陶瓷工艺学3536釉料配方与计算,釉层形成过程,坯釉适应性ppt课件

1、3.5 釉层构成过程釉层构成过程釉在加热过程中，会发生一系列复杂的物理化学变釉在加热过程中，会发生一系列复杂的物理化学变化，如脱水，有机物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐化，如脱水，有机物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等分解和固相反响，原料本身熔化、相互熔解构等分解和固相反响，原料本身熔化、相互熔解构成低共熔物以及坯釉之间在加热过程中的反响等。成低共熔物以及坯釉之间在加热过程中的反响等。本节主要内容：本节主要内容： 一、釉料在加热过程中的变化一、釉料在加热过程中的变化 二、釉层冷却时的变化二、釉层冷却时的变化 三、釉层内的气泡三、釉层内的气泡 一、釉料在加热过程中的变化一、釉料在加热过程中的变化 不同釉料在

2、加热过程中的热分析阐明，其发生的不同釉料在加热过程中的热分析阐明，其发生的物理化学反响有以下几类：物理化学反响有以下几类： 原料的分解；原料的分解； 化合与固相反响；化合与固相反响； 烧结；烧结； 熔融。熔融。而这些变化往往又重叠交叉出现或反复出现。而这些变化往往又重叠交叉出现或反复出现。一原料的分解一原料的分解在在575900 温度范围内，碳酸盐、硫酸盐、纯碱、菱镁矿、温度范围内，碳酸盐、硫酸盐、纯碱、菱镁矿、白云石等分解构成氧化物，硝酸盐分解放出氮气和氧气等。白云石等分解构成氧化物，硝酸盐分解放出氮气和氧气等。由于大量气体的排出，这一阶段应缓慢升温，充分地排除气由于大量气体的排出，这一阶段

3、应缓慢升温，充分地排除气态产物以防止气泡产生及釉面针孔、裂纹等缺陷构成。态产物以防止气泡产生及釉面针孔、裂纹等缺陷构成。需求留意，杂质的存在会降低化合物的分解温度。例如纯白需求留意，杂质的存在会降低化合物的分解温度。例如纯白云石的分解温度为云石的分解温度为750760 ，而含，而含5%Na2CO3或或K2CO3的白云石分解温度那么为的白云石分解温度那么为630，而，而1%的的NaCl会使白云石分会使白云石分解温度降低解温度降低100左右。左右。二化合与固相反响二化合与固相反响在釉料中出现液相之前除了分解反响发生外，同时还有许多在釉料中出现液相之前除了分解反响发生外，同时还有许多化合物间的固相反

4、响发生。在温度继续升高时，易熔氧化化合物间的固相反响发生。在温度继续升高时，易熔氧化物同物同Al2O3和和SiO2等发生反响，构成新的共熔物。等发生反响，构成新的共熔物。研讨阐明，研讨阐明，Na2CO3与与SiO2在在700以下能发生完全固相反以下能发生完全固相反响，在响，在800时能发生少量烧结景象。时能发生少量烧结景象。 CaCO3与与SiO2 固固相接触可反响生成偏硅酸钙相接触可反响生成偏硅酸钙CaSiO3，假设加热时间，假设加热时间很长，在很长，在610可以起反响，在可以起反响，在800时反响猛烈，时反响猛烈，950可完全构成可熔性硅酸盐，可完全构成可熔性硅酸盐，1150时成为流动性熔

5、体。时成为流动性熔体。三烧结三烧结 烧结是指将粉末形状的物质经过加热转化为烧结是指将粉末形状的物质经过加热转化为具有一定强度的凝集块状物质的过程。具有一定强度的凝集块状物质的过程。 烧结过程受诸多要素的影响。烧结过程受诸多要素的影响。四熔融四熔融釉熔融出现液相有两方面缘由：一是自熔，即指釉料中长石、釉熔融出现液相有两方面缘由：一是自熔，即指釉料中长石、碳酸盐、硝酸盐、氧化铅及熔块等易熔物的融化；其次是共熔，碳酸盐、硝酸盐、氧化铅及熔块等易熔物的融化；其次是共熔，是指釉料中几种物质构成各种低共熔物。例如碳酸盐与长石、是指釉料中几种物质构成各种低共熔物。例如碳酸盐与长石、石英；铅丹与石英、粘土；硼

6、砂、硼酸与石英及碳酸盐等。石英；铅丹与石英、粘土；硼砂、硼酸与石英及碳酸盐等。n现实上，釉层不能够完全均匀，在釉中依然存留着残留石英现实上，釉层不能够完全均匀，在釉中依然存留着残留石英或方石英以及未熔的乳浊剂和着色剂颗粒，同时还有少量的气或方石英以及未熔的乳浊剂和着色剂颗粒，同时还有少量的气体存在。体存在。n随着温度升高，釉层中最初出现的液相使粉料由固相反响逐随着温度升高，釉层中最初出现的液相使粉料由固相反响逐渐转化为有液相参与的反响，并不断地熔解釉料成分，最终使渐转化为有液相参与的反响，并不断地熔解釉料成分，最终使液相量急剧添加，绝大部分成分变成熔体。而温度的继续升高，液相量急剧添加，绝大部

7、分成分变成熔体。而温度的继续升高，使液态充分流动，对流作用使釉的组成逐渐均匀化。使液态充分流动，对流作用使釉的组成逐渐均匀化。影响熔融和均化的要素：影响熔融和均化的要素：釉料内部的高温排气。在高温下，釉料内气泡的排出会釉料内部的高温排气。在高温下，釉料内气泡的排出会在釉熔体中起搅拌作用。温度愈高，釉粘度下降愈大，在釉熔体中起搅拌作用。温度愈高，釉粘度下降愈大，搅拌作用愈强，从而使釉层均化较好。搅拌作用愈强，从而使釉层均化较好。原料的形状。原料颗粒愈细，混合的愈均匀，愈能降低原料的形状。原料颗粒愈细，混合的愈均匀，愈能降低熔化温度，大大缩短熔化时间，加强均匀程度。熔化温度，大大缩短熔化时间，加强

8、均匀程度。釉烧时间和温度。釉烧时间长，温度高，会使釉熔化和釉烧时间和温度。釉烧时间长，温度高，会使釉熔化和均化更充分。均化更充分。二、釉层冷却时的变化二、釉层冷却时的变化 熔融的釉层在冷却时要经过三个阶段：熔融的釉层在冷却时要经过三个阶段： 从低粘度的流动形状冷却到软化温度从低粘度的流动形状冷却到软化温度Tf ； 粘度添加，经过粘性形状；粘度添加，经过粘性形状； 超越转变温度超越转变温度 Tg后凝固构成玻璃体。后凝固构成玻璃体。第一阶段，粘度小于第一阶段，粘度小于10Pas，温度与粘度大致成直线关系，釉，温度与粘度大致成直线关系，釉处于熔融形状。处于熔融形状。 第二阶段，随温度降低，熔体粘度添

9、加，第二阶段，随温度降低，熔体粘度添加，粘度在粘度在10100Pas，为硬化阶段或转变区域，此范围内釉，为硬化阶段或转变区域，此范围内釉还处于粘性形状。第三个阶段，粘度大于还处于粘性形状。第三个阶段，粘度大于100Pas，温度低，温度低于转变温度点于转变温度点Tg时，釉面由粘性形状进入脆性形状，釉时，釉面由粘性形状进入脆性形状，釉面硬化。面硬化。三、釉层内的气泡三、釉层内的气泡 釉层内普遍存在气泡，即使是外表平滑、光泽良好的釉釉层内普遍存在气泡，即使是外表平滑、光泽良好的釉层，利用显微镜等手段也总是能见到断面上存在着气层，利用显微镜等手段也总是能见到断面上存在着气泡。釉中气泡主要是由泡。釉中气

10、泡主要是由N2、水汽、水汽、CO、O2、SO2、H2等气体所组成。等气体所组成。u 釉层产生气泡的缘由很多，归纳起来，有如下几个方面：釉层产生气泡的缘由很多，归纳起来，有如下几个方面：1、由于坯釉本身反响产生的气泡、由于坯釉本身反响产生的气泡坯体中存在着很多气孔，可以分为两类：开口气孔和闭口气坯体中存在着很多气孔，可以分为两类：开口气孔和闭口气孔。在温度升高时，开口气孔体积膨胀并进入釉层而排出。另孔。在温度升高时，开口气孔体积膨胀并进入釉层而排出。另外，随温度升高，釉层熔融将坯体潮湿，由于釉对坯体的熔解外，随温度升高，釉层熔融将坯体潮湿，由于釉对坯体的熔解作用可以翻开原来已封锁的闭口气孔，也会

11、使其经过釉层排出作用可以翻开原来已封锁的闭口气孔，也会使其经过釉层排出而构成针孔、凹坑等缺陷。对于没有排出的气孔，那么留在釉而构成针孔、凹坑等缺陷。对于没有排出的气孔，那么留在釉层中构成气泡。层中构成气泡。坯釉中含有坯釉中含有CO32-、SO42-、NO3-、Pb3O4等，在高温下分等，在高温下分解而排出气体，产生气泡。解而排出气体，产生气泡。熔块中溶入的水分在高温下逸出，构成气泡。熔块中溶入的水分在高温下逸出，构成气泡。Fe2O3在高温下发生分解反响消费在高温下发生分解反响消费FeO和和O2，O2在釉层中构在釉层中构成气泡或经过釉层产生缺陷。成气泡或经过釉层产生缺陷。2、由于碳素构成气泡、由

12、于碳素构成气泡 包括两方面的缘由：包括两方面的缘由：一方面，烧成气氛中的一方面，烧成气氛中的CO气体容易被方石英所吸附，气体容易被方石英所吸附，而且而且CO在高温下裂解产生在高温下裂解产生CO2和和C，CO2气体在气体在釉层构成气泡。釉层构成气泡。另一方面，裂解的另一方面，裂解的C堆积在釉外表，在高温下氧化而堆积在釉外表，在高温下氧化而构成构成CO2引起釉层出现气泡。引起釉层出现气泡。3、由工艺要素影响而构成的气泡、由工艺要素影响而构成的气泡枯燥后的釉层透气性较差，坯体孔隙中的气体不易枯燥后的釉层透气性较差，坯体孔隙中的气体不易排出，而在高温时坯中气体经过釉面而产生气泡。排出，而在高温时坯中气

13、体经过釉面而产生气泡。在施釉时将一部分气体封锁在釉层中，也会产生气在施釉时将一部分气体封锁在釉层中，也会产生气泡，或者在釉中参与一些添加剂而引入气泡。泡，或者在釉中参与一些添加剂而引入气泡。在烧釉或烧制熔块时，窑炉中的熄灭产物会夹带进在烧釉或烧制熔块时，窑炉中的熄灭产物会夹带进入釉层中构成气泡。入釉层中构成气泡。快速烧成时，坯釉中气体来不及排出，被已烧融并快速烧成时，坯釉中气体来不及排出，被已烧融并硬化的釉层封锁在其中构成气泡。硬化的釉层封锁在其中构成气泡。v釉中气泡的存在，会给釉面性能带来很大影响。釉中气泡的存在，会给釉面性能带来很大影响。v1在外观质量上，气泡的存在使釉面透光度降低，在外观

14、质量上，气泡的存在使釉面透光度降低，同时针孔、凹坑及不平整等缺陷添加，使外观质量同时针孔、凹坑及不平整等缺陷添加，使外观质量下降。釉中气泡的大小也会对釉的外观产生很大影下降。釉中气泡的大小也会对釉的外观产生很大影响，其影响见表响，其影响见表3-32。v2釉中气泡还会影响釉面的理化性能，会降低釉釉中气泡还会影响釉面的理化性能，会降低釉面耐磨性、耐酸耐腐蚀才干及力学强度等。面耐磨性、耐酸耐腐蚀才干及力学强度等。三、中间层的方式三、中间层的方式中间层的构成：坯与釉在烧成过程中，由于坯与釉中间层的构成：坯与釉在烧成过程中，由于坯与釉中的个别氧化物彼此相互分散，釉从坯里富集了中的个别氧化物彼此相互分散，

15、釉从坯里富集了SiO2、Al2O3，而坯从釉内获得了碱性氧化物及，而坯从釉内获得了碱性氧化物及碱土氧化物，结果在坯釉中间构成了中间层。碱土氧化物，结果在坯釉中间构成了中间层。u中间层的构成受以下条件影响：中间层的构成受以下条件影响：1坯体的性质和形状，坯体的性质和形状，如多孔或少孔的，素坯或生坯。如多孔或少孔的，素坯或生坯。2烧成温度的高低与烧烧成温度的高低与烧成时间的长短。成时间的长短。3釉料是用制成的熔块，还是用生料。釉料是用制成的熔块，还是用生料。4釉成分中能否含有强熔剂。釉成分中能否含有强熔剂。5釉层的厚度。釉层的厚度。6熔体釉的熔体釉的粘度和外表张力。粘度和外表张力。7坯釉组成的相互

16、分散作用。坯釉组成的相互分散作用。n中间层的厚度普通为中间层的厚度普通为1050um，深化釉层中，深化釉层中1/201/4。n中间层的构造在很大程度上由制品的烧成温度、保温中间层的构造在很大程度上由制品的烧成温度、保温时间及窑内气氛性质所决议。时间及窑内气氛性质所决议。n中间层的组成：根据坯和釉组成不同，中间层可含有中间层的组成：根据坯和釉组成不同，中间层可含有莫来石、硅灰石、钙长石、磷石英和方石英，以及呈莫来石、硅灰石、钙长石、磷石英和方石英，以及呈气泡状的气相。气泡状的气相。3.6 坯釉顺应性坯釉顺应性 坯釉顺应性是指熔融性能良好的釉熔体，冷却坯釉顺应性是指熔融性能良好的釉熔体，冷却后与坯

17、体严密结合成完美的整体，釉面不开裂后与坯体严密结合成完美的整体，釉面不开裂和不剥脱的特性。和不剥脱的特性。 影响坯釉顺应性要素是复杂的，主要有四方面：影响坯釉顺应性要素是复杂的，主要有四方面：坯釉二者膨胀系数差、坯釉中间层、坯釉的弹性和坯釉二者膨胀系数差、坯釉中间层、坯釉的弹性和抗张强度以及釉层厚度。抗张强度以及釉层厚度。一膨胀系数对坯釉顺应性的影响一膨胀系数对坯釉顺应性的影响1、釉釉坯坯如图如图3-15P206所示，当所示，当釉釉坯时，在坯釉坯时，在坯釉冷却过程中，釉层的收缩大于坯体的收缩，坯体遭冷却过程中，釉层的收缩大于坯体的收缩，坯体遭到釉层的紧缩应力；而釉却遭到拉伸应力到釉层的紧缩应力

18、；而釉却遭到拉伸应力(张应力张应力)，当张应力超越了釉层的抗张强度时，就出现导致釉当张应力超越了釉层的抗张强度时，就出现导致釉层断裂的网状裂纹普通称为发裂、龟裂。膨胀层断裂的网状裂纹普通称为发裂、龟裂。膨胀系数相差愈大，龟裂程度就愈大。系数相差愈大，龟裂程度就愈大。2、釉釉坯坯如图如图3-16P207所示，当所示，当釉釉坯时，在冷却过坯时，在冷却过程中，釉的收减少于坯体收缩，那么釉遭到坯体程中，釉的收减少于坯体收缩，那么釉遭到坯体的紧缩作用，在釉层中产生能够引起釉层剥落的的紧缩作用，在釉层中产生能够引起釉层剥落的压应力，这样处于压应力的釉可以抵消一部分由压应力，这样处于压应力的釉可以抵消一部分

19、由于热应力或机械应力而加于制品上的张应力，从于热应力或机械应力而加于制品上的张应力，从而可提高制品的机械强度和热稳定性。而可提高制品的机械强度和热稳定性。普通釉的耐压强度较抗张强度大得多，要在相当大普通釉的耐压强度较抗张强度大得多，要在相当大的压应力下才出现剥脱景象。的压应力下才出现剥脱景象。3、坯釉的膨胀系数相等或非常接近、坯釉的膨胀系数相等或非常接近 釉釉=坯坯当当釉釉=坯时，在冷却过程中，釉中既不会出现张应力也不坯时，在冷却过程中，釉中既不会出现张应力也不会出现压应力，釉层和坯体结合完美，但这只是最理想的会出现压应力，釉层和坯体结合完美，但这只是最理想的形状，坯和釉的膨胀系数不能够完全一

20、致。形状，坯和釉的膨胀系数不能够完全一致。因此，在实践配制釉的时候，应配制出釉的膨胀系数略小于因此，在实践配制釉的时候，应配制出釉的膨胀系数略小于坯的膨胀系数的釉料，使釉中产生不大的压应力，可以在坯的膨胀系数的釉料，使釉中产生不大的压应力，可以在提高釉的热稳性及力学强度的情况下而不出现裂纹。提高釉的热稳性及力学强度的情况下而不出现裂纹。n提高烧成温度，延伸保温时间，使釉中组分提高烧成温度，延伸保温时间，使釉中组分Na2O、B2O3、PbO挥发，坯料中挥发，坯料中Al2O3经过中间层向釉中迁移，从而降低釉经过中间层向釉中迁移，从而降低釉的膨胀系数，使釉层呵斥压应力，提高了坯釉结合强度。的膨胀系数

21、，使釉层呵斥压应力，提高了坯釉结合强度。n也可经过快速冷却方法在釉的外表构成压应力以防止产生发裂。也可经过快速冷却方法在釉的外表构成压应力以防止产生发裂。二中间层对坯釉顺应性的影响二中间层对坯釉顺应性的影响在釉烧时，釉中一些组分迁移到坯体的表层，而坯体中在釉烧时，釉中一些组分迁移到坯体的表层，而坯体中有些组分也会分散到釉中，在釉中熔解，经过这种相有些组分也会分散到釉中，在釉中熔解，经过这种相互的分散、熔解和浸透，使坯釉接合部位的化学组成互的分散、熔解和浸透，使坯釉接合部位的化学组成及物理性质均介于坯与釉之间，结果构成了中间层。及物理性质均介于坯与釉之间，结果构成了中间层。中间层对提高坯釉结合性

22、有利。当坯釉组成类似、膨胀中间层对提高坯釉结合性有利。当坯釉组成类似、膨胀系数相差不大时，这时中间层的影响就很小；而当坯系数相差不大时，这时中间层的影响就很小；而当坯釉膨胀系数相差较大时，中间层就起着非常重要的作釉膨胀系数相差较大时，中间层就起着非常重要的作用。用。影响中间层发育的主要要素影响中间层发育的主要要素坯釉组成对中间层发育的影响。假设坯釉化学组成坯釉组成对中间层发育的影响。假设坯釉化学组成相差愈大，那么反响得愈猛烈，中间层构成速度快，相差愈大，那么反响得愈猛烈，中间层构成速度快，而且厚、发育较好。而且厚、发育较好。烧成制度对中间层发育的影响。烧成温度愈高，烧烧成制度对中间层发育的影响

23、。烧成温度愈高，烧成时间愈长，那么釉的熔解作用愈大，釉中组分的分成时间愈长，那么釉的熔解作用愈大，釉中组分的分散作用愈强，那么坯釉反响愈充分，中间层发育良好，散作用愈强，那么坯釉反响愈充分，中间层发育良好，那么坯釉结合性变好。那么坯釉结合性变好。釉料的细度和厚度。釉料愈细那么愈适于坯釉反响，釉料的细度和厚度。釉料愈细那么愈适于坯釉反响，分散作用加强，中间层发育良好。釉层薄，熔化后釉分散作用加强，中间层发育良好。釉层薄，熔化后釉组分变化大，中间层相对厚度添加，发育较好。组分变化大，中间层相对厚度添加，发育较好。 三釉的弹性、抗张强度对坯釉顺应性的影响三釉的弹性、抗张强度对坯釉顺应性的影响普通来说，具有较低弹性模量的釉，其弹性形变普通来说，具有较低弹性模量的釉，其弹性形变才干大，弹性好，抵抗坯釉应力或外界机械张才干大，弹性好，抵抗坯釉应力或外界机