0808釉層的性質(zhì)

1、釉層的性質(zhì)釉層的性質(zhì)洛陽理工學(xué)院2011.02本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容l一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l二、坯-釉適應(yīng)性l三、釉的析晶一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì) l1 釉的熔融溫度范圍釉的熔融溫度范圍l玻璃態(tài)物質(zhì)由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w時，不是在固定的溫度玻璃態(tài)物質(zhì)由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w時，不是在固定的溫度(熔點(diǎn)熔點(diǎn))下，而下，而是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的。在一定的加熱速度下，溫度固定是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的。在一定的加熱速度下，溫度固定則玻璃的粘度值也就恒定。這些特征溫度點(diǎn)與粘度的關(guān)系見下表。則玻璃的粘度值也就恒定。這些特征溫度點(diǎn)與粘度的關(guān)系見下表。l陶瓷釉料基本上是硅酸鹽玻璃，也有類似上述的

2、關(guān)系。在高溫的陶瓷釉料基本上是硅酸鹽玻璃，也有類似上述的關(guān)系。在高溫的作用下，從開始軟化到完全熔融成可流動的液體，要經(jīng)歷一定的作用下，從開始軟化到完全熔融成可流動的液體，要經(jīng)歷一定的溫度范圍。采用高溫顯微鏡測定釉料受熱行為時，當(dāng)溫度范圍。采用高溫顯微鏡測定釉料受熱行為時，當(dāng) 23mm圓柱體試樣受熱至形狀開始變化、棱角變圓的溫度稱為始熔溫度圓柱體試樣受熱至形狀開始變化、棱角變圓的溫度稱為始熔溫度(或初熔溫度、開始熔化溫度或初熔溫度、開始熔化溫度)。試祥變?yōu)榘雸A球的溫度稱為全熔溫。試祥變?yōu)榘雸A球的溫度稱為全熔溫度，相當(dāng)于下表中的度，相當(dāng)于下表中的fp點(diǎn)。由始熔溫度至流動溫度稱作釉的熔融點(diǎn)。由始熔溫

3、度至流動溫度稱作釉的熔融范圍。范圍。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)特征溫度特征溫度符符 號號特征溫度特征溫度符符 號號燒結(jié)開始點(diǎn)燒結(jié)開始點(diǎn)軟化開始點(diǎn)軟化開始點(diǎn)spdp100.38.20.5半球點(diǎn)半球點(diǎn) 粉末粉末碎塊碎塊流動點(diǎn)流動點(diǎn)hkphkpfp4.550.14.250.14.20.1玻璃的特征溫度與其對應(yīng)的粘度玻璃的特征溫度與其對應(yīng)的粘度 釉料熔融過程外形的變化釉料熔融過程外形的變化 當(dāng)當(dāng)hd=0.5，對應(yīng)于，對應(yīng)于hkp點(diǎn)，點(diǎn)，hd=0.15時，對應(yīng)于時，對應(yīng)于fp點(diǎn)。點(diǎn)。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l當(dāng)釉料充分熔融并平鋪在坯體表面、形成光滑的釉面時，認(rèn)為

4、達(dá)到了當(dāng)釉料充分熔融并平鋪在坯體表面、形成光滑的釉面時，認(rèn)為達(dá)到了釉的成熟溫度，這是燒釉溫度釉的成熟溫度，這是燒釉溫度(釉的燒成溫度釉的燒成溫度)。釉料在坯體上形成釉。釉料在坯體上形成釉層時，處于粘性流動狀態(tài)，但粘度不太低層時，處于粘性流動狀態(tài)，但粘度不太低(大致為大致為4.55)，不致于，不致于流淌。通常把半球點(diǎn)流淌。通常把半球點(diǎn)(全熔溫度全熔溫度)作為釉料燒成溫度的指標(biāo)。有些古代作為釉料燒成溫度的指標(biāo)。有些古代瓷器產(chǎn)品下部有釉流淌現(xiàn)象，甚至粘著墊餅、支圈等窯具，有的流聚瓷器產(chǎn)品下部有釉流淌現(xiàn)象，甚至粘著墊餅、支圈等窯具，有的流聚成滴珠。這時燒釉的溫度雖在熔融范圍內(nèi)，但高于全熔溫度，甚至燒成

5、滴珠。這時燒釉的溫度雖在熔融范圍內(nèi)，但高于全熔溫度，甚至燒至流動溫度。至流動溫度。 l釉的熔融性能直接影響陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量：始熔溫度低、熔融范圍過窄，釉的熔融性能直接影響陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量：始熔溫度低、熔融范圍過窄，釉面易出現(xiàn)氣泡、針孔等缺陷，采用快速燒成更會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。釉面易出現(xiàn)氣泡、針孔等缺陷，采用快速燒成更會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。 l當(dāng)釉中當(dāng)釉中r2o及及ro固定時，通過改變固定時，通過改變sio2及及al2o3含量來提高或降低釉含量來提高或降低釉的成熟溫度時，必須使的成熟溫度時，必須使al2o3/sio2的比值維持一定，否則釉層的性質(zhì)的比值維持一定，否則釉層的性質(zhì)就會發(fā)生變化。就會發(fā)生變化。 一、

6、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l對于釉的熔融來說，堿金屬與堿土金屬氧化物都起著降低其軟化對于釉的熔融來說，堿金屬與堿土金屬氧化物都起著降低其軟化與熔融溫度的助熔作用。與熔融溫度的助熔作用。li2o、na2o、k2o及及pbo、b2o3都是強(qiáng)都是強(qiáng)助熔劑助熔劑(軟熔劑軟熔劑)。它們受熱與。它們受熱與sio2發(fā)生反應(yīng)，割斷硅一氧連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)生反應(yīng)，割斷硅一氧連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，并把它分成較小的基團(tuán)，使釉易熔。堿土金屬氧化物主要在較高并把它分成較小的基團(tuán)，使釉易熔。堿土金屬氧化物主要在較高的溫度下發(fā)揮熔劑作用的溫度下發(fā)揮熔劑作用(硬熔劑硬熔劑)。 l釉的全熔溫度只能通過實(shí)際的測定才能得到準(zhǔn)確的數(shù)值。

7、根據(jù)釉釉的全熔溫度只能通過實(shí)際的測定才能得到準(zhǔn)確的數(shù)值。根據(jù)釉的化學(xué)組成來計(jì)算也可得到接近于實(shí)際、可供參考的數(shù)據(jù)。的化學(xué)組成來計(jì)算也可得到接近于實(shí)際、可供參考的數(shù)據(jù)。 l采用易熔性系數(shù)來估計(jì)釉的全熔溫度。釉的易熔性表示不同溫度采用易熔性系數(shù)來估計(jì)釉的全熔溫度。釉的易熔性表示不同溫度下玻璃相的軟化速度。利用算出的易熔性系數(shù)下玻璃相的軟化速度。利用算出的易熔性系數(shù)k，粗略推算釉的全，粗略推算釉的全熔溫度。易熔性系數(shù)大的釉其全熔的溫度低。熔溫度。易熔性系數(shù)大的釉其全熔的溫度低。 l k=iiiimbmbmbnanana.22112211一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)la1、a2、.、a

8、i易熔化合物的易熔性系數(shù)；易熔化合物的易熔性系數(shù)；ln1、n2、.、ni易熔化合物的含量，易熔化合物的含量，%lb1、b2、.、bi難熔化合物的易熔性系數(shù)；難熔化合物的易熔性系數(shù)；lm1、m2、.、mi易熔化合物的含量，易熔化合物的含量，%l下表是各種化合物的易熔性系數(shù)和釉的全熔溫度下表是各種化合物的易熔性系數(shù)和釉的全熔溫度t與易熔性系與易熔性系數(shù)數(shù)k的對照值。的對照值。kt27501.97511.87531.77541.67551.57561.47581.37591.27651.1771kt17780.98000.88290.78610.69050.510250.411000.312000.

9、213000.11450釉的全熔溫度釉的全熔溫度t與易熔性系數(shù)與易熔性系數(shù)k的對照值的對照值 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)易熔化合物易熔化合物難熔化合物難熔化合物名稱名稱系數(shù)系數(shù)名稱名稱系數(shù)系數(shù)名稱名稱系數(shù)系數(shù)nafp2o3na2ok2ocaf2znobaopboalf3na2sif6feo1.31.251.01.01.01.01.00.80.80.80.8fe2o3cooniomn2o3cuona2sbo3mgosb2o5cr2o3sb2o3caoal2o3(3%)sno2p2o511.21.671.9釉中化合物的易熔性系數(shù)釉中化合物的易熔性系數(shù) 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉

10、層的物理化學(xué)性質(zhì)l2、釉的粘度與表面張力、釉的粘度與表面張力l釉面的平坦及光滑程度決定于釉料熔化后的流動性以及和坯體的釉面的平坦及光滑程度決定于釉料熔化后的流動性以及和坯體的潤滑能力，而后二者又受釉的高溫粘度與表面張力的直接影響：潤滑能力，而后二者又受釉的高溫粘度與表面張力的直接影響：在成熟溫度下，若釉的粘度過小，則容易出現(xiàn)流釉、堆釉或干釉在成熟溫度下，若釉的粘度過小，則容易出現(xiàn)流釉、堆釉或干釉這類缺陷；如果粘度過大，則釉面出現(xiàn)波紋、引起桔釉，針孔等這類缺陷；如果粘度過大，則釉面出現(xiàn)波紋、引起桔釉，針孔等毛病。毛病。l一般釉熔融時的粘度約為一般釉熔融時的粘度約為102103pas，表面張力約為

11、，表面張力約為(35)103n/m2。當(dāng)粘度稍大于。當(dāng)粘度稍大于2102pas，才能形成平滑的釉，才能形成平滑的釉面。在成熟溫度下，釉粘度的對數(shù)值約為面。在成熟溫度下，釉粘度的對數(shù)值約為=2.54.3。當(dāng)。當(dāng)=5時，釉未燒好；時，釉未燒好；=4時，釉面無光；時，釉面無光；=2.6時，釉的流動性大，時，釉的流動性大，易起泡。易起泡。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l釉的這兩種性能取決于其組成與結(jié)構(gòu)。低堿硅酸鹽釉的粘度首先決定釉的這兩種性能取決于其組成與結(jié)構(gòu)。低堿硅酸鹽釉的粘度首先決定于硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)連接的程度，粘度隨著于硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)連接的程度，粘度隨著o/si比值的增大而降低。氧

12、比值的增大而降低。氧硅比增大硅比增大(熔體中堿含量增大熔體中堿含量增大) ，使大型四面體群分解為小型四面體群，使大型四面體群分解為小型四面體群，四面體間連接減少，空隙隨之增大，導(dǎo)致熔體粘度下降。四面體間連接減少，空隙隨之增大，導(dǎo)致熔體粘度下降。 l離子間相互極化對釉粘度也有顯著的影響。極化能力強(qiáng)的陽離子，會離子間相互極化對釉粘度也有顯著的影響。極化能力強(qiáng)的陽離子，會使硅氧鍵中氧離子極化、變形，減弱硅氧鍵的作用力，降低粘度。非使硅氧鍵中氧離子極化、變形，減弱硅氧鍵的作用力，降低粘度。非惰性氣體型陽離子如惰性氣體型陽離子如pb2+、cd2+、zn2+、fe2+、cu2+、co2+、mn2+等等)極

13、化力較強(qiáng)，減弱極化力較強(qiáng)，減弱si-o鍵作用力大，高于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度下，易鍵作用力大，高于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度下，易形成缺陷和不對稱中心，因而使熔體粘度低。形成缺陷和不對稱中心，因而使熔體粘度低。 l若釉結(jié)構(gòu)不對稱或存在缺陷，粘度也會下降。如含若釉結(jié)構(gòu)不對稱或存在缺陷，粘度也會下降。如含b2o3釉料的粘度釉料的粘度比高硅釉料的粘度低的原因之一就是由于前者不對稱程度大的緣故。比高硅釉料的粘度低的原因之一就是由于前者不對稱程度大的緣故。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l綜合上述情況可見：綜合上述情況可見：l(1)三價及高價氧化物如三價及高價氧化物如al2o3、sio2、zro2、tho2等

14、都會提高釉的粘度。等都會提高釉的粘度。l(2)堿金屬氧化物會降低釉的粘度。當(dāng)釉中堿金屬氧化物會降低釉的粘度。當(dāng)釉中o/si比值做高時，粘度按比值做高時，粘度按li2o-na2o-k2o的順序遞減，由于的順序遞減，由于r2o含量較多，硅氧四面體之間主要靠含量較多，硅氧四面體之間主要靠r-o鍵力相連，而鍵力相連，而li-o鍵力最大。但當(dāng)釉中鍵力最大。但當(dāng)釉中o/si比值很小時，比值很小時，sio2含量較多，硅氧四面體之間鍵含量較多，硅氧四面體之間鍵力起主要作用，力起主要作用，li+的極化力最大，減弱的極化力最大，減弱si-o-si鍵的作用最大，故粘度按鍵的作用最大，故粘度按li2o-na2o-k2

15、o的順序遞增。的順序遞增。l(3)堿土金屬氧化物對粘度的影響較復(fù)雜。在無硼或無鉛釉中，一方面由于堿土金屬氧化物對粘度的影響較復(fù)雜。在無硼或無鉛釉中，一方面由于ro極極化能力強(qiáng)，使氧離子變形、大型四面體群解聚而降低粘度，在高溫下這個效果化能力強(qiáng)，使氧離子變形、大型四面體群解聚而降低粘度，在高溫下這個效果是主要的；由于堿士金屬陽離子為二價，離子半徑不大，鍵力較堿金屬離子大，是主要的；由于堿士金屬陽離子為二價，離子半徑不大，鍵力較堿金屬離子大，可將小型四面體群的氧離子吸引到自己周圍，在低溫下使粘度增大。不同溫度可將小型四面體群的氧離子吸引到自己周圍，在低溫下使粘度增大。不同溫度下極化能力與離子半徑對

16、粘度的影響是不同的：下極化能力與離子半徑對粘度的影響是不同的：cao、mgo、zno、pbo、beo在高溫下會減少釉的粘度在高溫下會減少釉的粘度(如引入如引入1015%cao會迅速使釉的粘度在會迅速使釉的粘度在1000時降至最小，時降至最小，zno會降低會降低900時釉的粘度時釉的粘度)，在低溫下卻增大其粘度，但，在低溫下卻增大其粘度，但zno、beo、pbo對釉料冷卻時粘度的增加速度影響較小。對釉料冷卻時粘度的增加速度影響較小。一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l各種氧化物對釉料表面張力的影響也是各不相同的。根據(jù)氧化物對硅酸鹽玻各種氧化物對釉料表面張力的影響也是各不相同的。根據(jù)氧化

17、物對硅酸鹽玻璃態(tài)溶體表面張力的影響將其分為三類：璃態(tài)溶體表面張力的影響將其分為三類：l(1)表面非活性的氧化物表面非活性的氧化物l如如al2o3、v2o3、li2o、cao等及一些稀土元素氧化物等及一些稀土元素氧化物(la2o3、nd2o3等等)，它們會提高釉料的表面張力。它們會提高釉料的表面張力。l(2)中間態(tài)氧化物中間態(tài)氧化物l如如p2o5、b2o3、k2o、bi2o3、pbo、sb2o5等，若引入量較多，往往會降低等，若引入量較多，往往會降低硅酸鹽熔體的表面張力。硅酸鹽熔體的表面張力。l(3)表面活性氧化物表面活性氧化物l如如moo3、cro3、wo3、v2o5等引入量不多也會降低表面張

18、力。等引入量不多也會降低表面張力。l含第含第2、3類氧化物的熔體不能用加和性公式求計(jì)算表面張力。類氧化物的熔體不能用加和性公式求計(jì)算表面張力。l釉組成氧化物陽離子半徑大小對硅酸鹽熔體表面張力的影響，得知其規(guī)律為：釉組成氧化物陽離子半徑大小對硅酸鹽熔體表面張力的影響，得知其規(guī)律為：熔體的表面張力隨堿金屬及堿土金屬離子半徑的增大而減少，隨過渡金屬離熔體的表面張力隨堿金屬及堿土金屬離子半徑的增大而減少，隨過渡金屬離子半徑的減少而降低。子半徑的減少而降低。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l（三）、熱膨脹性（三）、熱膨脹性l釉層受熱膨脹是溫度升高時，構(gòu)成釉層網(wǎng)絡(luò)質(zhì)點(diǎn)熱振動的振幅增大，釉層受

19、熱膨脹是溫度升高時，構(gòu)成釉層網(wǎng)絡(luò)質(zhì)點(diǎn)熱振動的振幅增大，導(dǎo)致它們的間距增大所致。這種出于熱振動而引起的膨脹，其大小決導(dǎo)致它們的間距增大所致。這種出于熱振動而引起的膨脹，其大小決定于離子間的鍵力，鍵力愈大則熱膨脹愈小，反之也是如此。定于離子間的鍵力，鍵力愈大則熱膨脹愈小，反之也是如此。l釉的熱膨脹性用一定溫度范圍內(nèi)的長度膨脹率或線膨脹系數(shù)來表示。釉的熱膨脹性用一定溫度范圍內(nèi)的長度膨脹率或線膨脹系數(shù)來表示。 l釉的膨脹系數(shù)和其組成關(guān)系密切。釉的膨脹系數(shù)和其組成關(guān)系密切。sio2是釉的網(wǎng)絡(luò)生成體，含量高則是釉的網(wǎng)絡(luò)生成體，含量高則釉結(jié)構(gòu)緊密，熱膨脹??；含堿的硅酸鹽釉料中，引入的堿金屬與堿土釉結(jié)構(gòu)緊密，

20、熱膨脹??；含堿的硅酸鹽釉料中，引入的堿金屬與堿土金屬離子削弱了金屬離子削弱了si-o鏈或打斷了鏈或打斷了si-o鍵，使釉的熱膨脹增大。一般說鍵，使釉的熱膨脹增大。一般說來，堿金屬離子對釉膨脹系數(shù)的影響程度還超過堿土金屬離子。來，堿金屬離子對釉膨脹系數(shù)的影響程度還超過堿土金屬離子。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l釉的膨脹系數(shù)和組成的關(guān)系是十分復(fù)雜的。有人認(rèn)為釉中釉的膨脹系數(shù)和組成的關(guān)系是十分復(fù)雜的。有人認(rèn)為釉中al2o3的量的量在在0.3摩爾以下會使釉的膨脹系數(shù)下降。而含摩爾以下會使釉的膨脹系數(shù)下降。而含sio2少的硼釉中，若少的硼釉中，若al2o3量超過量超過0.2摩爾則釉的膨

21、脹系數(shù)會增大。又如增加釉中的硼酸或摩爾則釉的膨脹系數(shù)會增大。又如增加釉中的硼酸或用用sio2等摩爾數(shù)代替硼酸會降低釉的膨脹系數(shù)，而硼酸量超過等摩爾數(shù)代替硼酸會降低釉的膨脹系數(shù)，而硼酸量超過17則則會顯著提高釉的膨脹系數(shù)。會顯著提高釉的膨脹系數(shù)。 l硅酸鹽玻璃及釉的硅酸鹽玻璃及釉的a與氧化物摩爾含量之間的關(guān)系：各種氧化物的摩與氧化物摩爾含量之間的關(guān)系：各種氧化物的摩爾百分比含量和玻璃或釉的膨脹系數(shù)之間有加和性關(guān)系。爾百分比含量和玻璃或釉的膨脹系數(shù)之間有加和性關(guān)系。l用膨脹儀測得玻璃用膨脹儀測得玻璃(釉釉)的膨脹曲線（見下圖）。的膨脹曲線（見下圖）。tg為釉的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，為釉的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，ts為其開始軟化

22、點(diǎn)。由圖可見，從室溫為其開始軟化點(diǎn)。由圖可見，從室溫ts到轉(zhuǎn)變點(diǎn)到轉(zhuǎn)變點(diǎn)tg以前，其膨脹曲以前，其膨脹曲線幾乎是一直線，在這個區(qū)間內(nèi)可認(rèn)為玻璃線幾乎是一直線，在這個區(qū)間內(nèi)可認(rèn)為玻璃(釉釉)的線膨脹糸數(shù)是一常的線膨脹糸數(shù)是一常數(shù)。但超過轉(zhuǎn)變點(diǎn)，尤其是接近開始軟化點(diǎn)時，玻璃數(shù)。但超過轉(zhuǎn)變點(diǎn)，尤其是接近開始軟化點(diǎn)時，玻璃(釉釉)的線膨脹系的線膨脹系數(shù)急劇增大。數(shù)急劇增大。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)玻璃的熱膨脹曲線玻璃的熱膨脹曲線 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l（四）、釉的彈性（四）、釉的彈性l彈性表征著材料的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。彈性大的材料抵抗變形的彈性表征著材料的

23、應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。彈性大的材料抵抗變形的能力強(qiáng)。對于釉來說，它是能否消除釉層因出現(xiàn)應(yīng)力而引起缺陷能力強(qiáng)。對于釉來說，它是能否消除釉層因出現(xiàn)應(yīng)力而引起缺陷的重要因素。通常用彈性模量來表示材料的彈性，它與彈性呈倒的重要因素。通常用彈性模量來表示材料的彈性，它與彈性呈倒數(shù)關(guān)系。釉層的彈性與其內(nèi)部組成單元之間的鍵強(qiáng)直接有關(guān)，主數(shù)關(guān)系。釉層的彈性與其內(nèi)部組成單元之間的鍵強(qiáng)直接有關(guān)，主要受下列四方面影響。要受下列四方面影響。l1、釉料的組成、釉料的組成l當(dāng)釉中引入離子半徑較大、電荷較低的金屬氧化物當(dāng)釉中引入離子半徑較大、電荷較低的金屬氧化物(如如na2o、k2o、bao、sro等等)往往會降低釉的彈性模量

24、；若引入離子半徑小、極往往會降低釉的彈性模量；若引入離子半徑小、極化能力強(qiáng)的金屬氧化物化能力強(qiáng)的金屬氧化物(如如li2o、beo、mgo、al2o3、tio2、zro2等等)則會提高釉的彈性模量。這和釉分子體積縮小有關(guān)。則會提高釉的彈性模量。這和釉分子體積縮小有關(guān)。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l在堿在堿-硼硼-硅系統(tǒng)釉料中，若堿金屬氧化物含量固定，以硅系統(tǒng)釉料中，若堿金屬氧化物含量固定，以b2o3代替代替sio2后，后，形成的形成的bo4和和sio4四面體組成緊密的網(wǎng)絡(luò)，使釉的彈性模量升高。但四面體組成緊密的網(wǎng)絡(luò)，使釉的彈性模量升高。但b2o3增加至一定數(shù)量增加至一定數(shù)量(1

25、517)后，增加的后，增加的b2o3會形成會形成bo3三角體，結(jié)三角體，結(jié)構(gòu)松散，受力后易變形，彈性模量也就降低。這就是硼酸的反?，F(xiàn)象。構(gòu)松散，受力后易變形，彈性模量也就降低。這就是硼酸的反?，F(xiàn)象。l2、釉料的析晶、釉料的析晶l冷卻時析出晶體的釉冷卻時析出晶體的釉(如乳濁釉，溶析釉，結(jié)晶釉等如乳濁釉，溶析釉，結(jié)晶釉等)，其彈性模量的變化，其彈性模量的變化取決于晶體的尺寸與分布的均勻程度。若晶體尺寸為取決于晶體的尺寸與分布的均勻程度。若晶體尺寸為na+k+rb+cs+l be2+zn2+mg2+ca2+sr2+pb2+ba2+l al3+fe3+cr3+b3+ l sn4+zr4+ti4+si4

26、+l玻璃玻璃(釉釉)中一價離子遷移、導(dǎo)電能力受網(wǎng)絡(luò)斷裂程度、陽離子半徑及中一價離子遷移、導(dǎo)電能力受網(wǎng)絡(luò)斷裂程度、陽離子半徑及其他陽離子的壓制作用所制約。網(wǎng)絡(luò)斷開愈多，陽離子半徑越小，一其他陽離子的壓制作用所制約。網(wǎng)絡(luò)斷開愈多，陽離子半徑越小，一價離子愈易移動。價離子愈易移動。l按照玻璃的規(guī)律，含兩種堿金屬離子的玻璃，它們可以互相阻塞移動按照玻璃的規(guī)律，含兩種堿金屬離子的玻璃，它們可以互相阻塞移動的通道，所以其電阻率比只含一種堿金屬氧化物時要大幾十倍，這就的通道，所以其電阻率比只含一種堿金屬氧化物時要大幾十倍，這就是所謂混合堿效應(yīng)。因此為了增加釉是所謂混合堿效應(yīng)。因此為了增加釉(玻璃玻璃)的電阻

27、常引入二種甚至更的電阻常引入二種甚至更多的堿金屬氧比物。多的堿金屬氧比物。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l普通電瓷釉的表面電阻率為普通電瓷釉的表面電阻率為10101013cm，甚至更高。為了改善高壓絕緣子表面電，甚至更高。為了改善高壓絕緣子表面電場的分布，避免產(chǎn)生局部電弧、提離防污穢閃絡(luò)特性及防止無線電干擾的能力。常場的分布，避免產(chǎn)生局部電弧、提離防污穢閃絡(luò)特性及防止無線電干擾的能力。常在絕緣子表面局部或全部涂施半導(dǎo)體釉，其表面電阻率在在絕緣子表面局部或全部涂施半導(dǎo)體釉，其表面電阻率在106108cm之間。這類之間。這類釉料中加入一種或多種導(dǎo)電性的金屬氧化物：釉料中加入一種或多

28、種導(dǎo)電性的金屬氧化物：fe2o3、tio2、cr2o3、sno2、sb2o5等或非氧化物：等或非氧化物：sic、mosi2混合到釉料中配成電阻溫度系數(shù)極小的半導(dǎo)體釉?；旌系接粤现信涑呻娮铚囟认禂?shù)極小的半導(dǎo)體釉。l半導(dǎo)體釉的主要?dú)怆娞匦匀缦聨追N：半導(dǎo)體釉的主要?dú)怆娞匦匀缦聨追N：l(1)表面電阻率表面電阻率l主要決定于釉中導(dǎo)電性氧化物的含量與分布狀態(tài)、釉層厚度、燒成工藝主要決定于釉中導(dǎo)電性氧化物的含量與分布狀態(tài)、釉層厚度、燒成工藝(溫度與氣氛溫度與氣氛)。下左圖表明導(dǎo)電性氧化物含量增加則表面電阻率迅速降低。下右圖釉層厚度加大則下左圖表明導(dǎo)電性氧化物含量增加則表面電阻率迅速降低。下右圖釉層厚度加大則

29、表面電阻減少，但不呈直線關(guān)系。表面電阻減少，但不呈直線關(guān)系。 l對于鐵鈦型半導(dǎo)體釉來說，燒成溫度過低時，導(dǎo)電晶體生成量少；燒成溫度過高會對于鐵鈦型半導(dǎo)體釉來說，燒成溫度過低時，導(dǎo)電晶體生成量少；燒成溫度過高會使導(dǎo)電晶體熔融形成玻璃相。這兩種情況下電阻率都會增大。鐵、鈦型半導(dǎo)體釉在使導(dǎo)電晶體熔融形成玻璃相。這兩種情況下電阻率都會增大。鐵、鈦型半導(dǎo)體釉在還原氣氛下煅燒時電阻率較低，而銻錫型釉則正好相反，要在氧化焰燒成才能有良還原氣氛下煅燒時電阻率較低，而銻錫型釉則正好相反，要在氧化焰燒成才能有良好的效果。好的效果。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)sb2o3含量對釉層表面電阻率的影響含

30、量對釉層表面電阻率的影響 半導(dǎo)體釉層厚與電阻的關(guān)系半導(dǎo)體釉層厚與電阻的關(guān)系1-鐵鈦型釉鐵鈦型釉 2-銻錫型釉銻錫型釉 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l(2)電阻電阻-溫度特性溫度特性l隨著溫度升高，半導(dǎo)體釉的表面電阻率降低。半導(dǎo)體釉有負(fù)的電隨著溫度升高，半導(dǎo)體釉的表面電阻率降低。半導(dǎo)體釉有負(fù)的電阻溫度系數(shù)。從絕緣子的抗熱震性和安全運(yùn)行來考慮，釉的負(fù)電阻溫度系數(shù)。從絕緣子的抗熱震性和安全運(yùn)行來考慮，釉的負(fù)電阻溫度系數(shù)是不利的。希望半導(dǎo)體釉電阻的負(fù)溫度系數(shù)盡量小，阻溫度系數(shù)是不利的。希望半導(dǎo)體釉電阻的負(fù)溫度系數(shù)盡量小，最好有正的溫度系數(shù)，銻錫型半導(dǎo)體釉的負(fù)溫度系數(shù)值較小。最好有正的溫

31、度系數(shù)，銻錫型半導(dǎo)體釉的負(fù)溫度系數(shù)值較小。l（3）電壓）電壓-電流特性電流特性l如下圖所示，在低電流范圍內(nèi)，半導(dǎo)體釉的伏如下圖所示，在低電流范圍內(nèi)，半導(dǎo)體釉的伏-安特特性符合歐姆安特特性符合歐姆定律。但半導(dǎo)體釉為負(fù)電阻溫度系數(shù)，而且電阻的溫度系數(shù)絕對定律。但半導(dǎo)體釉為負(fù)電阻溫度系數(shù)，而且電阻的溫度系數(shù)絕對值也大。電壓超過一定數(shù)值時，由于發(fā)熱使電阻值大為降低，漏值也大。電壓超過一定數(shù)值時，由于發(fā)熱使電阻值大為降低，漏電流陡然增大，伏安特性呈現(xiàn)非線性。電流陡然增大，伏安特性呈現(xiàn)非線性。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)半導(dǎo)體釉絕緣子片的電壓半導(dǎo)體釉絕緣子片的電壓-電流特性電流特性 二、

32、坯二、坯-釉適應(yīng)性釉適應(yīng)性 l坯坯-釉適應(yīng)性是指陶瓷坯體與釉層有互相適應(yīng)的物理性質(zhì)釉適應(yīng)性是指陶瓷坯體與釉層有互相適應(yīng)的物理性質(zhì)(主要是熱主要是熱膨脹系數(shù)匹配膨脹系數(shù)匹配)，釉面不致龜裂或剝脫的性能。，釉面不致龜裂或剝脫的性能。l陶瓷產(chǎn)品釉面的裂紋與脫落是由于釉層中存在不恰當(dāng)?shù)膽?yīng)力所致。陶瓷產(chǎn)品釉面的裂紋與脫落是由于釉層中存在不恰當(dāng)?shù)膽?yīng)力所致。所以提高坯所以提高坯-釉適應(yīng)性應(yīng)從控制釉層應(yīng)力的性質(zhì)與大小著手。釉適應(yīng)性應(yīng)從控制釉層應(yīng)力的性質(zhì)與大小著手。 l（一）、釉層出現(xiàn)應(yīng)力的來源（一）、釉層出現(xiàn)應(yīng)力的來源坯、釉膨脹系數(shù)的差值坯、釉膨脹系數(shù)的差值l釉是附著在坯體表面的。若二者的膨脹系數(shù)不匹配，則在

33、燒釉或釉是附著在坯體表面的。若二者的膨脹系數(shù)不匹配，則在燒釉或使用過程中，由于溫度急劇變化釉層出現(xiàn)應(yīng)力。若此應(yīng)力超過釉使用過程中，由于溫度急劇變化釉層出現(xiàn)應(yīng)力。若此應(yīng)力超過釉層強(qiáng)度將導(dǎo)致開裂或脫落。層強(qiáng)度將導(dǎo)致開裂或脫落。 二、坯二、坯-釉適應(yīng)性釉適應(yīng)性 釉層出現(xiàn)應(yīng)力示意圖釉層出現(xiàn)應(yīng)力示意圖 二、坯二、坯-釉適應(yīng)性釉適應(yīng)性釉層開裂的類型釉層開裂的類型1-受到小的張應(yīng)力受到小的張應(yīng)力 2-受到強(qiáng)大的張應(yīng)力受到強(qiáng)大的張應(yīng)力 3-受到壓應(yīng)力受到壓應(yīng)力 二、坯二、坯-釉適應(yīng)性釉適應(yīng)性l一般來說，脆性材料的耐壓強(qiáng)度總是高于抗張強(qiáng)度，釉層也是如此。所一般來說，脆性材料的耐壓強(qiáng)度總是高于抗張強(qiáng)度，釉層也是如

34、此。所以開裂的情況較剝落更易出現(xiàn)。受到壓應(yīng)力的釉層除了不易剝釉外，還以開裂的情況較剝落更易出現(xiàn)。受到壓應(yīng)力的釉層除了不易剝釉外，還能抵消產(chǎn)品受到的部分張力，從而提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱震性。能抵消產(chǎn)品受到的部分張力，從而提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱震性。 l根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)a坯坯a釉時，坯釉膨脹系數(shù)之差不能釉時，坯釉膨脹系數(shù)之差不能超過超過(14)10-6/；當(dāng)；當(dāng)a坯坯a坯變?yōu)榕髯優(yōu)閍釉釉0.5摩爾，摩爾，sio24.5摩爾。摩爾。cao含量增多，則無光釉范圍擴(kuò)含量增多，則無光釉范圍擴(kuò)大。析出的晶相為鈣長石；大。析出的晶相為鈣長石；未發(fā)現(xiàn)莫來石析出。未

35、發(fā)現(xiàn)莫來石析出。高硅高硅低鋁區(qū)低鋁區(qū) 此時此時al2o30.4摩爾，摩爾，sio24.5摩爾。摩爾。cao含量增含量增多，則無光釉范圍也擴(kuò)大。多，則無光釉范圍也擴(kuò)大。析出的晶相為石英，析出的晶相為石英，cao較較高時高時(0.6摩爾摩爾)有少量硅灰石有少量硅灰石晶體。晶體。 鈣鈣-堿釉中堿釉中al2o3、sio2含含量與釉面光澤的關(guān)系量與釉面光澤的關(guān)系 三、釉的析晶三、釉的析晶l2、液相分離、液相分離l玻璃系統(tǒng)中液相分離是普遍存在的現(xiàn)象。陶瓷研究發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)代的玻璃系統(tǒng)中液相分離是普遍存在的現(xiàn)象。陶瓷研究發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)代的鐵紅釉及許多古代瓷釉都有液相分離的結(jié)構(gòu)。液相分離使玻璃具鐵紅釉及許多古代瓷釉都有液

36、相分離的結(jié)構(gòu)。液相分離使玻璃具有遷移特性有遷移特性 (如粘度、電阻、化學(xué)穩(wěn)定性如粘度、電阻、化學(xué)穩(wěn)定性)、具有加和特性的性能、具有加和特性的性能(如密度、折射率、膨脹系數(shù)、彈性模量等如密度、折射率、膨脹系數(shù)、彈性模量等)及轉(zhuǎn)變溫度都受影響，及轉(zhuǎn)變溫度都受影響，分相對玻璃析晶也有顯著的作用。雖然它對成核和晶體生長的關(guān)分相對玻璃析晶也有顯著的作用。雖然它對成核和晶體生長的關(guān)系十分復(fù)雜且目前還不清楚，但可綜合其作用為以下幾方面：系十分復(fù)雜且目前還不清楚，但可綜合其作用為以下幾方面：(1)分相提供玻璃成核的推動力，這是單相液體所不具備的；分相提供玻璃成核的推動力，這是單相液體所不具備的；(2) 熔體熔

37、體分解的液相比原始相更接近化學(xué)計(jì)算量；分解的液相比原始相更接近化學(xué)計(jì)算量；(3)分相所產(chǎn)生的界面提分相所產(chǎn)生的界面提供成核的有利部位；供成核的有利部位；(4)分相使兩液相中的一個相具有比均勻的母分相使兩液相中的一個相具有比均勻的母相更大的原子遷移率；相更大的原子遷移率；(5)分相使加入的晶核劑富集在一相中。分相使加入的晶核劑富集在一相中。三、釉的析晶三、釉的析晶固相熱力學(xué)位壘的變化固相熱力學(xué)位壘的變化 三、釉的析晶三、釉的析晶l3、燒成制度、燒成制度l一些釉料煅燒時，往往經(jīng)歷晶體生長與溶解的過程。若釉燒溫度一些釉料煅燒時，往往經(jīng)歷晶體生長與溶解的過程。若釉燒溫度不夠高或保溫時間不夠長，則留下殘

38、余的晶體會成為冷卻時的析不夠高或保溫時間不夠長，則留下殘余的晶體會成為冷卻時的析晶中心。此外，高溫階段升溫加快易引起釉面起泡。氣泡邊緣若晶中心。此外，高溫階段升溫加快易引起釉面起泡。氣泡邊緣若出現(xiàn)熔析現(xiàn)象會促使晶體析出。一般來說，快速冷卻，釉層中難出現(xiàn)熔析現(xiàn)象會促使晶體析出。一般來說，快速冷卻，釉層中難免有晶體出現(xiàn)。高火保溫階段窯內(nèi)溫度穩(wěn)定則釉面不致析晶。冷免有晶體出現(xiàn)。高火保溫階段窯內(nèi)溫度穩(wěn)定則釉面不致析晶。冷卻時快速通過釉料析晶的危險溫度范圍也可防止析晶。卻時快速通過釉料析晶的危險溫度范圍也可防止析晶。三、釉的析晶三、釉的析晶l（三）、析晶對釉面光學(xué)性質(zhì)的影響（三）、析晶對釉面光學(xué)性質(zhì)的影響l1、光澤度降低或者無光、光澤度降低或者無光l當(dāng)均勻分布在釉層內(nèi)的晶體尺寸大于光的波長時，表面的晶體不當(dāng)均勻分布在釉層內(nèi)的晶體尺寸大于光的波長時，表