什么叫"烧结"和"过烧: 坯体在高温作用下,发生一系列物理化学反应,最后显气孔率接近于零,达到致密程度最大值时,工艺上称此种状态为"烧结",达到烧结时相应的温度,称为"烧结温度"。制品达到烧结程度后,如继续升温,开口气孔全部消失,坯体发生软化变形乃至过烧膨胀。从"烧结"至开始过烧软化的温度间隔称为"烧结温度范围"。在此温度范围内,烧成制品的体积比重及收缩都没有显著的变化,如果超过这一温度后气孔率又增大,人们称这种现象为"过烧"。
有哪些特殊烧成方法: 新技术的发展,要求使用高致密度、高均匀度和高透明度的电子陶瓷和其他新型陶瓷材料。因而陶瓷的生产工艺随之也有了较大发展。热压工艺和其它特殊烧成工艺,在电子陶瓷和高温陶瓷的生产中逐渐广泛采用,并成为重点研究的课题。
1、热压烧成。热压是在加压和加热的条件下,使成型和烧成同时完成的新工艺。按加压方式的不同,可以分为一次热压、两次热压、多次热压以及间断热压和连续热压等几种。其优点为降低坯件的成型压力;降低产品的烧成温度,缩短烧成时间并提高坯体致密度;能生产形状比较复杂,尺寸比较精确的产品。但工艺复杂,成本高。
2、活化烧成。活化烧成是用提高原料细度;添加适量外加剂;控制适当烧成气氛;附加适当压力或电磁振动和超声辐射等方法来提高烧成效率,以达到降低烧成温度、缩短烧成周期的一种方法。此法成本小而效率显著。
3、电熔铸造又称热铸,是指粉末原料在电弧炉中高温熔化并发生物理化学反应以后,注入砂型或金属型中,冷却凝固后即形成致密瓷件。 刚玉、氧化锆、氧化镁和莫来石、尖晶石等陶瓷已广泛采用电弧炉高温熔化后铸造成铸件。
4、电火花烧成所施压力较普通热压烧成低,烧成时间短。目前主要用来生产金属陶瓷如碳化物,TiN,AlN等。某些高温复合材料,如硼化钛--硼化铝等亦采用此法。电火花烧成不利用模具作为电阻发热,而是直接对原料通以25%高频交流和75%直流相叠加的电流,使粉末原料产生火花放电而发热。几十公斤重的大型产品可在几十分钟内烧成。此法缺点是设备比较复杂,要求有专用的电火花烧结机。
什么是氧化焰、还原焰和中性焰: 在烧窑时火焰在不同时期有不同的性质。火焰的性质大致可分为三种:氧化焰、还原焰和中性焰,不同性质的火焰有不同的作用。
1、氧化焰:是指燃料完全燃烧的火焰,火焰完全燃烧必须有大量空气供给,这时窑中的氧气充足,CO较少。为了使坯中水分及一切有机物都蒸发和挥发排出,使坯体得到正常的收缩,所以在烧窑过程中必须有氧化焰阶段。
2、还原焰:还原焰是不完全燃烧的火焰。这时窑中所产生的一氧化碳和氢气多,没有或者极少游离氧的存在。由于还原焰能使坯体内的高价铁(Fe2O3)得到充分还原变为氧化亚铁(FeO),而变成青色,消灭瓷色发黄的现象,因此在日用瓷的烧窑过程中,多采用还原焰烧成。
3、中性焰:烧中性焰时,窑内所产生的一氧化碳加氢气与进入窑中的空气化合量几乎相等,处于平衡状态,其作用是使氧化亚铁不再受氧化作用而恢复成高价铁,最后使坯体达到完全玻化的目的。但控制中性焰非常困难,常用弱还原焰代替它。
根据哪些因素来确定烧成制度: 窑炉的烧成制度是根据坯釉料的组成和性质、坯体的形状、大小和厚薄,以及窑炉结构、装窑方法、燃料种类等因素确定的。 日用瓷窑炉的烧成制度主要包括温度制度,气氛制度和压力制度。这三个制度之间互相影响,密切关联。温度和气氛根据不同产品的不同要求而确定,压力制度则是保证温度制度和气氛制度实现的条件,这三个制度通过合理的燃烧操作(控制入炉的燃料量、煤层厚薄或风油配比等)以及排烟量、冷热风量、烧成时间和装窑方式等参数的合理配合来实现的。 影响产品性能的主要因素是温度和气氛,压力制度旨在保证合理烧成制度的实现。 温度制度包括升温速度、烧成温度和保温时间长短以及冷却速度快慢等参数。 烧成制度对颜色釉瓷来说更显得十分重要,尤其是掌握合理的烧成气氛,能使颜色釉呈色更为优良,达到理想的色彩效果。
陶瓷的烧成可分为哪几个阶段:
坯体的烧成是一个由量变到质变的过程。物理变化与化学变化交错进行,变化复杂,一般可以将日用瓷的烧成过程分为四个阶段,即:
1、蒸发期;
2、氧化分解和晶型转化期;
3、玻化成瓷期;
4、冷却期。 一般日用细瓷的最高烧成温度在1250-1350℃之间。但是具体的各阶段划分,则须根据其配方、原料类别及其特色、烧成成温度、烧成范围、制品的形状、厚薄及窑炉的形式等来决定。
一次烧成釉与二次烧成釉:
欧洲陶瓷企业认为,对于施釉产品来讲,一次烧成比二次烧成节能好且更经济,大幅度降低了产品成本,并有利于环境保护。一次烧成非常有利于高附加值的产品,如大件卫生洁具,或大型绝缘子。但二次烧成的主要优点是可以拣选并剔除某些有缺陷的半成品,也能生产出高质量与低成本的产品。在一次烧成工艺中,釉与坯体同时成熟,坯与釉的中间层的形成常常能够增加产品的强度。坯体的完全玻化亦很明显。在一次烧成工艺时,釉料内常含有黏结剂,既可控制水分自釉浆蒸发的速度,又控制了水分进入多孔坯的运动。釉料黏结剂起到增加干燥釉面硬度的作用。
如何防止缩釉:
釉层卷曲、结块、脱离坯体的现象一般称为缩釉主要有两个原因:其一是釉料中的灰尘和釉料本身的收缩。有些釉,特别是那些含氧化锡的釉,如果釉施得过稠,或施在一个脏的表面上,将会缩起,变成较大的结块。补救的办法的用湿海绵擦掉坯面上的灰尘。建立除尘间,避免灰尘落坯。若施釉需要适当增厚,可在釉料中添入少量(3%)的膨润土。釉下彩绘易产生缩釉缺陷,因为釉下彩绘的彩料类似于釉下留存了尘灰。针对这种情况,可在釉下粉料中混入少量的釉浆,或者少量的阿拉伯树胶。
第二个主要原因是釉料中塑性成分含量太多了,以至在干燥期间,釉层收缩过于严重,产生微细裂纹,使釉面开裂。在烧成过程中,易形成釉堆,结成块状,而不能均匀地熔融覆盖坯体。这种缺陷经常出在素烧过的坯件上。因此,这类釉一般适宜在未素拍打的生坯上。为了适应在素烧坯件上使用,可在釉料中适当地加入一些如煅烧过的粘土和瓷土以及方解石等非塑性原料量。加入的非塑性原料量等于减去了一定的塑性原料量。此外,用手指轻轻地摩擦干燥的釉面,使釉面变得光滑,也有助于消除一些釉面裂纹。在釉面干燥尚未达到要求时,加热过快也易产生堆釉的缺陷。
烧窑应注意哪些主要问题:
1、烧窑、冷窑太快瓷器容易开裂;
2、氧化时间不足,烧窑太快可能发生起泡现象;
3、烧窑的火力不匀时,容易变形;
4、窑内温度不匀又过火时,瓷件发生肿胀;
5、烧法与火焰性质不适合时,瓷面容易变色并产生污点;
6、冷窑太慢,瓷器的断面往往粗糙;
7、烧还原焰时不宜过重、过长,否则易犯吸烟缺陷;
8、烧大件厚壁制品时,点火烘烧阶段应注意缓慢升温,氧化阶段应氧清氧透,冷却阶段应适当延长;
9、烧某些色釉制品时除了应注意控制一氧化碳的适当含量及还原起讫的合适时机外,应注意控制游离氧的含量;
10、烧结晶釉时除了应控制适当的升温及保温时间外,宜采用氧化焰烧成。
素烧的作用是什么: 陶瓷大部分都采用二次烧成,特别是出口瓷几乎全部经过素烧。我国也有些瓷厂采用素烧,如景德镇的高白釉薄胎瓷和湖南的高级釉下彩瓷等。素烧有以下作用:
1、坯体经过900℃左右的素烧,在900℃以下可以挥发的有机物质和水分,大部分都挥发了,部分盐类已经分解。釉烧时,很少有挥发万分通过釉面导致生成桔釉、针孔、气泡、熔洞等缺陷而影响瓷器的色面,是提高釉面质量的重要措施。
2、素烧后的坯体强度大,施釉破损低,可制成薄壁产品。同时吸水率强,施釉速度快且吸釉均匀,釉面平滑光润,并且釉可一次烧成。
3、坯体素烧后可以发现半成品的很多质量缺陷,提前处理或返工,从而能提高釉烧的成品率。
4、坯体经过素烧不但可以提高施釉和装匣装车速度,而且在坯体的运转中可以大大提高机械化程度,节约人工。
怎样控制烧窑时的温度: 烧窑前,要根据所烧坯釉的特点决定一个升温和降温的曲线图。曲线的分布情况与下列因素有着密切的关系:
1、坯料的组成和纯度;
2、 坯体入窑时的含水量;
3、 坯体的厚度和大小,坯体的温度传导系数;
4、窑的型式、构造和容量,以及装窑密度;
5、高温结晶相的生成与转变及坯的特性。 中等大小的窑,烧制白瓷的升温速度约在下列范围内: 脱水期--每小时升温20-40℃,一直烧到500℃为止; 氧化期--每小时升温50-70℃,从500℃至900℃左右为止; 玻化期--每小时升温25-35℃,从900℃到1350℃左右为止; 保温期--每小时约升温5℃到15℃左右。 我国瓷器一般在1320℃左右烧成,但目前有些产区瓷厂的窑火温度实际上有向高温烧成温度发展的趋向,如湖南有些大瓷厂已达1410℃。 变动下列因素,可以控制烧窑的温度:
1、通风强弱--通风强,则升温快。控制通风强弱可用调节闸板,改变炉栅空隙,人工鼓风等办法进行;
2、变动入窑气体的温度--入窑气体温度高,则有利于燃烧和升温,采用预热空气的办法可以提高入窑气体的热值,从而提高烧成温度。
3、预防冷空气侵入窑中--冷空气侵入窑中,会减缓升温速度。为了防止冷气入窑,应封密窑墙,掌握去灰的时间和次数。
4、加煤也应注意控制每次的加煤量,控制煤块的大小(煤块小的空气多),控制加煤的时间,以及掌握加煤的方法等。
如何克服陶瓷制品釉面无光的缺陷: 陶瓷釉面的光泽度是衡量的重要指标之一。有的制品经烧成后失去光泽,这也是一种严重的缺陷。
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