：冷却时因熔体粘度增大，抑止了晶核的形成；冷却初期因液相的缓冲作用，可快速降温，冷却后期，玻璃相凝固，石英有逆向晶型转变，体积收缩，故应缓慢冷却。体积收缩35％左右；线收缩12～15％；玻璃相量40～

6、50％（日用瓷）二、烧成设备：1.间歇式窑炉：直焰窑：平焰窑：倒焰窑：帽罩窑：梭式窑：龙窑：景德镇窑（鸭蛋窑）：2.连续式窑：明焰推板窑：隧道窑：隧道窑：隧道窑：辊道窑：辊道窑：三、烧成温度对产品性能的影响：烧成温度：陶瓷坯体烧成时获得最优性质的相应温度。下限温度：显气孔曲线上显气孔率趋于零时的温度（e）。上限温度：线收缩曲线上线收缩率开始减小时的温度（c）。烧成范围窄的制品：适宜在下限温度烧成，延长此温度下的保温时间。烧成温度宽的制品：接近于上限温度烧成，减少保温时间，缩短烧成周期。坯体在加热过程中线收缩与气孔率的关系：思考题：1.何谓烧结？何谓烧成？2.陶瓷

7、烧成过程的四个阶段3.烧成温度及选择对产品性能有何影响？