陶瓷工藝學第10章

1、第十章第十章 燒成燒成及窯具及窯具陶瓷工藝原理陶瓷工藝原理要要 目目v 10.0 三種燒成情況三種燒成情況v 10.1 燒成制度燒成制度 v 1010.2 2 快速燒成快速燒成 v 1010.3 3 裝缽裝窯裝缽裝窯 v 1010.4 4 窯具窯具 v 習習 題題10.0三種燒成情況(1) 純坯燒（坯變）如陶器，?；u，特純坯燒（坯變）如陶器，玻化磚，特種陶瓷種陶瓷 (2) 坯素燒坯素燒 + 釉燒（釉變?yōu)橹鳎┤缬悦嬗詿ㄓ宰優(yōu)橹鳎┤缬悦娲u，磚， (3) 坯坯 + 釉釉 一次燒一次燒 (坯釉同時變）坯釉同時變） 燒成制度需坯、釉同時考慮，但往往燒成制度需坯、釉同時考慮，但往往更多考慮坯體，因坯體

2、是主體更多考慮坯體，因坯體是主體。 陶陶瓷瓷窯窯爐爐煙煙氣氣余余熱熱回回收收-廈廈門門.窯具窯具 10.1.1 燒成制度燒成制度 定義：定義：通過高溫處理，使坯體發(fā)生一系列物理化學通過高溫處理，使坯體發(fā)生一系列物理化學變化，形成預(yù)期的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，從而達到變化，形成預(yù)期的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，從而達到固定外形并獲得所要求效果的工序。固定外形并獲得所要求效果的工序。 燒成過程是在稱為燒成過程是在稱為“窯爐窯爐”的專門熱工設(shè)備中實現(xiàn)的專門熱工設(shè)備中實現(xiàn)的的制品在窯爐中進行燒成時，為避免火焰直接接觸制制品在窯爐中進行燒成時，為避免火焰直接接觸制品而造成窯內(nèi)污損，為承載、疊裝制品，需要一定品而造成

3、窯內(nèi)污損，為承載、疊裝制品，需要一定形狀，性能的耐火材料來達到這個目的，通稱窯具形狀，性能的耐火材料來達到這個目的，通稱窯具。溫度制度溫度制度：包括各階段的升溫速度、最高燒成溫度和保溫時間。：包括各階段的升溫速度、最高燒成溫度和保溫時間。氣氛制度氣氛制度：各階段所對應(yīng)的氣氛要求。（氧化、中性、還原）：各階段所對應(yīng)的氣氛要求。（氧化、中性、還原）壓力制度壓力制度：為了保證溫度、氣氛制度的實現(xiàn)，對窯內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)。：為了保證溫度、氣氛制度的實現(xiàn)，對窯內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)。10.1 燒成制度燒成制度燒成工序燒成工序是陶瓷生產(chǎn)過程中是陶瓷生產(chǎn)過程中最重要最重要的工序之一，制定科的工序之一，制定科學合理的燒成制度

4、，并準確執(zhí)行是學合理的燒成制度，并準確執(zhí)行是產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。的重要保證。 燒成溫度燒成溫度：為了達到產(chǎn)品的性能要求，應(yīng)該燒到的最高為了達到產(chǎn)品的性能要求，應(yīng)該燒到的最高 溫度。（溫度。（P418P418） 燒結(jié)溫度：燒結(jié)溫度：材料加熱過程達到氣孔率最小、密度最大時材料加熱過程達到氣孔率最小、密度最大時 的溫度。的溫度。 對于致密材料。如果不要求致密對于致密材料。如果不要求致密，則燒成溫度小于燒結(jié)溫度。陶器，則燒成溫度小于燒結(jié)溫度。陶器10.1.1 燒成制度燒成制度 10.1.1 燒成制度燒成制度 一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系 1、燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響 導熱系數(shù)、抗折強度、彈性模

5、量、膨脹系數(shù)導熱系數(shù)、抗折強度、彈性模量、膨脹系數(shù) 1）燒成溫度與產(chǎn)品的氣孔率有關(guān)（過燒膨脹） 2）燒成溫度與產(chǎn)品的巖相組成有關(guān) 2、保溫時間對產(chǎn)品性能的影響 3、升、降溫速度對產(chǎn)品性能的影響 4、冷卻速度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響 二、保溫時間對產(chǎn)品性能的影響 降低燒成溫度，延長保溫時間，有利。 使各部分物理化學反應(yīng)均勻，對大型、異形，裝載過密的燒成 三、升，降溫速度對產(chǎn)品性能的影響三、升，降溫速度對產(chǎn)品性能的影響 冷熱膨脹的影響，氣體的影響。 四、燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響（P422,） 氧化還原焰，對燒結(jié)溫度，線收縮，過燒膨脹，顏色，透光度，釉面質(zhì)量。四、燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響四、燒成氣氛對產(chǎn)品性

6、能的影響200 400 600 800 1000 1200 粘土粘土石英石英長石長石線膨脹ITETEDTA熱分析綜合圖譜熱分析綜合圖譜10.1.2 制定燒成制度的依據(jù)制定燒成制度的依據(jù)一、坯料組分在加熱過程中的性狀變化一、坯料組分在加熱過程中的性狀變化 1）相圖（晶型轉(zhuǎn)變）和熱分析資料（差熱曲線）相圖（晶型轉(zhuǎn)變）和熱分析資料（差熱曲線DTA、失重曲、失重曲 線線TG、熱膨脹曲線、熱膨脹曲線TE、ITE）。）。是確定升、降溫速度的依據(jù)之一。是確定升、降溫速度的依據(jù)之一。 ITEDTATE - 石英石英 脫脫OH碳素燃燒碳素燃燒脫吸附水脫吸附水 - 石英石英 熱塑性范圍熱塑性范圍脆性生坯脆性生坯脆

7、性瓷器脆性瓷器時間時間1400 1000600 200利用熱分析綜合圖譜繪制理論燒成曲線利用熱分析綜合圖譜繪制理論燒成曲線低溫階段低溫階段注意：注意：100150 脫吸附水升溫不能太快；脫吸附水升溫不能太快； 500600 脫脫OH、晶型轉(zhuǎn)變升、降溫不能太快；、晶型轉(zhuǎn)變升、降溫不能太快； 10.1.1 燒成制度燒成制度二、燒結(jié)曲線（氣孔率、燒成線收縮率、吸水率及密度變二、燒結(jié)曲線（氣孔率、燒成線收縮率、吸水率及密度變化曲線）和高溫物相分析（化曲線）和高溫物相分析（P418表表105），是確定燒成），是確定燒成溫度的主要依據(jù)。溫度的主要依據(jù)。 10.1.2 10.1.2 制定燒成制度的依據(jù)制定燒

8、成制度的依據(jù)1.燒結(jié)范圍寬、液相粘度大、量隨溫度變化小燒結(jié)范圍寬、液相粘度大、量隨溫度變化小的坯料，燒成溫度可以確定在燒結(jié)范圍上限附的坯料，燒成溫度可以確定在燒結(jié)范圍上限附近（近（T2）；）； 2.燒結(jié)范圍窄、液相粘度小、量隨溫度變化大燒結(jié)范圍窄、液相粘度小、量隨溫度變化大的坯料的坯料，燒成溫度只能定在燒結(jié)范圍下的坯料的坯料，燒成溫度只能定在燒結(jié)范圍下限附近（限附近（T1） 三、三、制品的大小和形狀制品的大小和形狀 10.1.2 10.1.2 制定燒成制度的依據(jù)制定燒成制度的依據(jù)升溫速度快時，坯體的斷面形成溫度梯升溫速度快時，坯體的斷面形成溫度梯度、坯體在膨脹或收縮過程中度、坯體在膨脹或收縮過

9、程中 均產(chǎn)生不均產(chǎn)生不均勻應(yīng)力，導致坯體的變形（塑性狀態(tài)均勻應(yīng)力，導致坯體的變形（塑性狀態(tài)）和開裂（彈性狀態(tài)）。）和開裂（彈性狀態(tài)）。 坯體越厚、形狀越復(fù)雜越容易變形或開坯體越厚、形狀越復(fù)雜越容易變形或開裂，升溫速度不能太快。裂，升溫速度不能太快。四、四、釉燒方法釉燒方法 10.1.2 10.1.2 制定燒成制度的依據(jù)制定燒成制度的依據(jù)1 1、釉料的熔化溫度與坯料的氧化分解溫度相適應(yīng)，中火保溫防止、釉料的熔化溫度與坯料的氧化分解溫度相適應(yīng)，中火保溫防止針孔、橘釉、黑心、鼓泡等缺陷。預(yù)熱帶與燒成帶前部針孔、橘釉、黑心、鼓泡等缺陷。預(yù)熱帶與燒成帶前部 2 2、高火保溫結(jié)束，冷卻初期依據(jù)釉料要求確定

10、冷卻速度、高火保溫結(jié)束，冷卻初期依據(jù)釉料要求確定冷卻速度 光澤釉光澤釉快速冷卻快速冷卻 結(jié)晶釉結(jié)晶釉結(jié)晶溫度保溫處理結(jié)晶溫度保溫處理 3 3、二次燒成二次燒成 高溫素燒低溫釉燒：高溫素燒低溫釉燒：釉燒時可以不考慮坯體的脫結(jié)構(gòu)水及釉燒時可以不考慮坯體的脫結(jié)構(gòu)水及 氧化氧化分解排氣，素燒時不考慮釉的作用。分解排氣，素燒時不考慮釉的作用。 低溫素燒高溫釉燒：低溫素燒高溫釉燒：釉燒時可以不考慮坯體的脫結(jié)構(gòu)水，素燒釉燒時可以不考慮坯體的脫結(jié)構(gòu)水，素燒時不考慮釉的作用。時不考慮釉的作用。 二次燒成其它優(yōu)點：二次燒成其它優(yōu)點： 1 1）減少缺陷，提高合格率，避免浪費。）減少缺陷，提高合格率，避免浪費。 2

11、2）坯體強度提高，有利于施釉、裝飾）坯體強度提高，有利于施釉、裝飾 3 3）工序的機械化。）工序的機械化。 五、根據(jù)坯料中氧化鈦和氧化鐵的含量確定氣氛制度五、根據(jù)坯料中氧化鈦和氧化鐵的含量確定氣氛制度 10.1.2 10.1.2 制定燒成制度的依據(jù)制定燒成制度的依據(jù)低鐵高鈦坯料（北方）常用氧化氣氛燒成；低鐵高鈦坯料（北方）常用氧化氣氛燒成； 高鐵低鈦坯料（南方）常用還原氣氛燒成。高鐵低鈦坯料（南方）常用還原氣氛燒成。 六、六、窯爐結(jié)構(gòu)、容量、燃料和裝窯密度窯爐結(jié)構(gòu)、容量、燃料和裝窯密度 窯爐結(jié)構(gòu)窯爐結(jié)構(gòu)窯內(nèi)溫度的均勻性，升溫速度，燒成窯內(nèi)溫度的均勻性，升溫速度，燒成溫度。溫度。 燃料種類燃料種

12、類裝燒方法，升溫速度，燒成溫度。裝燒方法，升溫速度，燒成溫度。 容量和裝窯密度容量和裝窯密度窯內(nèi)溫度的均勻性，升溫速度窯內(nèi)溫度的均勻性，升溫速度。溫度制度的控制溫度制度的控制 流體燃料流體燃料：調(diào)節(jié)燃料和助燃空氣的流量。：調(diào)節(jié)燃料和助燃空氣的流量。 固體燃料固體燃料：每次添加量、間隔時間、燃料在燃燒室的分布：每次添加量、間隔時間、燃料在燃燒室的分布 調(diào)節(jié)窯內(nèi)調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度壓力制度（煙道抽力）（煙道抽力） 氣氛制度的控制氣氛制度的控制 流體燃料流體燃料：調(diào)節(jié)助燃空氣過剩系數(shù)：調(diào)節(jié)助燃空氣過剩系數(shù)0.90.9、0.950.95、1.01.0、1.1 1.1 固體燃料固體燃料：每次添加量、間隔時間

13、以及燃燒程度。：每次添加量、間隔時間以及燃燒程度。 調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度（煙道抽力）。調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力制度（煙道抽力）。 窯內(nèi)窯內(nèi)正壓有利于還原氣氛的形成，負壓有利于氧化氣正壓有利于還原氣氛的形成，負壓有利于氧化氣氛的形成氛的形成。 壓力制度的控制壓力制度的控制 1 1）煙道（總煙道、支煙道）抽力。）煙道（總煙道、支煙道）抽力。 2 2）氣體的進入量和排除量的調(diào)節(jié)）氣體的進入量和排除量的調(diào)節(jié) 10.1.3 10.1.3 燒成制度的控制燒成制度的控制坯釉一次燒成過程中坯和釉的物化變化坯釉一次燒成過程中坯和釉的物化變化(1) 坯體水分蒸發(fā)期坯體水分蒸發(fā)期 （0-300)坯體入窯時，含水2%左右，主要為吸吸

14、附水附水，氣孔率2540%。 應(yīng)加強通風，避免凝水，造成“水跡”和“開裂”。，斷面大窯爐，稀碼快燒。（2）氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化期）氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化期(300950 ) 結(jié)構(gòu)水排出， 碳酸鹽分解， 有機物、 碳素和硫化物被氧化， 石英晶型轉(zhuǎn)化。 這些變化與氧化溫度、升溫速率、氣氛 有關(guān)。如升溫過快， 則分解與氧化的溫度相應(yīng)提高。氧化焰反應(yīng)式舉例反應(yīng)式舉例 Al2O3 2SiO2 2H2O - Al2O3 2SiO2 +2H2O 400-525 CaCO3-CaO + CO2 (500-1000 ) MgCO3-MgO + CO2 (500-700 ) 2CO-2 C + O2 (積炭） C +

15、O2 -CO2 ; (600-1000 ) FeS2 + O2 - FeS + SO2 (350-450 ) 4 FeS + 7O2 -2 Fe2O3 + 4SO2 （ 500-800 ) -石英 - -石英 （573 )(3) 玻化成瓷期（?；纱善冢?50-燒成溫度燒成溫度 ） 坯出現(xiàn)液相，釉開始熔融。坯出現(xiàn)液相，釉開始熔融。 a. 氧化保溫（氧化保溫（950-1020 ） 除積炭，免煙熏和發(fā)泡 b. 強還原階段（強還原階段（10201150 ) 使坯體內(nèi)的Fe2O3及CaSO4在釉封層之前得到充分還原與分解： Fe2O3 + CO -2FeO + CO2 ; (1100 ) 2 Fe2O

16、3 + CO -4FeO + CO2 ; (1100 ) CaSO4 + CO -CaO+ SO2+ CO2 ; (800 )否則， 釉層封層后，還原氣氛不易滲透 到坯體內(nèi)部， 致使坯體還原不足， 釉層吸煙（C粒）發(fā)灰。 若Fe2O3 未被完全還原，瓷器斷面呈淡黃色， 且粗糙。當坯體得充分還原時，斷面致密， 發(fā)淡青色，有明顯貝殼狀。 因FeO易與SiO2生成易熔的玻璃狀物質(zhì)，促進坯體燒結(jié)。 FeO （黑色）+ SiO2 - FeSiO3(青色） 這階段要平穩(wěn)升溫，控制O2 0-1%, CO2 14-17%; CO 2-4%; 此階段釉層基本玻化， 封閉了瓷胎表面， 坯體瓷化。 c. 弱還原階段

17、（弱還原階段（1150- 燒成溫度燒成溫度） 防止鐵被重新氧化。 為使窯內(nèi)溫度均勻，瓷臺內(nèi)部物化變化充分，在燒成溫度下保溫是必要的。高火保溫：消除溫差，組織結(jié)構(gòu)均一，相同理化性能。 d. 冷卻期：冷卻期： 初期快冷（以形成玻璃質(zhì)） 750-550 慢冷（玻璃相由塑性態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)， 結(jié)構(gòu)上有顯著變化，引起較大應(yīng)力，故冷卻要慢） 500 以下，可自然冷（二）壓力制度 燒嘴，風機，閘板調(diào)節(jié)壓力 預(yù)熱帶負壓，燒成帶正壓。零壓兩個帶之間。 冷卻帶正壓。10.2 快速燒成的意義快速燒成的意義 快速燒成是一個相對的概念。快速燒成是一個相對的概念。減少能耗，減少能耗，增加產(chǎn)量增加產(chǎn)量P433表表 1、節(jié)約能源

18、（燃料）、節(jié)約能源（燃料） 燒成能耗占總成本燒成能耗占總成本20302 2、充分利用原料資源、充分利用原料資源 隨著低溫快速燒成的實現(xiàn)，大量的耐火度較低的原料隨著低溫快速燒成的實現(xiàn)，大量的耐火度較低的原料可以大量應(yīng)用于陶瓷生產(chǎn)。如硅灰石、透輝石、霞石正可以大量應(yīng)用于陶瓷生產(chǎn)。如硅灰石、透輝石、霞石正長巖、含鋰礦物以及一些尾礦等原料長巖、含鋰礦物以及一些尾礦等原料 3 3、提高窯爐與窯具的使用壽命、提高窯爐與窯具的使用壽命 燒成溫度降低對窯爐及耐火材料的要求降低；燒成溫度降低對窯爐及耐火材料的要求降低； 隔焰窯、明焰窯的使用大幅度減少了窯具的用量隔焰窯、明焰窯的使用大幅度減少了窯具的用量 10.

19、2 快速燒成的意義快速燒成的意義10.2 10.2 快速燒成的意義快速燒成的意義4 4、縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率、縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率 傳統(tǒng)燒成方法燒成周期大多幾十小時；傳統(tǒng)燒成方法燒成周期大多幾十小時； 快速燒成可以縮短至幾十分鐘。快速燒成可以縮短至幾十分鐘。 5 5、低溫快速燒成有利于某些色釉的顯色，提高某、低溫快速燒成有利于某些色釉的顯色，提高某些瓷坯的強度些瓷坯的強度 局限性：大件、較厚的產(chǎn)品，性能局限性：大件、較厚的產(chǎn)品，性能要求特殊的產(chǎn)品不適合要求特殊的產(chǎn)品不適合 10.2 10.2 實現(xiàn)快速燒成的工藝措施實現(xiàn)快速燒成的工藝措施1 1、坯釉能適合快速燒成的要求、坯釉能適合快

20、速燒成的要求 1 1）體積隨溫度變化?。ㄊ湛s、熱膨脹系數(shù)）；）體積隨溫度變化?。ㄊ湛s、熱膨脹系數(shù)）； 2 2）導熱性好，晶型轉(zhuǎn)變少，物理化學反應(yīng)速度）導熱性好，晶型轉(zhuǎn)變少，物理化學反應(yīng)速度快、排氣少；快、排氣少； 3 3）釉的始熔溫度較高，高溫粘度小且隨溫度變）釉的始熔溫度較高，高溫粘度小且隨溫度變化大。化大。 2 2、減少入窯坯水分，提高入窯坯體溫度、減少入窯坯水分，提高入窯坯體溫度 3 3、控制坯體形狀、大小和厚度、控制坯體形狀、大小和厚度 4 4、窯爐溫差小保溫好、窯爐溫差小保溫好 5 5、窯具耐火度較高、熱穩(wěn)定性好、窯具耐火度較高、熱穩(wěn)定性好 傳統(tǒng)窯爐使用不潔燃料，為防止產(chǎn)品污損，裝窯

21、時需將產(chǎn)品裝入封閉傳統(tǒng)窯爐使用不潔燃料，為防止產(chǎn)品污損，裝窯時需將產(chǎn)品裝入封閉的窯具中燒成，叫匣缽。的窯具中燒成，叫匣缽。裝缽裝缽 裝缽的目的裝缽的目的 1 1、隔離不潔凈火焰與制品，防止煙氣中的灰分、隔離不潔凈火焰與制品，防止煙氣中的灰分、碳粒污染釉面；碳粒污染釉面； 2 2、使強度較低，大小形狀不同的制品能夠有規(guī)則、使強度較低，大小形狀不同的制品能夠有規(guī)則地疊裝，同時合理利用窯位；地疊裝，同時合理利用窯位； 3 3、制品之間保持一定距離，防止釉面熔化后互相、制品之間保持一定距離，防止釉面熔化后互相粘結(jié)。粘結(jié)。 裝缽方法裝缽方法 座裝、扣裝、立裝、吊裝、疊裝和套裝。座裝、扣裝、立裝、吊裝、疊

22、裝和套裝。 根據(jù)坯體的大小、形狀以及對釉面的不同要根據(jù)坯體的大小、形狀以及對釉面的不同要求，采用不同的裝缽方法。求，采用不同的裝缽方法。P437P437圖圖 10.3裝缽裝窯裝缽裝窯 陶陶瓷瓷匣匣缽缽500 x349 10.310.3裝缽裝窯裝缽裝窯倒煙窯裝窯、倒煙窯裝窯、隧道窯裝窯、隧道窯裝窯、無匣裝窯：大斷面隧道窯，及梭式窯。無匣裝窯：大斷面隧道窯，及梭式窯。墻地磚、衛(wèi)生潔具。電瓷（普通陶瓷范疇）墻地磚、衛(wèi)生潔具。電瓷（普通陶瓷范疇） .斥著濃厚的古陶陶10.310.3裝缽裝窯裝缽裝窯裝窯要求裝窯要求 1 1、根據(jù)窯內(nèi)溫差情況，確定各部位的裝窯密度或根據(jù)窯內(nèi)溫差情況，確定各部位的裝窯密度或

23、產(chǎn)品種類。產(chǎn)品種類。 高火位密裝，低火位稀裝；色釉產(chǎn)品根據(jù)顏料耐高火位密裝，低火位稀裝；色釉產(chǎn)品根據(jù)顏料耐火情況裝。火情況裝。 2 2、窯具之間、窯具與窯體之間產(chǎn)品之間保持一定窯具之間、窯具與窯體之間產(chǎn)品之間保持一定的距離，保證煙氣合理流動，傳熱均勻。窯具與窯的距離，保證煙氣合理流動，傳熱均勻。窯具與窯底、窯車面之間有墊砂（墊餅、墊泥、涂層）防止底、窯車面之間有墊砂（墊餅、墊泥、涂層）防止粘結(jié)。粘結(jié)。 3 3、疊裝牢固平穩(wěn)，保證在高溫下或受到震動等作疊裝牢固平穩(wěn)，保證在高溫下或受到震動等作用下能夠安全運行。用下能夠安全運行。 4 4、在保證安全和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，減輕窯具質(zhì)在保證安全和產(chǎn)品質(zhì)量

24、的前提下，減輕窯具質(zhì)量，減少窯具用量，提高經(jīng)濟效益。量，減少窯具用量，提高經(jīng)濟效益。 窯具種類：窯具種類： 包括匣缽、棚板、支柱、各種耐火墊、包括匣缽、棚板、支柱、各種耐火墊、托板、輥棒和窯車材料等。托板、輥棒和窯車材料等。 P442P442表表10101111 現(xiàn)代窯爐的重要標志之一，就是大幅度現(xiàn)代窯爐的重要標志之一，就是大幅度減少了窯具的用量，采用多種高級耐火材料減少了窯具的用量，采用多種高級耐火材料窯具，滿足快速燒成的需要。節(jié)省窯具，滿足快速燒成的需要。節(jié)省3/43/4能源能源 P442P442表表10101212，提高使用次數(shù)。，提高使用次數(shù)。10.4 窯具窯具10.4 10.4 窯具

25、的性能要求窯具的性能要求1、足夠的結(jié)構(gòu)強度：、足夠的結(jié)構(gòu)強度： 常溫強度和高溫強度常溫強度和高溫強度 2、良好的抗熱震性能、良好的抗熱震性能 （急冷急熱性）（急冷急熱性） 破壞機理：裂紋不斷擴展；破壞機理：裂紋不斷擴展； 熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù) 小小產(chǎn)生應(yīng)力小產(chǎn)生應(yīng)力小不易不易破壞破壞 熟料和基質(zhì)的熟料和基質(zhì)的 大小，相互關(guān)系；相對大小，相互關(guān)系；相對量的多少影響較大。產(chǎn)生應(yīng)力量的多少影響較大。產(chǎn)生應(yīng)力10.4 10.4 窯具的性能要求窯具的性能要求3、重復(fù)使用時窯具的體積穩(wěn)定性（不可逆重復(fù)使用時窯具的體積穩(wěn)定性（不可逆變化）變化） 二次莫來石化引起體積膨脹二次莫來石化引起體積膨脹 碳化硅的氧化

26、引起體積膨脹碳化硅的氧化引起體積膨脹 熔融石英的析晶引起體積膨脹熔融石英的析晶引起體積膨脹 4、導熱性能導熱性能 良好的導熱性，有利于窯具壽命提高，良好的導熱性，有利于窯具壽命提高，降低燃料消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。降低燃料消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 10.4 10.4 窯具的材質(zhì)及破壞分析窯具的材質(zhì)及破壞分析窯具的材質(zhì)：窯具的材質(zhì)： 1 1）硅鋁質(zhì)）硅鋁質(zhì)（粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)和莫來石質(zhì)）（粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)和莫來石質(zhì)） 粘土質(zhì)使用溫度粘土質(zhì)使用溫度1300 1300 以下以下 高鋁質(zhì)使用溫度高鋁質(zhì)使用溫度1400 1400 以下以下 2 2）硅鋁鎂質(zhì)）硅鋁鎂質(zhì)（莫來石（莫來石堇青石質(zhì)；堇青石堇青石質(zhì)；堇青石莫莫

27、來石質(zhì)）來石質(zhì)） 莫來石莫來石堇青堇青石質(zhì)石質(zhì) 高鋁熟料高鋁熟料+ +堇青石結(jié)合劑堇青石結(jié)合劑 堇青石堇青石莫來石質(zhì)莫來石質(zhì) 堇青石熟料堇青石熟料+ +粘土質(zhì)結(jié)合劑粘土質(zhì)結(jié)合劑 堇青石高溫下分解，此類窯具的使用溫度堇青石高溫下分解，此類窯具的使用溫度1300 1300 10.4 10.4 窯具的材質(zhì)及破壞分析窯具的材質(zhì)及破壞分析3 3）碳化硅質(zhì)）碳化硅質(zhì)（粘土結(jié)合、氧化鋁結(jié)合、氮化硅結(jié)合、再（粘土結(jié)合、氧化鋁結(jié)合、氮化硅結(jié)合、再結(jié)晶）結(jié)晶） 碳化硅導熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)小，使用溫度高，可碳化硅導熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)小，使用溫度高，可達達14001400以上以上 500 500 時時 =15.1

28、2W/mK=15.12W/mK；=5.57-5.59=5.57-5.591010-6-6/。 隨著結(jié)合方式的優(yōu)化各種性能進一步提高。隨著結(jié)合方式的優(yōu)化各種性能進一步提高。 4 4）熔融石英質(zhì)）熔融石英質(zhì) 含含SiOSiO2 2 99.5% 99.5% 時時=0.54=0.541010-6-6/,/,而且高溫粘度大，而且高溫粘度大，高溫荷重軟化溫度也比硅鋁質(zhì)及硅鋁鎂質(zhì)窯具高，抗熱震高溫荷重軟化溫度也比硅鋁質(zhì)及硅鋁鎂質(zhì)窯具高，抗熱震性好，性好， 使用溫度可達使用溫度可達13801380。使用過程中轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?，膨。使用過程中轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?，膨脹破壞。脹破壞?0.4 10.4 窯具的材質(zhì)及破壞分析窯

29、具的材質(zhì)及破壞分析3 3）碳化硅質(zhì)）碳化硅質(zhì)（粘土結(jié)合、氧化鋁結(jié)合、氮化硅結(jié)合、再（粘土結(jié)合、氧化鋁結(jié)合、氮化硅結(jié)合、再結(jié)晶）結(jié)晶） 碳化硅導熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)小，使用溫度高，可碳化硅導熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)小，使用溫度高，可達達14001400以上以上 500 500 時時 =15.12W/mK=15.12W/mK；=5.57-5.59=5.57-5.591010-6-6/。 隨著結(jié)合方式的優(yōu)化各種性能進一步提高。隨著結(jié)合方式的優(yōu)化各種性能進一步提高。 4 4）熔融石英質(zhì)）熔融石英質(zhì) 含含SiOSiO2 2 99.5% 99.5% 時時=0.54=0.541010-6-6/,/,而且高溫粘度大，而且高溫粘度大，高溫荷重軟化溫度也比硅鋁質(zhì)及硅鋁鎂質(zhì)窯具高，抗熱震高溫荷重軟化溫度也比硅鋁質(zhì)及硅鋁鎂質(zhì)窯具高，抗熱震性好，性好， 使用溫度可達使用溫度可達13801380。使用過程中轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞ⅲ?。使用過程中轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞ⅲ蛎浧茐?。脹破壞?0.4 10.4 窯具的材質(zhì)及破壞分析窯具的材質(zhì)及破壞分析窯具材料損壞機理分析窯具材料損壞機理分析 機械損壞除外）機械損壞除外） 1 1）硅酸鋁質(zhì)窯具）硅酸鋁質(zhì)窯具 晶相組成：莫來石、殘余石英、剛玉和玻璃相。晶相組成：莫來石、殘余石英、剛玉和玻璃相。 一次莫來石長大；石英的方石英化；二次莫來石化。一次莫來石長大；石英的方石英化