[理学]无机非金属材料学第五节 陶瓷的烧成1.pptVIP

概述 一、坯体在烧制过程中的物理变化 4、冷却阶段 二、最佳烧成制度的确定 （二）、气氛制度及控制 普通陶瓷根据坯料性能不同，烧成时可采用氧化气氛、中性气氛或还原气氛。 按烧成时的焰性也称作氧化焰、中性焰和还原焰。 二、最佳烧成制度的确定 氧的含量8-10%，强氧化焰 4-5%，普通氧化焰，1-1.5%中性焰，一氧化碳1.5-2.5%，弱还原焰，2.5-7%强还原焰。 陶瓷制品各阶段的烧成气氛必须根据原料性能和制品的不同要求来确定。 坯体水分蒸发期（室温~300 ℃ ）对气氛没特殊要求。 在氧化分解与晶型转变期（300~950 ℃ ），为使坯体氧化分解充分，要求氧化气氛。 在玻化成瓷期，（950 ℃ ~烧成温度），陶器、炻器均应采用氧化气氛烧成。 1、各阶段的气氛要求 二、最佳烧成制度的确定 还原气氛烧成时转换温度的确定 由强氧化气氛转强还原气氛的温度是烧成中极重要的温度点。 坯、釉配方不同，该温度亦完全不同，还原过早，则坯、釉料的分解氧化反应不完全，沉碳烧不尽，容易造成釉泡或烟熏缺陷。 气氛转化温度过高，表明还原过迟，此时坯体烧结，釉层封闭，还原介质就难以渗入坯体，起不到还原作用，并易造成高温沉碳，从而产生阴黄、花脸、釉泡、针孔及烟熏缺陷。一般确定釉始熔前150 ℃左右的温度为转换温度。 二、最佳烧成制度的确定 强还原转弱还原的温度也很重要。它标志着还原结束，釉料开始成熟，此时还原气氛过强，不仅沾污釉面而且浪费燃料。采用氧化气氛低价铁又会重新氧化使制品发黄。采用中性气氛虽较理想，但却难以控制。故强还原后改烧弱还原焰效果较好。强还原必须 在釉料开始熔融时（或釉 层始熔后10~20 ℃ ）结束。 并及时转换为弱还原气氛， 转换温度约在1200 ℃左右。 隧道窑烧成瓷器温度曲线 1-氧化气氛 2-强还原气氛 3-还原气氛 4-中性气氛 5-氧化气氛 二、最佳烧成制度的确定 我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土，含铁较少而含氧化钛、有机物较多，坯体粘性和吸附性较强，适宜用氧化气氛烧成。 南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石，含铁量较多而含氧化钛、有机物较少，粘性和吸附性较小，适宜用还原气氛烧成。 二、最佳烧成制度的确定 （三）压力制度及控制 压力制度起着保证温度和气氛制度的作用。 二、最佳烧成制度的确定 三、陶瓷烧成设备 四、陶瓷烧成设备 * 第五节 陶瓷的烧成 烧成（sintering）是一种利用热能使粉末坯体致密化的技术。其具体的定义是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。 只有掌握了坯体在高温烧成过程中的变化规律，正确地选择和设计窑炉，科学地制定和执行烧成制度，严格地执行装烧操作规程，才能提高产品质量，降低燃料消耗，获得良好的经济效益。 烧成是陶瓷制造工艺中最重要的工序之一。陶瓷烧成所需时间约占整个生产周期的1/3~1/4，所需费用约占产品成本的40%左右。因此，正确的设计与选择窑炉，科学地制定和执行烧成制度并进行严格的执行装烧操作规程，是提高产品质量和降低燃料消耗的必要保证。 目前我国日用陶瓷工业广泛采用隧道窑、辊道窑和梭式窑，并保留少量的倒焰窑继续用于生产。 一、坯体在烧制过程中的物理变化 坯体的烧制是一个由量变到质变物理变化和化学变化交错进行的过程。可以将日用陶瓷的烧成过程分为四个阶段。 坯体在这一阶段主要任务是排除干燥后的残余水。随着水分的排出，固体颗粒紧密靠拢，伴随着少量收缩。但这种收缩不能完全填补水分排除后所遗留的空隙。控制坯体入窑水分是本阶段快速升温的关键。一般日用瓷坯体入窑水分控制在1%以下。因为温度高于120 ℃时坯体内部的水分发生强烈汽化。蒸汽压力超过坯体的抗张强度极限时，造成制品开裂，对于厚壁制品尤为突出。 本阶段要加强通风，目的是使被水气饱和的烟气得到及时排除，不致因其温度继续下降到露点而析出液态水，凝聚在制品表面造成“水迹”或开裂等缺陷。 1、坯体水分蒸发期（室温~300 ℃ ） 一、坯体在烧制过程中的物理变化 在这一阶段，坯体内部发生较复杂的物理化学变化： 粘土中的结构水的排除； 碳酸盐分解； 有机物、碳素和硫化物被氧化； 石英晶型转变。 这些变化与坯体组成、升温速度、窑炉气氛等因素有关。 2、氧化分解与晶型转变期（300~950 ℃ ） 粘土