第三章第五节陶瓷的烧成2016.pptVIP

第五节 陶瓷的烧成 一、坯体在烧制过程中的物理变化 二 显微结构的组成 2. 玻璃相 3. 气孔 4. 晶界 （2） 晶界的异相偏析效应 （3） 晶界的物质迁移效应 （二）、气氛制度及控制 （三）压力制度及控制 热压炉 放电等离子体烧结炉（SPS） 微波烧结炉 2、降低烧成温度的工艺措施 1）调整坯、釉料组成 3、快速烧成的工艺措施 4.4.4 微波烧结炉 微波烧结是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料的在电磁场中的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。由于材料可内外均匀地整体吸收微波能并被加热，使得处于微波场中的被烧结物内部的热梯度和热流方向与常规烧结时完全不同。 微波可以实现快速均匀加热而不会引起试样开裂或在试样内形成热应力，更重要的是快速烧结可使材料内部形成均匀的细晶结构和较高的致密性，从而改善材料性能。同时，由于材料内部不同组分对微波的吸收程度不同，因此可实现有选择性烧结，从而制备出具有新型微观结构和优良性能的材料。 四、烧结设备 在此范围内烧成制品的体积密度及收缩率都没有显著变化。对于烧结范围窄的坯体，适宜选择下限温度以较长的时间保温烧成。 高火保温 其目的是缩小窑内各处及制品内外的温差，是坯内的物理化学变化更加完全，坯体组织趋于均一。 （一）、温度制度及控制 三、最佳烧成制度的确定 2、烧成温度（止火温度）与 保温时间的确定 800 ℃以上坯内液相还处于塑性状态，故可进行快速冷却。 这样既可防止液相析晶、晶体长大及低价铁的氧化，又可提高制品的机械强度、白度及釉面光泽度。急冷时的降温速度一般控制在150~300 ℃ 。 800 ℃以下，由于液相开始凝固转变成脆性的固体状态，同时有石英晶型转化，需要缓慢冷却。冷却速度一般在40~70 ℃ 。至400 ℃以下，热应力变小，又可以较快速度冷却，降温速度可达100 ℃以上。但对含大量方石英的陶器制品，在晶型转化温度下仍需缓慢冷却。 （一）、温度制度及控制 三、最佳烧成制度的确定 3、冷却速度 素烧温度曲线 釉烧温度曲线 （一）、温度制度及控制 三、最佳烧成制度的确定 隧道窑烧成陶瓷的温度曲线 1-窑顶温度曲线 3-车面温度曲线 4-车面温度曲线 2-设计温度曲线 4、升、降温速度对产品性能的影响 普通陶瓷坯体在快速加热时的收缩要比缓慢加热的小，因为快速烧成时，熔体为粘土及石英所饱和的时间不长，而这类低粘度的熔体尚需一定时间以发挥其表面张力的最大效果。 （一）、温度制度及控制 三、最佳烧成制度的确定 普通陶瓷烧成后缓慢冷却时，收缩率会大些，相对的气孔率小些。冷却速度对机械强度的影响复杂得多。 冷却速度的快慢对坯体中晶相的大小，尤其是对晶体的应力状态有很大的影响。 133-184 153-255 钛 酸 钙 瓷 122-143 285-327 金 红 石 瓷 143-163 184-224 滑 石 瓷 204-285 357-408 75%Al2O3 缓冷（15 ℃/分） 急冷（400℃/分） 抗折强度（MPa） 坯体名称 几种瓷坯的冷却速度与抗弯强度的关系 （一）、温度制度及控制 三、最佳烧成制度的确定 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。 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。 三、最佳烧成制度的确定 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。 （二）、气氛制度及控制 三、最佳烧成制度的确定 1、各阶段的气氛要求 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）、气氛