《釉層的性質(zhì)》ppt課件

1、釉層的性質(zhì)釉層的性質(zhì)洛陽(yáng)理工學(xué)院2021.02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-釉順應(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(shí)，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(shí)，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)展的。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)展的。在一定的加熱速度下，溫度固定那么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(jiàn)下那么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(jiàn)下表。表。l陶瓷釉料根本上是硅酸鹽玻璃，也有類似上

2、述的關(guān)系。在高溫的陶瓷釉料根本上是硅酸鹽玻璃，也有類似上述的關(guān)系。在高溫的作用下，從開場(chǎng)軟化到完全熔融成可流動(dòng)的液體，要閱歷一定的作用下，從開場(chǎng)軟化到完全熔融成可流動(dòng)的液體，要閱歷一定的溫度范圍。采用高溫顯微鏡測(cè)定釉料受熱行為時(shí)，當(dāng)溫度范圍。采用高溫顯微鏡測(cè)定釉料受熱行為時(shí)，當(dāng) 23mm圓柱體試樣受熱至外形開場(chǎng)變化、棱角變圓的溫度稱為始熔溫度圓柱體試樣受熱至外形開場(chǎng)變化、棱角變圓的溫度稱為始熔溫度(或初熔溫度、開場(chǎng)熔化溫度或初熔溫度、開場(chǎng)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(dòng)溫度稱作釉的熔融點(diǎn)。由始

3、熔溫度至流動(dòng)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(hào)號(hào)特征溫度特征溫度符符 號(hào)號(hào)燒結(jié)開場(chǎng)點(diǎn)燒結(jié)開場(chǎng)點(diǎn)軟化開場(chǎng)點(diǎn)軟化開場(chǎng)點(diǎn)SPDP100.38.20.5半球點(diǎn)半球點(diǎn) 粉末粉末碎塊碎塊流動(dòng)點(diǎn)流動(dòng)點(diǎn)HKPHKPFP4.550.14.250.14.20.1玻璃的特征溫度與其對(duì)應(yīng)的粘度玻璃的特征溫度與其對(duì)應(yīng)的粘度 釉料熔融過(guò)程外形的變化釉料熔融過(guò)程外形的變化 當(dāng)當(dāng)hd=0.5，對(duì)應(yīng)于，對(duì)應(yīng)于HKP點(diǎn)，點(diǎn)，hd=0.15時(shí)，對(duì)應(yīng)于時(shí)，對(duì)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外表、構(gòu)成光滑的釉面時(shí)，

4、以為到達(dá)了當(dāng)釉料充分熔融并平鋪在坯體外表、構(gòu)成光滑的釉面時(shí)，以為到達(dá)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)。釉料在坯體上構(gòu)成釉。釉料在坯體上構(gòu)成釉層時(shí)，處于粘性流動(dòng)形狀，但粘度不太低層時(shí)，處于粘性流動(dòng)形狀，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目的。有些古代作為釉料燒成溫度的目的。有些古代瓷器產(chǎn)品下部有釉流淌景象，甚至粘著墊餅、支圈等窯具，有的流聚瓷器產(chǎn)品下部有釉流淌景象，甚至粘著墊餅、支圈等窯具，有的流聚成滴珠。這時(shí)燒釉的溫度雖在熔融范圍內(nèi)，但高于全熔溫度，甚至

5、燒成滴珠。這時(shí)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(dòng)溫度。至流動(dòng)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(guò)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(guò)窄，釉面易出現(xiàn)氣泡、針孔等缺陷，采用快速燒成更會(huì)出現(xiàn)這種景象。釉面易出現(xiàn)氣泡、針孔等缺陷，采用快速燒成更會(huì)出現(xiàn)這種景象。 l當(dāng)釉中當(dāng)釉中R2O及及RO固定時(shí)，經(jīng)過(guò)改動(dòng)固定時(shí)，經(jīng)過(guò)改動(dòng)SiO2及及Al2O3含量來(lái)提高或降低含量來(lái)提高或降低釉的成熟溫度時(shí)，必需使釉的成熟溫度時(shí)，必需使Al2O3/SiO2的比值維持一定，否那么釉層的比值維持一定，否那么釉層的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化。的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化

6、。 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對(duì)于釉的熔融來(lái)說(shuō)，堿金屬與堿土金屬氧化物都起著降低其軟化對(duì)于釉的熔融來(lái)說(shuō)，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都是都是強(qiáng)助熔劑強(qiáng)助熔劑(軟熔劑軟熔劑)。它們受熱與。它們受熱與SiO2發(fā)生反響，割斷硅一氧延續(xù)發(fā)生反響，割斷硅一氧延續(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的溫度下發(fā)揚(yáng)熔劑作用在較高的溫度下發(fā)揚(yáng)熔劑作用(硬熔劑硬熔劑)。 l釉的全熔溫度只能經(jīng)過(guò)實(shí)踐的測(cè)定才干得到準(zhǔn)確

7、的數(shù)值。根據(jù)釉釉的全熔溫度只能經(jīng)過(guò)實(shí)踐的測(cè)定才干得到準(zhǔn)確的數(shù)值。根據(jù)釉的化學(xué)組成來(lái)計(jì)算也可得到接近于實(shí)踐、可供參考的數(shù)據(jù)。的化學(xué)組成來(lái)計(jì)算也可得到接近于實(shí)踐、可供參考的數(shù)據(jù)。 l采用易熔性系數(shù)來(lái)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(lái)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

8、、.、ai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與易熔性系數(shù)與易熔性系數(shù)k的的對(duì)照值。對(duì)照值。kT27501.97511.87531.77541.67551.57561.47581.37591.27651.1771kT17780.98000.88290.78610.69050.510250.411000.312

9、000.213000.11450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(duì)照值的對(duì)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稱號(hào)稱號(hào)系數(shù)系數(shù)稱號(hào)稱號(hào)系數(shù)系數(shù)稱號(hào)稱號(hào)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

10、質(zhì)一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)l2、釉的粘度與外表張力、釉的粘度與外表張力l釉面的平坦及光滑程度決議于釉料熔化后的流動(dòng)性以及和坯體的釉面的平坦及光滑程度決議于釉料熔化后的流動(dòng)性以及和坯體的光滑才干，而后二者又受釉的高溫粘度與外表張力的直接影響：光滑才干，而后二者又受釉的高溫粘度與外表張力的直接影響：在成熟溫度下，假設(shè)釉的粘度過(guò)小，那么容易出現(xiàn)流釉、堆釉或在成熟溫度下，假設(shè)釉的粘度過(guò)小，那么容易出現(xiàn)流釉、堆釉或干釉這類缺陷；假設(shè)粘度過(guò)大，那么釉面出現(xiàn)波紋、引起桔釉，干釉這類缺陷；假設(shè)粘度過(guò)大，那么釉面出現(xiàn)波紋、引起桔釉，針孔等缺陷。針孔等缺陷。l普通釉熔融時(shí)的粘度約為普通釉熔融時(shí)的粘度約為102103

11、Pas，外表張力約為，外表張力約為(35)103N/m2。當(dāng)粘度稍大于。當(dāng)粘度稍大于2102Pas，才干構(gòu)成平滑的，才干構(gòu)成平滑的釉面。在成熟溫度下，釉粘度的對(duì)數(shù)值約為釉面。在成熟溫度下，釉粘度的對(duì)數(shù)值約為=2.54.3。當(dāng)。當(dāng)=5時(shí)，釉未燒好；時(shí)，釉未燒好；=4時(shí)，釉面無(wú)光；時(shí)，釉面無(wú)光；=2.6時(shí)，釉的流動(dòng)時(shí)，釉的流動(dòng)性大，易起泡。性大，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構(gòu)造。低堿硅酸鹽釉的粘度首先決議釉的這兩種性能取決于其組成與構(gòu)造。低堿硅酸鹽釉的粘度首先決議于硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)銜接的程度，粘度隨著于硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)銜接的程度，粘度隨著O/Si

12、比值的增大而降低。氧比值的增大而降低。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，四面體間銜接減少，空隙隨之增大，導(dǎo)致熔體粘度下降。四面體間銜接減少，空隙隨之增大，導(dǎo)致熔體粘度下降。 l離子間相互極化對(duì)釉粘度也有顯著的影響。極化才干強(qiáng)的陽(yáng)離子，會(huì)離子間相互極化對(duì)釉粘度也有顯著的影響。極化才干強(qiáng)的陽(yáng)離子，會(huì)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(yáng)離子如惰性氣體型陽(yáng)離子如Pb2+、Cd2+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Co2

13、+、Mn2+等等)極化力較強(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，鍵作用力大，高于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度下，易構(gòu)成缺陷和不對(duì)稱中心，因此使熔體粘度低。易構(gòu)成缺陷和不對(duì)稱中心，因此使熔體粘度低。 l假設(shè)釉構(gòu)造不對(duì)稱或存在缺陷，粘度也會(huì)下降。如含假設(shè)釉構(gòu)造不對(duì)稱或存在缺陷，粘度也會(huì)下降。如含B2O3釉料的粘釉料的粘度比高硅釉料的粘度低的緣由之一就是由于前者不對(duì)稱程度大的緣故。度比高硅釉料的粘度低的緣由之一就是由于前者不對(duì)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(jiàn)：綜合上述情況可見(jiàn)：l(1)三價(jià)及高價(jià)氧化物如三價(jià)及高價(jià)氧化物如Al2O3、SiO

14、2、ZrO2、ThO2等都會(huì)提高釉的粘度。等都會(huì)提高釉的粘度。l(2)堿金屬氧化物會(huì)降低釉的粘度。當(dāng)釉中堿金屬氧化物會(huì)降低釉的粘度。當(dāng)釉中O/Si比值做高時(shí)，粘度按比值做高時(shí)，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，鍵力相連，而而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(shí)，比值很小時(shí)，SiO2含量較多，硅氧四面體之間含量較多，硅氧四面體之間鍵力起主要作用，鍵力起主要作用，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

15、Li2O-Na2O-K2O的順序遞增。的順序遞增。l(3)堿土金屬氧化物對(duì)粘度的影響較復(fù)雜。在無(wú)硼或無(wú)鉛釉中，一方面由于堿土金屬氧化物對(duì)粘度的影響較復(fù)雜。在無(wú)硼或無(wú)鉛釉中，一方面由于RO極極化才干強(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(gè)效果化才干強(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(gè)效果是主要的；由于堿士金屬陽(yáng)離子為二價(jià)，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(yáng)離子為二價(jià)，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本人周圍，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本人周圍，在低溫下使粘度增大。不同溫

16、度下極化才干與離子半徑對(duì)粘度的影響是不同的：下極化才干與離子半徑對(duì)粘度的影響是不同的：CaO、MgO、ZnO、PbO、BeO在高溫下會(huì)減少釉的粘度在高溫下會(huì)減少釉的粘度(如引入如引入1015%CaO會(huì)迅速使釉的粘度在會(huì)迅速使釉的粘度在1000時(shí)降至最小，時(shí)降至最小，ZnO會(huì)降低會(huì)降低900時(shí)釉的粘度時(shí)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(duì)釉料冷卻時(shí)粘度的添加速度影響較小。對(duì)釉料冷卻時(shí)粘度的添加速度影響較小。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(duì)釉料外表張力的影響也是各不一樣的。根據(jù)氧化物對(duì)硅酸鹽玻各種氧化物對(duì)釉料外表張力的影響

17、也是各不一樣的。根據(jù)氧化物對(duì)硅酸鹽玻璃態(tài)溶體外表張力的影響將其分為三類：璃態(tài)溶體外表張力的影響將其分為三類：l(1)外表非活性的氧化物外表非活性的氧化物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(huì)提高釉料的外表張力。，它們會(huì)提高釉料的外表張力。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，假設(shè)引入量較多，往往等，假設(shè)引入量較多，往往會(huì)降低硅酸鹽熔體的外表張力。會(huì)降低硅酸鹽熔體的外表張力。l(3)外表活性氧化物外表活性氧化物l如如MoO3、CrO3、WO3、V2

18、O5等引入量不多也會(huì)降低外表張力。等引入量不多也會(huì)降低外表張力。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)算外表張力。類氧化物的熔體不能用加和性公式求計(jì)算外表張力。l釉組成氧化物陽(yáng)離子半徑大小對(duì)硅酸鹽熔體外表張力的影響，得知其規(guī)律為：釉組成氧化物陽(yáng)離子半徑大小對(duì)硅酸鹽熔體外表張力的影響，得知其規(guī)律為：熔體的外表張力隨堿金屬及堿土金屬離子半徑的增大而減少，隨過(guò)渡金屬離熔體的外表張力隨堿金屬及堿土金屬離子半徑的增大而減少，隨過(guò)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(shí)，構(gòu)成釉層網(wǎng)絡(luò)質(zhì)點(diǎn)熱

19、振動(dòng)的振幅增大，釉層受熱膨脹是溫度升高時(shí)，構(gòu)成釉層網(wǎng)絡(luò)質(zhì)點(diǎn)熱振動(dòng)的振幅增大，導(dǎo)致它們的間距增大所致。這種出于熱振動(dòng)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(dòng)而引起的膨脹，其大小決議于離子間的鍵力，鍵力愈大那么熱膨脹愈小，反之也是如此。議于離子間的鍵力，鍵力愈大那么熱膨脹愈小，反之也是如此。l釉的熱膨脹性用一定溫度范圍內(nèi)的長(zhǎng)度膨脹率或線膨脹系數(shù)來(lái)表示。釉的熱膨脹性用一定溫度范圍內(nèi)的長(zhǎng)度膨脹率或線膨脹系數(shù)來(lái)表示。 l釉的膨脹系數(shù)和其組成關(guān)系親密。釉的膨脹系數(shù)和其組成關(guān)系親密。SiO2是釉的網(wǎng)絡(luò)生成體，含量高是釉的網(wǎng)絡(luò)生成體，含量高那么釉構(gòu)造嚴(yán)密，熱膨脹?。缓瑝A的硅酸鹽釉料中，引入

20、的堿金屬與那么釉構(gòu)造嚴(yán)密，熱膨脹小；含堿的硅酸鹽釉料中，引入的堿金屬與堿土金屬離子減弱了堿土金屬離子減弱了Si-O鏈或打斷了鏈或打斷了Si-O鍵，使釉的熱膨脹增大。普鍵，使釉的熱膨脹增大。普通說(shuō)來(lái)，堿金屬離子對(duì)釉膨脹系數(shù)的影響程度還超越堿土金屬離子。通說(shuō)來(lái)，堿金屬離子對(duì)釉膨脹系數(shù)的影響程度還超越堿土金屬離子。 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)系是非常復(fù)雜的。有人以為釉中釉的膨脹系數(shù)和組成的關(guān)系是非常復(fù)雜的。有人以為釉中Al2O3的量的量在在0.3摩爾以下會(huì)使釉的膨脹系數(shù)下降。而含摩爾以下會(huì)使釉的膨脹系數(shù)下降。而含SiO2少的硼釉中，假設(shè)少的硼釉中，假設(shè)Al2

21、O3量超越量超越0.2摩爾那么釉的膨脹系數(shù)會(huì)增大。又如添加釉中的硼摩爾那么釉的膨脹系數(shù)會(huì)增大。又如添加釉中的硼酸或用酸或用SiO2等摩爾數(shù)替代硼酸會(huì)降低釉的膨脹系數(shù)，而硼酸量超越等摩爾數(shù)替代硼酸會(huì)降低釉的膨脹系數(shù)，而硼酸量超越17那么會(huì)顯著提高釉的膨脹系數(shù)。那么會(huì)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(cè)得玻璃用膨脹儀測(cè)得玻璃(釉釉)的膨脹曲線見(jiàn)以下圖。的膨脹曲線見(jiàn)以下圖。Tg為釉的

22、轉(zhuǎn)變點(diǎn)，為釉的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，Ts為其開場(chǎng)軟化點(diǎn)。由圖可見(jiàn)，從室溫為其開場(chǎng)軟化點(diǎn)。由圖可見(jiàn)，從室溫Ts到轉(zhuǎn)變點(diǎn)到轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg以前，其膨脹以前，其膨脹曲線幾乎是不斷線，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)可以為玻璃曲線幾乎是不斷線，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)可以為玻璃(釉釉)的線膨脹糸數(shù)是一的線膨脹糸數(shù)是一常數(shù)。但超越轉(zhuǎn)變點(diǎn)，尤其是接近開場(chǎng)軟化點(diǎn)時(shí)，玻璃常數(shù)。但超越轉(zhuǎn)變點(diǎn)，尤其是接近開場(chǎng)軟化點(diǎn)時(shí)，玻璃(釉釉)的線膨脹的線膨脹系數(shù)急劇增大。系數(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彈性表征著資料的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。彈性大的

23、資料抵抗變形的彈性表征著資料的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。彈性大的資料抵抗變形的才干強(qiáng)。對(duì)于釉來(lái)說(shuō)，它是能否消除釉層因出現(xiàn)應(yīng)力而引起缺陷才干強(qiáng)。對(duì)于釉來(lái)說(shuō)，它是能否消除釉層因出現(xiàn)應(yīng)力而引起缺陷的重要要素。通常用彈性模量來(lái)表示資料的彈性，它與彈性呈倒的重要要素。通常用彈性模量來(lái)表示資料的彈性，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)，主要受以下四方面影響。要受以下四方面影響。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、Sr

24、O等等)往往會(huì)降低釉的彈性模量；假設(shè)引入離子半往往會(huì)降低釉的彈性模量；假設(shè)引入離子半徑小、極化才干強(qiáng)的金屬氧化物徑小、極化才干強(qiáng)的金屬氧化物(如如Li2O、BeO、MgO、Al2O3、TiO2、ZrO2等等)那么會(huì)提高釉的彈性模量。這和釉分子體積減少那么會(huì)提高釉的彈性模量。這和釉分子體積減少有關(guān)。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，假設(shè)堿金屬氧化物含量固定，以硅系統(tǒng)釉料中，假設(shè)堿金屬氧化物含量固定，以B2O3替代替代SiO2后，構(gòu)成的后，構(gòu)成的BO4和和SiO4四面體組成嚴(yán)密的網(wǎng)絡(luò)，使釉的彈性模量升高。四面體組成嚴(yán)密的網(wǎng)絡(luò)，使釉的彈性模量升高。但

25、但B2O3添加至一定數(shù)量添加至一定數(shù)量(1517)后，添加的后，添加的B2O3會(huì)構(gòu)成會(huì)構(gòu)成BO3三角體，三角體，構(gòu)造松散，受力后易變形，彈性模量也就降低。這就是硼酸的反常景象。構(gòu)造松散，受力后易變形，彈性模量也就降低。這就是硼酸的反常景象。l2、釉料的析晶、釉料的析晶l冷卻時(shí)析出晶體的釉冷卻時(shí)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。假設(shè)晶體尺寸為取決于晶體的尺寸與分布的均勻程度。假設(shè)晶體尺寸為Na+K+Rb+Cs+l Be2+Zn2+Mg2+Ca2+Sr2+Pb2+Ba2+l Al3+Fe3+Cr

26、3+B3+ l Sn4+Zr4+Ti4+Si4+l玻璃玻璃(釉釉)中一價(jià)離子遷移、導(dǎo)電才干受網(wǎng)絡(luò)斷裂程度、陽(yáng)離子半徑及中一價(jià)離子遷移、導(dǎo)電才干受網(wǎng)絡(luò)斷裂程度、陽(yáng)離子半徑及其他陽(yáng)離子的壓制造用所制約。網(wǎng)絡(luò)斷開愈多，陽(yáng)離子半徑越小，一其他陽(yáng)離子的壓制造用所制約。網(wǎng)絡(luò)斷開愈多，陽(yáng)離子半徑越小，一價(jià)離子愈易挪動(dòng)。價(jià)離子愈易挪動(dòng)。l按照玻璃的規(guī)律，含兩種堿金屬離子的玻璃，它們可以相互阻塞挪動(dòng)按照玻璃的規(guī)律，含兩種堿金屬離子的玻璃，它們可以相互阻塞挪動(dòng)的通道，所以其電阻率比只含一種堿金屬氧化物時(shí)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(shí)要大幾十倍，這就是所謂混合堿效應(yīng)。因此為了添加釉是所

27、謂混合堿效應(yīng)。因此為了添加釉(玻璃玻璃)的電阻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普通電瓷釉的外表電阻率為普通電瓷釉的外表電阻率為10101013cm，甚至更高。為了改善高壓絕緣子外表，甚至更高。為了改善高壓絕緣子外表電場(chǎng)的分布，防止產(chǎn)生部分電弧、提離防污穢閃絡(luò)特性及防止無(wú)線電干擾的才干。電場(chǎng)的分布，防止產(chǎn)生部分電弧、提離防污穢閃絡(luò)特性及防止無(wú)線電干擾的才干。常在絕緣子外表部分或全部涂施半導(dǎo)體釉，其外表電阻率在常在絕緣子外表部分或全部涂施半導(dǎo)體釉，其外表電阻率在106108cm之間。這之間。這類釉料中參與一種

28、或多種導(dǎo)電性的金屬氧化物：類釉料中參與一種或多種導(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)外表電阻率外表電阻率l主要決議于釉中導(dǎo)電性氧化物的含量與分布形狀、釉層厚度、燒成工藝主要決議于釉中導(dǎo)電性氧化物的含量與分布形狀、釉層厚度、燒成工藝(溫度與氣氛溫度與氣氛)。下左圖闡明導(dǎo)電性氧化物含量添加那么外表電阻率迅速降低。下右圖釉層厚度加大下左圖闡明導(dǎo)電性氧化物含量

29、添加那么外表電阻率迅速降低。下右圖釉層厚度加大那么外表電阻減少，但不呈直線關(guān)系。那么外表電阻減少，但不呈直線關(guān)系。 l對(duì)于鐵鈦型半導(dǎo)體釉來(lái)說(shuō)，燒成溫度過(guò)低時(shí)，導(dǎo)電晶體生成量少；燒成溫度過(guò)高會(huì)對(duì)于鐵鈦型半導(dǎo)體釉來(lái)說(shuō)，燒成溫度過(guò)低時(shí)，導(dǎo)電晶體生成量少；燒成溫度過(guò)高會(huì)使導(dǎo)電晶體熔融構(gòu)成玻璃相。這兩種情況下電阻率都會(huì)增大。鐵、鈦型半導(dǎo)體釉在使導(dǎo)電晶體熔融構(gòu)成玻璃相。這兩種情況下電阻率都會(huì)增大。鐵、鈦型半導(dǎo)體釉在復(fù)原氣氛下煅燒時(shí)電阻率較低，而銻錫型釉那么正好相反，要在氧化焰燒成才干有復(fù)原氣氛下煅燒時(shí)電阻率較低，而銻錫型釉那么正好相反，要在氧化焰燒成才干有良好的效果。良好的效果。 一、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)一

30、、釉層的物理化學(xué)性質(zhì)Sb2O3含量對(duì)釉層外表電阻率的影響含量對(duì)釉層外表電阻率的影響 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)體釉的外表電阻率降低。半導(dǎo)體釉有負(fù)的電隨著溫度升高，半導(dǎo)體釉的外表電阻率降低。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平安運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)思索，釉的負(fù)電阻溫度系數(shù)。從絕緣子的抗熱震性和平安運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)思索，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

31、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。最好有正的溫度系數(shù)，銻錫型半導(dǎo)體釉的負(fù)溫度系數(shù)值較小。l3電壓電壓-電流特性電流特性l如以下圖所示，在低電流范圍內(nèi)，半導(dǎo)體釉的伏如以下圖所示，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(duì)值也大。電壓超越一定數(shù)值時(shí)，由于發(fā)熱使電阻值大為降低，對(duì)值也大。電壓超越一定數(shù)值時(shí)，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。漏電流陡然增大，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

32、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、坯二、坯-釉順應(yīng)性釉順應(yīng)性 l坯坯-釉順應(yīng)性是指陶瓷坯體與釉層有相互順應(yīng)的物理性質(zhì)釉順應(yīng)性是指陶瓷坯體與釉層有相互順應(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)品釉面的裂紋與零落是由于釉層中存在不恰當(dāng)?shù)膽?yīng)力所致。陶瓷產(chǎn)品釉面的裂紋與零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-釉順應(yīng)性應(yīng)從控制釉層應(yīng)力的性質(zhì)與大小著手。釉順應(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(lái)源一、釉層出現(xiàn)應(yīng)力的來(lái)源坯、釉膨脹系數(shù)的差值坯、釉膨脹系數(shù)的差值l釉

33、是附著在坯體外表的。假設(shè)二者的膨脹系數(shù)不匹配，那么在燒釉是附著在坯體外表的。假設(shè)二者的膨脹系數(shù)不匹配，那么在燒釉或運(yùn)用過(guò)程中，由于溫度急劇變化釉層出現(xiàn)應(yīng)力。假設(shè)此應(yīng)力釉或運(yùn)用過(guò)程中，由于溫度急劇變化釉層出現(xiàn)應(yīng)力。假設(shè)此應(yīng)力超越釉層強(qiáng)度將導(dǎo)致開裂或零落。超越釉層強(qiáng)度將導(dǎo)致開裂或零落。 二、坯二、坯-釉順應(yīng)性釉順應(yīng)性 釉層出現(xiàn)應(yīng)力表示圖釉層出現(xiàn)應(yīng)力表示圖 二、坯二、坯-釉順應(yīng)性釉順應(yīng)性釉層開裂的類型釉層開裂的類型1-遭到小的張應(yīng)力遭到小的張應(yīng)力 2-遭到強(qiáng)大的張應(yīng)力遭到強(qiáng)大的張應(yīng)力 3-遭到壓應(yīng)力遭到壓應(yīng)力 二、坯二、坯-釉順應(yīng)性釉順應(yīng)性l普通來(lái)說(shuō)，脆性資料的耐壓強(qiáng)度總是高于抗張強(qiáng)度，釉層也是如此

34、。所普通來(lái)說(shuō)，脆性資料的耐壓強(qiáng)度總是高于抗張強(qiáng)度，釉層也是如此。所以開裂的情況較剝落更易出現(xiàn)。遭到壓應(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)。遭到壓應(yīng)力的釉層除了不易剝釉外，還能抵消產(chǎn)品遭到的部分張力，從而提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱震性。能抵消產(chǎn)品遭到的部分張力，從而提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱震性。 l根據(jù)實(shí)際計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)根據(jù)實(shí)際計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)a坯坯a釉時(shí)，坯釉膨脹系數(shù)之差不能釉時(shí)，坯釉膨脹系數(shù)之差不能超越超越(14)10-6/；當(dāng)；當(dāng)a坯坯a坯坯變?yōu)樽優(yōu)閍釉釉0.5摩爾，摩爾，SiO24.5摩爾。摩爾。CaO含量增多，那么無(wú)光釉范圍含量增多，那么無(wú)光釉范圍擴(kuò)展。析

35、出的晶相為鈣長(zhǎng)石；擴(kuò)展。析出的晶相為鈣長(zhǎng)石；未發(fā)現(xiàn)莫來(lái)石析出。高硅未發(fā)現(xiàn)莫來(lái)石析出。高硅低鋁區(qū)低鋁區(qū) 此時(shí)此時(shí)Al2O30.4摩爾，摩爾，SiO24.5摩爾。摩爾。CaO含量增含量增多，那么無(wú)光釉范圍也擴(kuò)展。多，那么無(wú)光釉范圍也擴(kuò)展。析出的晶相為石英，析出的晶相為石英，CaO較較高時(shí)高時(shí)(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、液相分別、液相分別l玻璃系統(tǒng)中液相分別是普遍存在的景象。陶瓷研討發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)代的玻璃系統(tǒng)中液相分別是普遍存在的景象。陶瓷研討發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)代的鐵紅釉及許多古

36、代瓷釉都有液相分別的構(gòu)造。液相分別使玻璃具鐵紅釉及許多古代瓷釉都有液相分別的構(gòu)造。液相分別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(duì)玻璃析晶也有顯著的作用。雖然它對(duì)成核和晶體生長(zhǎng)的關(guān)分相對(duì)玻璃析晶也有顯著的作用。雖然它對(duì)成核和晶體生長(zhǎng)的關(guān)系非常復(fù)雜且目前還不清楚，但可綜合其作用為以下幾方面：系非常復(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進(jìn)力，這是單相液體所不具備

37、的；分相提供玻璃成核的推進(jìn)力，這是單相液體所不具備的；(2) 熔體熔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(gè)相具有比均勻的母分相使兩液相中的一個(gè)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)分相使參與的晶核劑富集在一相中。分相使參與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(shí)，往往閱歷晶體生長(zhǎng)與溶解的過(guò)程。假設(shè)釉燒溫一些釉料煅燒時(shí)，往往

38、閱歷晶體生長(zhǎng)與溶解的過(guò)程。假設(shè)釉燒溫度不夠高或保溫時(shí)間不夠長(zhǎng)，那么留下剩余的晶領(lǐng)會(huì)成為冷卻時(shí)度不夠高或保溫時(shí)間不夠長(zhǎng)，那么留下剩余的晶領(lǐng)會(huì)成為冷卻時(shí)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。氣泡邊緣假設(shè)出現(xiàn)熔析景象會(huì)促使晶體析出。普通來(lái)說(shuō)，快速冷卻，釉緣假設(shè)出現(xiàn)熔析景象會(huì)促使晶體析出。普通來(lái)說(shuō)，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)定那么釉面不致層中難免有晶體出現(xiàn)。高火保溫階段窯內(nèi)溫度穩(wěn)定那么釉面不致析晶。冷卻時(shí)快速經(jīng)過(guò)釉料析晶的危險(xiǎn)溫度范圍也可防止析晶。析晶。冷卻時(shí)快速經(jīng)過(guò)釉料析晶的危險(xiǎn)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(duì)釉面光學(xué)性質(zhì)的影響三、析晶對(duì)釉面光學(xué)性質(zhì)的影響l1、光澤度降低或者無(wú)光、光澤度降低或者無(wú)光l當(dāng)均勻分布在釉層內(nèi)的晶體尺寸大于光的波長(zhǎng)時(shí)，外表的晶體不當(dāng)均勻分布在釉層內(nèi)的晶體尺寸大于光的波長(zhǎng)時(shí)，外表的晶體不