《釉层的性质》PPT课件

1、釉层的性质，洛阳理工学院，本章主要内容有：一、釉层的物理化学性质二、坯釉适应性三、釉的分离结晶、一、釉层的物理化学性质，一、釉的熔化温度范围内的玻璃状物质从固体变为液体时，不在一定的温度(熔点)，而在一定的加热速度下，如果温度一定玻璃的黏性系数值也是这些个的特征温度点和黏性系数的关系如下表所示。 陶瓷釉基本上是硅酸盐玻璃，也有上述关系。 从在高温作用下开始软化到完全熔化成为可流动的液体，必须经过一定的温度范围。 用高温显微镜测量釉料的受热行为时，23mm圆柱体的试料开始形状变化，直到角变圆为止，将受热温度称为开始熔化温度(或开始熔化温度、开始熔化温度)。 试验不成为半圆球的温度称为全熔融温度，

2、相当于下表的FP点。 从熔化开始温度到流动温度称为釉的熔化范围。 另一方面，釉层的物理化学性质、玻璃的特征温度及其相应的黏性系数、釉熔化过程的外形变化，分别对应于hd=0.5、HKP点，hd=0.15、FP点。 另一方面，一般认为，釉层的物理化学性质是指，当釉熔化到一盏茶并铺在坯体表面，形成光滑的釉面时，达到了釉的成熟温度，这就是釉的烧成温度(釉的烧成温度)。 釉在基底上形成釉层时处于粘性流动状态，但黏性系数不太低(约4.55 )，不易流动。 通常，将半球点(全熔融温度)作为釉的烧成温度的指标。 一部分古代瓷器产品的下部有着流釉的现象，粘着摇镜头蛋糕、支撑轮等窑具，一部分流釉成珠。 此时釉烧的

3、温度在熔融范围内，但比全熔融温度高，烧成到流动温度。 釉的熔化性能直接影响陶瓷产品品质：初始熔化温度低，熔化范围过窄，釉面容易出现气泡、大头针孔等缺陷，采用快速烧制更会出现这一现象。 当釉料中的R2O和RO保持不变时，通过改变SiO2和Al2O3的含量来提高或降低釉料的成熟温度时，Al2O3/SiO2的比必须保持不变，否则釉料层的性质会发生变化。 另一方面，釉层的物理化学性质，对于釉料的熔融，碱金属和碱土金属氧化物都发挥着软化和降低熔融温度的助熔作用。 Li2O、Na2O、K2O和PbO、B2O3都是强无损音频压缩编码(软无损音频压缩编码)。 这些个受热后与SiO2反应，切断硅一氧连续网络，将

4、其分成小化学基，釉就会变得容易溶解。 碱土金属氧化物主要在高温下发挥无损音频压缩编码作用(硬无损音频压缩编码)。 釉的全熔化温度只有通过实际测量才能得到精确数值。 从釉料的化学组成进行修正，也能得到接近实际的参考数据。 用易熔系数估算釉料的全熔温度。 釉料的易熔性显示不同温度下玻璃相的软化速度。 用算出的易熔系数k估算了釉料的总熔温度。 易熔系数大的釉料全熔的温度低。 K=、一、釉层的物理化学性质、a1、a2、ai易熔化合物的易熔化系数n1、n2、ni的易熔化合物的含量、% b1、b2、bi的难熔化合物的易熔化系数； m1、m2、mi的易熔性化合物的含量，%下表是各种化合物的易熔性系数、釉料的

5、总熔温度t和易熔性系数k的对照值。 釉的总熔化温度t与熔化系数k的对比值、一、釉层的物理化学性质、釉中化合物的熔化系数、一、釉层的物理化学性质、二、釉的黏性系数与表面张力釉面的平平整整性和平滑度取决于釉熔化后的流变性与坯体的润滑能力，当两者受釉的高温黏性系数与表面张力直接影响的黏性系数过大时釉熔化时的黏性系数约为102103Pas，表面张力约为(35)103N/m2。 当黏性系数略大于2102Pas时，可以形成平滑的釉面。 成熟温度下，釉黏性系数的对数值约=2.54.3。=5的情况下，釉不烧=4的情况下，釉面没有光=2.6的情况下，釉的流变性大，容易起泡。 一、釉层的物理化学性质、釉的这些个两

6、个性能取决于其组成和结构。 低碱硅酸盐釉的黏性系数首先取决于硅氧烷四面体片的联网程度，黏性系数随O/Si比的增大而降低。 如果氧硅比增大(溶液中的碱含量增大)，大型四面体片组分解为小型四面体片组，四面体片间的连接减少，随之空隙增大，溶液黏性系数降低。 络离子间的相互极化对釉黏性系数也有明显影响。 极化能力强的正络离子使硅键中的氧络离子极化、变形，减弱硅键的作用力，降低黏性系数。 Pb2、Cd2、Zn2、Fe2、Cu2、Co2、Mn2等惰性瓦斯气体型阳络离子分极力强，削弱Si-O键的力大，高于玻璃态转变温度时，容易形成缺陷或不对称中心，因此熔融黏度降低。 釉构造不对称或有缺陷时，黏性系数也降低。

7、 含有B2O3的釉药的黏性系数低于高硅釉药的黏性系数的理由之一是前者的不对称度大。一、釉层的物理化学性质，综合上述情况，(Al2O3、SiO2、ZrO2、ThO2等三价及高价氧化物可提高釉的黏性系数。 (2)碱金属氧化物降低釉的黏性系数。 釉中的O/Si比变高时，黏性系数按Li2O-Na2O-K2O的顺序减少，因为R2O含量多，硅氧四面体片之间主要以R-O结合力连接，Li-O结合力最大。 但釉中O/Si比小时，由于SiO2含量多，硅氧四面体片间结合力主要起作用，Li分力最大，Si-O-Si键减弱作用最大，黏性系数按Li2O-Na2O-K2O的顺序增加。 (3)碱土金属氧化物对黏性系数的影响复杂

8、。 在无硼和无铅釉中，另一方面，由于RO极化能力强，氧络离子变形，大型四面体片组解聚，黏性系数降低，以高温下的该效果为主的碱金属阳络离子为2价，因此，络离子半径不大，结合力比碱金属络离子大，将小型四面体片组的氧络离子拉向自己的周围，低温不同温度下极化能力和络离子半径对黏性系数的影响不同： CaO、MgO、ZnO、PbO、BeO在高温下可使釉的黏性系数减少(如引入1015，釉的黏性系数在1000时达到最小，ZnO在900时降低釉的黏性系数)，而在低温下可使黏性系数增加，但釉层由于氧化物对硅酸盐玻璃状溶体表面张力的影响，分为(1)表面惰性氧化物，例如Al2O3、V2O3、Li2O、CaO等和稀土类

9、元素体氧化物(La2O3、Nd2O3等)，提高釉料的表面张力。 (2)中间状态氧化物，例如P2O5、B2O3、K2O、Bi2O3、PbO、Sb2O5等，如果导入量多，则硅酸盐熔体的表面张力大多降低。 (MoO3、CrO3、WO3、V2O5等表面活性氧化物导入量少时，表面张力也降低。 含有第2、3类氧化物的熔体不能用加性式修正表面张力。 结果表明，釉组合物正络离子半径的大小对硅酸盐熔体表面张力的影响是熔体表面张力随碱金属和碱土金属络离子半径的增大而减小，并随过渡金属络离子半径的减小而减小的规律。 一、釉层的物理化学性质，(三)、热胀冷缩性釉层的热胀冷缩是由于温度上升，构成釉层的网络质点的热振动振

10、幅增大，它们的间距增大。 这样的热振动引起的膨胀，其大小由络离子间的结合力决定，结合力越大则热胀冷缩越小，反之亦然。 釉的热胀冷缩性用一定温度范围内的长度膨胀率或线膨胀系数来表示。 釉料的膨胀系数与其组成有着密切的关系。 sio2是一种釉的网络生成体，在含量高、釉结构密集、热胀冷缩小的含碱硅酸盐釉中，引入的碱金属和碱土金属络离子会削弱sio链，中断SiO键，增加釉的热胀冷缩。一般来说，碱金属对釉的膨胀系数的影响程度大于碱土金属络离子。 一、釉层的物理化学性质、釉层膨胀系数与组成的关系非常复杂。 一般认为，当釉料中的Al2O3的量为0.3摩尔以下时，釉料的膨胀系数就会降低。 另一方面，在SiO2

11、少的含硼釉中，如果Al2O3量超过0.2摩尔，釉的膨胀系数就会增大。 另外，如果增加釉料中的硼酸，或用SiO2等摩尔数代替硼酸，釉料的膨胀系数就会降低，如果硼酸量超过17，釉料的膨胀系数就会显着提高。 硅酸盐玻璃及釉料a与氧化物摩尔含量的关系：各种氧化物的摩尔%含量与玻璃或釉料的膨胀系数之间存在加性关系。 用膨胀修正测量玻璃(釉)的膨胀曲线(参照下图)。 Tg是釉料的转变点，Ts是其开始软化点。 由图可知，从室温Ts到转变点Tg，其膨胀曲线大致为一直线，在该区间，玻璃(釉料)的线膨胀丝数认为是一定的。 但是，超过转变点，特别是接近开始软化点时，玻璃(釉料)的线膨胀系数急剧增大。 一、釉层的物理

12、化学性质、玻璃的热胀冷缩曲线、一、釉层的物理化学性质、(四)、釉的弹性表现出材料应力与应变的关系。 弹性大的材料耐变形。 对釉料来说，是否能消除釉层应力引起的缺陷的重要因素。 材料的弹性模数通常用弹性模数表示，与弹性呈倒数关系。 釉层的弹性与其内部构成单元之间的结合强直接相关，主要受以下四个影响： 1 .在釉料的组成釉料中导入络离子半径大、电荷低的金属氧化物(例如Na2O、K2O、BaO、SrO等)时，釉料的弹性模数经常降低，络离子半径小、极化能力强的金属氧化物(例如Li2O、BeO、MgO、Al2O3、TiO2、z ro等) 这和釉分子的体积缩小有关。 另一方面，釉层的物理化学性质是，在碱-

13、硼-硅类釉中，如果碱金属氧化物的含量一定，则在形成B2O3代替SiO2后，BO4和SiO4四面体片形成紧密的网络，使釉的弹性模数上升。 但是，当B2O3增加到一定数量(1517 )时，增加的B2O3形成BO3三角体，结构松散，受力时容易变形，弹性模数也降低。 这就是硼酸的异常现象。 2 .釉的分离结晶蒸发制冷时析出结晶的釉(如乳浊釉、溶出釉、结晶釉等)，其弹性模数的变化取决于结晶的大小和分布的均匀度。 如果结晶尺寸为0.25m，且分布均匀，则釉料的弹性提高。 相反，如果结晶尺寸大且大小差异大，则釉料的弹性显着降低。 3、温度的影响一般来说，釉质的弹性随温度升高而降低，主要是因为釉质中的络离子间

14、距随热胀冷缩增加，络离子间相互作用力减弱，弹性相应降低。 一、对釉层的物理化学性质、4、釉层厚度进行实际弹性模数测定，结果表明釉层越薄，弹性模数越大。 5 .釉面的硬度是一种材料抵抗另一种材料的压入、损伤或磨损的能力。 这表示材料表层的强度，可以看作是使表面产生塑性形变和破坏所需的能量。 在以玻璃相为主要成分的釉层中，网络生成体络离子增加硬度，而网络外络离子减少硬度。 组成类型相同的釉药，其硬度会随着网外络离子半径的减少、电费的上升、配位数的增加而提高。 此时釉层的结合能量大，所以抵抗外力的压入、划线和摩擦的能力强。 釉面的硬度主要取决于釉层的化学组成、矿物组成及其精细结构。 由于构成玻璃网络

15、的SiO2、B2O3提高了玻璃的硬度，因此高硅釉层及含硼硅酸盐釉层的硬度都很大。 硼异常现象和硼铝异常现象影响釉的硬度。 另一方面，釉层的物理化学性质是，当釉层析出硬度大的微晶，并高度分散于整个釉面时，釉的硬度(特别是研磨硬度)显着增加，尤其是析出针状结晶的效果更显着。有助于釉面研磨硬度提高的结晶是锆英石、锌尖晶石、镁铝尖晶石、金红石、莫来石、硅亚金属铅矿。 乳浊釉及无光釉比透明釉釉耐磨性高。 地砖釉的耐磨性与组成的关系： (1)随着锆英石含量的提高，锆釉的耐磨性提高。 (2)在含有金属铅的透明釉药中，金属铅能提高釉的弹性，降低釉层的耐磨耗性。 但是，在金属铅-硼-硅系釉中，没有发现金属铅含量

16、相对于耐磨耗性的关系。 (3)提高长石釉和亚金属铅釉中的SiO2和Al2O3可改善耐磨性。 (4)碱金属氧化物对无金属铅硼硅酸盐釉的耐磨性影响不大。 一、釉层的物理化学性质、釉中玻璃相的组成除了直接影响其本身的硬度外。 改变玻璃相的组成可以调整釉的膨胀系数和弹性模数。 釉层膨胀系数合适，釉面产生压缩应力，釉层显示韧性，耐磨性也相应提高。 釉面的硬度与生产技术有着很大的关系：釉面上的任何缺陷(气泡、大头针孔、微裂纹、起伏等)都会加速釉层的磨损。 6 .釉的光泽光线照射到物体时，会随着反射定律向一定方向反射和散射。 表面平滑时，光的镜面反射方向的强度比其他方向大，表面粗糙时，光向所有方向漫反射，表

17、面没有半光或光(参照下图)。 因此，物体的光泽主要来自该物体的镜面反射光，反映表面平滑的程度。 光泽度是指镜面反射方向的光线的强度在全内反射光线的强度中所占的系数。釉层的物理化学性质、物体表面的光线反射a-镜面光泽b-半无光c-无光、一、釉层的物理化学性质、中国国家标准GB3295-82中规定，在测定釉面的光泽度时，以黑色板玻璃为标准板。 釉面相对于黑玻璃板的相对反射率(釉面的反射量与黑玻璃板的反射量之比)是釉面的光泽度，用百分率表示。 釉层的光泽度与折光率直接相关：折光率越大，釉面的光泽度越强，因为高折光率增加产生光泽感的镜面方向成分。 折光率与釉层的密度成正比，精陶釉和彩色陶釉中含有Pb、

18、Ba、Sr、Sn及其他比重较大的元素体氧化物。 因此，这些个的折光率比釉质大，光泽也强，TiO2能够增强釉质的光泽度。 能够使熔融体的表面张力急剧降低，增加熔融体的高温流变性的成分形成平滑的镜面，有助于提高其光泽的表面活性大，具有变价正络离子的结晶也能够改善釉面的平滑度和光泽度。 急冷会增加釉面的光泽，这是因为急冷时釉层不会失透或分离结晶，所以不受折光率的影响。急冷玻璃比缓冷玻璃的折光率小(一般低2.2 )。 另一方面，由于釉层的物理化学性质、7、釉层的介电性质是在高压及射频波条件下的陶瓷去老虎钳，如瓷器、装置瓷器及薄膜电路基板等表面上涂有釉层，故对釉层的电学性能有一定的要求。 釉的电学性能主要取决于釉层本身的表面态、化学组成和精细结构，并与使用时的外在条件(如温度、大气湿度、天气中的盐类)密切相关。 在常温下，釉中的硅氧网络和硼氧网络因电流而无移动能力，釉层是绝缘的。 但是，连续的SiO4和BO3网络如果被Na，k切断，电阻就会下降。 也就是说，在碱硅酸盐及碱-硼-硅酸盐釉中，碱金属络离子的移动能力大，是电流的传递者，是降低电阻的成分。 另一方面，釉质层的物理化学性质、釉质常使用的金属氧化物正离子迁移能力的减