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如何了解陶瓷烧成温度范围?

来源:陶卫网

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作者:王明华

日期:2018-04-02

烧成温度范围,对陶瓷来说是个很重要的数据。

在不同的产品里,基本上都希望烧成温度范围越宽越好。如:梭式窑,上下窑温不一致;辊道窑,上下窑温和左右窑温都会不同。因此,较宽的烧成温度范围可以保证窑内部的瓷器,不管处于哪个位置,能保证最终瓷器的成品率。因此,了解烧成温度范围,对于陶瓷配方拟定和窑炉烧成温度制定制定有参考意义。

在了解烧成温度范围之前,我们需要先了解两个概念:一个是多元低共熔,一个是溶解度。

多元低共熔,就是说配方体系中,不同的元素,可以以一个特定的比例,在一个具体的温度下来共同熔化成玻璃相。这个时候的玻璃相出现数量多并且出现速度很快,如果在一个特定的温度下给予一定的保温时间,易熔元素如钾钠元素会完全溶解在玻璃相中,而难熔元素如铝硅则只会按一个比例与钾钠元素共同熔化。

溶解度的概念,是在高温下,难熔元素在玻璃相中的溶解程度。我们可以设想,随着温度的上升,物质在液相中的溶解度是呈增大趋势的。如锆元素在釉料中的溶解度。如果釉料中锆很少,会完全低共熔且溶解在釉料中,如果锆元素较多,则会因为锆饱和而未完全溶解在釉料中,使得釉料乳浊。

可以设想一个体系在缓慢升温过程中的变化。

如K-B-Al-Si体系(少量K、B,多量Al、Si)。B元素的熔化温度低,基本上在600℃以内就会出现熔化现象,。因此,在较低温度下,一部分的K-Al-Si元素与全部B元素一起熔化成玻璃相。然后,在继续升温的过程中,K-Al-Si元素随温度的上升而溶解度逐渐慢慢增大。

到达1000℃附近时,K-Al-Si又开始了第二轮的多元低共熔,一部分的Al-Si元素与剩下的全部的K元素多元低共熔熔化成玻璃相,然后在继续的升温过程中,Al-Si元素随着温度的上升,会溶解度继续慢慢增加溶化一部分在玻璃相中。

然后在1600℃左右,Al-Si元素出现多元低共熔,部分Al元素与剩下的全部Si元素熔化成玻璃相,之后在温度的上升过程中,Al元素溶解度增大溶解部分在玻璃相中,直到最终Al的熔化温度达到而整个体系变成玻璃相。

在陶瓷生产过程中,保证瓷器不变形,即保证瓷器在尽可能多的玻璃相并且瓷器不会出现软化。因此,控制玻璃相的粘度和玻璃相的数量成为关键要点。体现在配方中,即控制原料中的易熔元素的种类和数量,黑滑石低矿价与高运费(镁元素可以促进液相生产同时液相粘度大)在全国范围内的应用就是典型案例。同时,玻璃相的增加过程是个吸热渐进的过程,因此,控制升温速率也是可以适当地控制玻璃相的数量。

在实际生产过程中,晶体出现的类型和数量(日用瓷),元素出现的形式(快速烧成情况下,钙元素以碳酸钙还是硅酸钙的形式引入),烧成的均匀程度也都会影响到瓷器软化变形。因此,具体的情况还是要从具体出发。

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