坯釉适应性的影响因素

坯釉适应性的影响因素

0釉坯膨胀系数表面活性剂在陶瓷行业，将陶瓷和陶瓷作为一个基本问题是陶瓷的相互适应。由于陶瓷底面不适，珐琅被折断或变质，陶瓷产品的质量可以说是致命的（有些特殊使用珐琅来装饰艺术）。一般认为,这种釉裂或剥落是釉和坯体从高温冷却到常温或使用时发生温度急变或吸湿膨胀时,两者的收缩率不同引起的,即坯和釉膨胀系数不同是产生釉应力的主要原因。同时,酸度系数能在一定程度上反映釉坯膨胀系数的改变,因此对坯釉适应性有直接影响。但从根本上说,坯釉适应性是由坯体和釉料的组成决定的,本研究通过改变釉料组成及压蒸实验对坯釉适应性进行了较系统的研究。1实验1.1有关参数和套的组成1.1.1简单模具1.1.2素料化学组成1.1.3相关参数酸度系数CA=1.34膨胀系数α坯=5.1×10-6/℃1.2由粘土材料组成1.2.1由熔块组成1.2.2各种原料和化学组成除上述原料外,二氧化硅、氧化锌、三氧化二铝、碳酸钙、过硼酸钠等均以分析纯形式引入。1.3产品理化性能评价1.3.1抗骨折试验将试样进行抗折强度测试,得出数据用公式PM=K·3PL/2bh2计算,求出平均值。1.3.2釉裂的测定将试样釉面洗干净,放入蒸压釜中,加入清水,加热至10Kg/cm2的水蒸汽压,170℃下处理1至2小时,冷却后,在釉面砖表面刷上墨水观察釉裂。2结果与讨论2.1影响釉层保水性的因素Al2O3/SiO2比值较低时,从表1中可知,随Al2O3的量增加,膨胀系数增大,酸度系数变小,抗折强度下降,蒸压时间缩短,此时Al2O3是玻璃网络形成体,Al3+在硅酸盐熔体中置换[SiO4]四面体中的Si4+形成[AlO4]四面体,具有连接[SiO4]四面体的作用,导致[SiO4]四面体的聚合程度提高,使釉的膨胀系数降低。对比2#和4#可知,4#的Al2O3/SiO2比值较小,膨胀系数也就小,当Al2O3/SiO2比值增大,使Al3+由四个氧配位变为六个氧配位,进一步破坏由[SiO4]组成的网络结构,增大釉层的膨胀系数。从而影响坯釉适应性。再由表1、表2知,当SiO2含量高时,增大Al2O3的加入量,膨胀系数增大更快,而蒸压时间无变化,酸度系数却增大,这是因为此时Al2O3作为酸性氧化物在网络结构中,被Al3+置换的Si4+在熔体中形成SiO2晶体,从而大大地增加了膨胀系数,这表明SiO2含量高时,适当增加Al2O3的量更有利于坯釉的结合。2.2sio2对坯釉的影响表3的结果表明,增加SiO2的含量,膨胀系数先减小,后增大,酸度系数增大,抗折强度和蒸压时间都是先增大后减小,从而可知在釉料中加入一定量的SiO2,能使坯釉适应性达到最佳状态,这主要是因为SiO2是釉的网络生成体,有很强的Si-O键,使结构牢固,热膨胀系数减小,有利于坯釉的结合,但SiO2加入量过多,熔剂无法将SiO2全部熔解,部分以晶体形式存在,SiO2以晶体形式存在时,其膨胀系数为0.62×10-6/℃,而SiO2以玻璃态形式存在时,其膨胀系数为0.027×10-6/℃,两者相差20多倍,因此SiO2加入过多时,会大大增加釉的膨胀系数,对坯釉适应性不利。2.3zno对坯釉的影响ZnO作为助熔剂,它起着调整釉层物理化学性质的作用。从表4可知,随着ZnO的含量增大,膨胀系数降低,酸度系数减小,抗折强度变化不大,蒸压时间缩短,说明ZnO的加入量对坯釉适应性有较大影响。ZnO加入量少时,它有利于SiO2、Al2O3等网络离子的熔解,从而降低膨胀系数,生成良好的中间层;当ZnO加入量过多时,如10#试样,蒸压1小时就开裂,这可能是因为ZnO过多时,有部分ZnO结晶,易发生晶型转变,破坏结构,从而不利于坯釉的结合。2.4分析并确定模型从表5中可知,在7#、5#的基础上,分别用部分过棚酸钠代替SiO2配成11#、12#,对比两组试样,虽然经1小时蒸压,釉面均未出现裂纹,但加入过硼酸钠后,抗折强度明显增大。这是因为B2O3也是网络形成体,它代替SiO2后,形成[BO4]和[SiO4]四面体组成紧密的网络,可降低膨胀系数,并且B-O键键强(119Kcal/mol)较Si-O单键键强(106Kcal/mol)还高。对坯釉适应性的提高有利。但需注意硼酸的反常现象,当B2O3加入量增加时,B2O3会形成[BO3]三角体,结构松散,受力后易变形,增大膨胀系数,对坯釉的结合不利。2.5坯釉的结合率从表6中知,CaO含量增大,膨胀系数增大,酸度系数降低,抗折强度增大,蒸压时间延长,表明对坯釉结合有利。这是由于CaO本身膨胀系数较低。而且CaO与SiO2、Al2O3反应生成膨胀系数较小的硅灰石等硅酸盐矿物,一方面能减小釉的膨胀系数,生成的硅酸盐作为中间层的骨架,增补了制品的强度,都有利于坯釉的结合。2.6a釉、a坯、我国在压力的影响下会导致釉层出现裂从表7中不难看出,坯釉膨胀系数的差值对坯釉适应性有较明显的影响。当a釉<a坯时,适当的膨胀系数差值能提高产品强度和坯釉适应性;a釉>a坯时,较小的膨胀系数值也会使坯釉不相适应,这是由于a釉<a坯时,釉层受压应力,就不易产生裂纹而易产生剥落,而釉层作为脆性材料,抗压强度总比抗拉强度高,因此,在一定的压力下,能有效地改善釉层应力性质;当a釉>a坯时,釉层受张应力,此时就更容易出现釉层裂。同时从表6中可知,坯釉适应性好,则抗折强度就高,反之,就更接近坯体的酸度系数(CA坯=1.314),并且a釉<a坯时,坯釉酸度系数差值结合生成的中间层要比a釉>a坯时的好,这是因为釉的酸度系数越靠近坯体的酸度系数对中间层生成越有利。3sio3、zno、cao3.1坯釉适应性的影响因素很多,但实验表明主要的因素是坯釉膨胀系数和酸度系数,且坯釉膨胀系数差值的影响最为显著。3.2实验表明S