[工学]8 生产过程原理 第七章 烧成.ppt

从400℃到室温为最终冷却阶段，一般可以快冷，降温速度可控制在100℃/h以上，但由于温差逐渐减小，冷却速度提高实际受到限制。对于含大量方石英类陶坯，在晶型转化区间仍应缓冷。??? 对于采用氧化焰烧成陶瓷的场合，烧成过程较简单，关键是控制氧化分解反应在坯釉烧结之前进行充分。因此在950℃以上应缓慢升温，减小温差，通风良好。其他阶段和前面相同，烧成操作也较容易。 7.3 烧成制度的制定 一、烧成制度与产品性能的关系 烧成过程：将坯体在一定的条件下进行热处理，使之发生质变成为陶瓷产品的过程。 坯体经过一系列的物理——化学变化，形成矿物组成和显微结构，获得所要求的性能指标。采用合理的烧成制度，是保证获得优良产品的必要条件。 烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。 影响产品性能的关键：T－t，atmosphere 气氛制度：烧成时的气氛要求，气氛类型。 压力制度旨在保证窑炉按照要求的温度制度与气氛制度进行烧成。 温度制度包括升温速度、烧成温度、保温时间及冷却速度。 （一）烧成温度对产品性能的影响 烧成温度是指陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度，即烧成时的止火温度。 实际操作时，止火温度是指一个允许的波动范围，习惯上称之为烧成范围。 下限温度：坯体技术性能开始达到要求指标时的对应温度；上限温度：坯体的结构和性能指标开始劣化时的温度。 固相烧结：依靠坯体粒子的表面能和晶粒间的界面来推动，因而烧成温度的高低除了与坯料的种类有关外，还与坯料的细度及烧成时间密切相关。颗粒细则比表面大、能量高，烧结活性大，易于烧结，烧成温度可降低。若颗粒的堆积密度小，颗粒的接触界面小，不利于传质，因而也不利于烧结。 对同一种坯体，由于细度不同而有一个对应于最高烧结程度的煅烧温度，此温度即为烧结致密陶瓷体的烧成温度或它的烧结温度。 这个温度或温度范围常根据烧成试验时试样的相对密度、气孔率或吸水率的变化曲线来确定。 对于多孔制品，因为不要求致密烧结，达到一定的气孔率及强度后即终止热处理，所以多孔坯体只有烧成温度而无烧结温度。 烧成温度影响晶粒尺寸、液相的组成和数量以及气孔的形貌和数量。 对固相扩散或重结晶来说，提高烧成温度是有益的。过高使晶粒过大或少数晶粒尺寸猛增，破坏织组结构的均匀性，从而使制品的机、电等性能劣化。 　 图1-7-2 高铝瓷烧成温度与性质的关系 1－抗折强度；2－介质损耗角δ；3－击穿强度 图1-7-3 BaTiO3瓷料的烧成温度与瓷体电导率的关系(升温速度300℃/h,保温20min，急冷) 对传统配方的烧结陶瓷来说，烧成温度决定瓷坯的显微结构与相组成。 1 19 10 62 1350 1 23 15 61 1310 2 28 63 58 1270 3 32 9 56 1210 石 英 莫来石 玻璃相 气孔体积 （%） 相 组 成 （%） 烧成温度 （℃） 长石质日用瓷坯在不同温度下的相组成 瓷坯的物理化学性质也随着烧成温度的提高而发生变化。 烧成温度低，则坯体密度低，莫来石含量少，其机电、化学性能都差。温度升高会使莫来石量增多，形成相互交织的网状结构，提高瓷坯的强度。 在不过烧的情况下，随着烧成温度的升高，瓷坯的体积密度增大，吸水率和显气孔率逐渐减小，釉面的光泽度不断提高。釉面的显微硬度也随着温度的升高而不断增大。 但对于长石质瓷来说，温度升高到1290℃以后，随着温度升高，釉面硬度略有下降。温度继续升高，瓷坯中残余石英的含量降低，而玻璃相的含量增多，这种高硅质熔体首先将细小针状莫来石溶解，形成富含莫来石的玻璃相。图1-7-4表明了这种玻璃相的含量变化与烧成温度之间的关系。 传统配方陶瓷的机、电等性能随烧成温度的提高而发生变化。若生烧坯密度低，莫来石数量少，则机、电等性能都差；温度升高会使莫来石增多，形成互相交织的网状结构，性能提高。但一旦过烧，反因晶相量减少和粒径变大以及玻璃相增多而降低性能，而且高温下坯体还易变形或形成大气泡，从而更促使生成粗大莫来石，导致性能恶化。图为过烧瓷坯中的一个大气孔和它周围形成的粗大莫来石。 在烧成范围内，适当提高烧成温度，有时却会有利于电瓷的机电性能（见图1-7-5）和日用细瓷的透光度。 烧成温度的确定，主要取决于：1、配方组成；2、坯料的细度；3、产品的性能要求，同时还与烧成时间相互制约。 由于硅酸盐系统的反应是在颗粒接触不十分充分的条件下进行的，反应的速度也较低，因此影响高温反应