【正文】 外，不能忽視時(shí)間的作用。 在燒成范圍內(nèi)，適當(dāng)提高燒成溫度，有時(shí)卻會(huì)有利于電瓷的機(jī)電性能（見(jiàn)圖 175）和日用細(xì)瓷的透光度。但一旦 過(guò)燒 ，反因晶相量減少和粒徑變大以及玻璃相增多而降低性能，而且高溫下坯體還易變形或形成大氣泡，從而更促使生成粗大莫來(lái)石，導(dǎo)致性能惡化。 傳統(tǒng)配方陶瓷的機(jī)、電等性能隨燒成溫度的提高而發(fā)生變化。溫度繼續(xù)升高，瓷坯中殘余 石英 的含量降低，而 玻璃相 的含量增多，這種高硅質(zhì)熔體首先將細(xì)小針狀 莫來(lái)石溶解 ，形成富含莫來(lái)石的玻璃相。釉面的顯微硬度也隨著溫度的升高而不斷增大。溫度升高會(huì)使莫來(lái)石量增多，形成相互交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高瓷坯的強(qiáng)度。 燒成溫度 （ ℃ ） 相 組 成 （ %） 氣孔體積 （ %） 玻璃相 莫來(lái)石 石 英 1210 56 9 32 3 1270 58 63 28 2 1310 61 15 23 1 1350 62 10 19 1 長(zhǎng)石質(zhì)日用瓷坯在不同溫度下的相組成 瓷坯的物理化學(xué)性質(zhì)也隨著燒成溫度的提高而發(fā)生變化。過(guò)高使晶粒過(guò)大或少數(shù)晶粒尺寸猛增，破壞織組結(jié)構(gòu)的均勻性，從而使制品的機(jī)、電等性能劣化。 燒成溫度影響 晶粒尺寸 、 液相的組成 和 數(shù)量 以及 氣孔的形貌 和 數(shù)量 。 這個(gè)溫度或溫度范圍常根據(jù)燒成試驗(yàn)時(shí)試樣的 相對(duì)密度 、 氣孔率 或 吸水率 的變化曲線來(lái)確定。若顆粒的堆積密度小，顆粒的接觸界面小，不利于傳質(zhì)，因而也不利于燒結(jié)。 固相燒結(jié)： 依靠坯體粒子的表面能和晶粒間的界面來(lái)推動(dòng)，因而燒成溫度的高低除了與坯料的種類有關(guān)外，還與坯料的 細(xì)度及 燒成時(shí)間 密切相關(guān)。 實(shí)際操作時(shí)，止火溫度是指一個(gè)允許的波動(dòng)范圍，習(xí)慣上稱之為 燒成范圍。 溫度制度 包括升溫速度、燒成溫度、保溫時(shí)間及冷卻速度。 影響產(chǎn)品性能的關(guān)鍵： T－ t， atmosphere 氣氛制度 ：燒成時(shí)的氣氛要求，氣氛類型。 采用合理的燒成制度 ，是保證獲得優(yōu)良產(chǎn)品的必要條件。 燒成制度的制定 一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系 燒成過(guò)程： 將坯體在一定的條件下進(jìn)行熱處理，使之發(fā)生質(zhì)變成為陶瓷產(chǎn)品的過(guò)程。因此在 950℃ 以上應(yīng)緩慢升溫，減小溫差，通風(fēng)良好。對(duì)于含大量 方石英 類陶坯，在晶型轉(zhuǎn)化區(qū)間仍應(yīng)緩冷。若冷卻不當(dāng)將引起驚釉缺陷。對(duì)于含堿和游離石英較多的坯體更要注意，因含堿高的玻璃熱膨脹系數(shù)大，加之石英晶型轉(zhuǎn)變，引起的體積收縮應(yīng)力很大，故應(yīng) 緩慢冷卻 。 850℃ 以下液相開(kāi)始凝固，初期凝固強(qiáng)度很低。冷卻速度可控制在 150~ 300℃/h 。 快冷不僅可以縮短燒成周期，加快整個(gè)燒成過(guò)程，而且可以有效防止液相吸晶和晶粒長(zhǎng)大以及低價(jià)鐵的再度氧化。 冷卻階段也可細(xì)分為急冷 /緩冷和最終冷卻三個(gè)階段 . 從最高燒成溫度 (高火保溫結(jié)束 )到 850℃ 為 急冷階段 。 270℃ 時(shí)，α 方石英轉(zhuǎn)變?yōu)?β 方石英，體積收縮 %。 l、液相析晶； 玻璃相物質(zhì)凝固； 游離石英晶型轉(zhuǎn)變。 釉料熔融成為玻璃體 （四）高火保溫期（ ） 液相量增加 晶體繼續(xù)生長(zhǎng) 進(jìn)一步坯體瓷化，釉層玻化 各種反應(yīng)進(jìn)行更完善 制品燒結(jié)：由于液相的粘滯流動(dòng)和表面張力的拉緊作用，使它能填充坯內(nèi)孔隙，促使晶粒重排、互相靠攏、彼此粘結(jié)成為整體。有資料認(rèn)為，除二次莫來(lái)石可長(zhǎng)成較大針晶外，一次莫來(lái)石也可就地再結(jié)晶成針晶。 與此同時(shí)， 三組分共熔物亦不斷增加 。它在熔化過(guò)程中因不斷溶解粘土分解物和細(xì)粒石英，從而熔體組分不斷變化。 由高嶺石分解物形成的粒狀及片狀莫來(lái)石稱為一次莫來(lái)石，由長(zhǎng)石熔體形成的 針狀 莫來(lái)石稱為二次莫來(lái)石。 其變化率與組成有關(guān)，如石英量多，長(zhǎng)石量少的坯體收縮小，否則相反。 液相生成、固相溶解（長(zhǎng)石 1170℃ 分解，生成液相） 熔融長(zhǎng)石與低共熔物，構(gòu)成瓷坯中的 玻璃相 。 有資料認(rèn)為，坯料中的結(jié)構(gòu)水在 800℃ 前只排除 3/4，其余要在更高溫度下才能排除，升溫快時(shí)殘留結(jié)構(gòu)水甚至?xí)舆t到1200℃ 才排除完全。 為保證氧化分解反應(yīng)在液相大量出現(xiàn)以前進(jìn)行徹底， 本階段應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)，保持良好的氧化氣氛；控制升溫速度，保證有足夠的氧化分解反應(yīng)時(shí)間，必要時(shí)可進(jìn)行保溫，同時(shí)減小窯內(nèi)上下溫差。 根據(jù)配方中粘土、石英含量多少發(fā)生不同程度的體積變化。 無(wú)定形 Al2O3，在 950℃ 時(shí)轉(zhuǎn)化為 γ Al2O3。長(zhǎng)石與分解后的粘土顆粒，在接觸位置處有共熔體的液滴生成。石英在 573℃ 時(shí)， β 石英迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)?α 石英，體積膨脹 %；在 870℃α 石英緩慢地轉(zhuǎn)變?yōu)?α 鱗石英，體積膨脹 16%。且生成的氧化鐵又會(huì)使制品表面污染成黃、黑色。否則，就會(huì)產(chǎn)生煙熏、起泡等缺陷。這些物質(zhì)在加熱時(shí)均會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。例如高嶺土脫水溫度為 500700 ℃ ，后期水分排除速度較快；蒙脫石脫水溫度為 600750℃ ，伊利石脫水溫度為 400600℃ ，后兩者水分排除速度較和緩。 （二）氧化分解階段（溫度在 300～ 950℃ 之間） 結(jié)晶水的排出 坯料中各種粘土原料和其它含水礦物（如滑石、云母等），在此階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)水（或稱結(jié)晶水 )的排除。 坯體的變化： （ 1）質(zhì)量減輕：水分的排除 （ 2）氣孔率增加：水分排出，空隙 增多 （ 3）體積收縮：水分排出，固體顆?？繑n 低溫預(yù)熱階段所發(fā)生的變化是 物理現(xiàn)象 ，實(shí)際上是干燥過(guò)程的繼續(xù)。 普陶與特陶在燒成方面的區(qū)別 1. 低溫預(yù)熱階段（室溫 ~300℃ ） 2. 氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化期（ 300~950℃ ） 3. 成瓷期（ 950℃ ~燒成溫度） 4. 冷卻期（燒成溫度至室溫） 坯體 燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化 燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化 以普通粘土質(zhì)陶瓷為例， 燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化 是制定燒成制度的基礎(chǔ)。 特種陶瓷的燒成 可用保護(hù)氣體（如氫、氖、氮?dú)獾龋┮部稍谡婵栈蚩諝庵羞M(jìn)行燒成。 ： 燒成大批量的 普通陶瓷 一般是在隧道窯、輥道窯或梭式窯等窯爐中進(jìn)行的。 8 燒 成 概 述 燒結(jié) ：如果側(cè)重考慮高溫下粉料填充空隙的過(guò)程， 燒成 又常稱為燒結(jié)。 要獲得全瓷化的材料 ， 就必須經(jīng)過(guò)完全燒結(jié)的過(guò)程；即坯體在燒成過(guò)程中 收縮達(dá)到最大 ， 顯氣孔率接近于零 ， 致密度達(dá)到最高 。 干燥均勻、迅速、干燥質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、節(jié)能、設(shè)備造價(jià)低、應(yīng)用廣泛同上以紅外線 ( 0 . 75~ 1000 μ m) 輻射使坯體內(nèi)對(duì)紅外敏感的極性水分子劇烈振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)，由摩擦而生熱，溫度升高使坯體干燥紅外干燥耗電大 、設(shè)備費(fèi)用高、對(duì)人體有害干燥均勻、迅速、熱效率高、干燥時(shí)間短、有選擇性干燥時(shí)間、選擇頻率同上以微波輻射使坯體內(nèi)極性強(qiáng)的水分子運(yùn)動(dòng)加劇發(fā)生摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，使坯體干燥微波干燥僅適于含水率高的大件壁厚坯體干燥、操作復(fù)雜、不安全干燥速度快均勻、熱耗較少、設(shè)備簡(jiǎn)單干燥中逐漸增加電壓 , 維持電流不變熱擴(kuò)散方向與濕擴(kuò)散方向一致整個(gè)坯體同時(shí)被加熱工頻交變電流直接通過(guò)坯體，將電能轉(zhuǎn)變成熱能，使水分蒸發(fā)而干燥電干燥干燥速度慢周期長(zhǎng)設(shè)備簡(jiǎn)單、熱源易得、生產(chǎn)率高、應(yīng)用最廣泛( 溫度、濕 度 )多段控制、多次循環(huán)、高速送風(fēng)熱擴(kuò)散方向與濕擴(kuò)散方向相反利用熱空氣或煙氣與坯體對(duì)流傳熱使水分蒸發(fā)而干燥對(duì)流干燥缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn)技術(shù)要點(diǎn)干燥特點(diǎn)干 燥 原 理方法全致度反缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn)干 燥 原 理 經(jīng)過(guò)高溫?zé)蛇^(guò)程 ， 陶瓷多孔性的坯體會(huì)發(fā)生一系列的物理 、化學(xué)變化 ， 最后達(dá)到所要求的性能 。當(dāng)用紅外線輻射生坯時(shí)顯著提高水分溫度，加速內(nèi)擴(kuò)散；然后移動(dòng)位置改用熱風(fēng)噴吹，加速外擴(kuò)散。 又如英國(guó)帶式快速干燥器也屬于聯(lián)合干燥器的類型。 綜合干燥 生產(chǎn)中根據(jù)生坯不同干燥階段特點(diǎn)，將幾種方法綜合起來(lái)以達(dá)到快速干燥的目的的方法。又如衛(wèi)生器生坯在通風(fēng)的廠房里要干燥 18天，改用近紅外干燥僅用 1天，再改用遠(yuǎn)紅外干燥，時(shí)間和能量消耗又都減少 1/2左右。 3 、紅外干燥的優(yōu)點(diǎn) （ 1）干燥速度快，生產(chǎn)效率高 輻射與干燥幾乎同時(shí)開(kāi)始，無(wú)明顯的預(yù)熱階段。 金屬氧化物和碳化物等。 2 紅外輻射器 管狀、燈狀、板狀等。 近紅外與遠(yuǎn)紅外干燥 1. 原理 是利用紅外輻射元件發(fā)出的紅外線為被加熱物體所吸收，直接轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏_(dá)到加熱干燥的方法。熱、濕傳導(dǎo)方向一致 （ 2）具有選擇性 （ 3）熱效率高 （ 4）干燥設(shè)備體小、輕巧，便于自控 （ 5）具有微波輻射，需進(jìn)行特殊防護(hù)。 坯體單位時(shí)間、單位體積內(nèi)產(chǎn)生的熱量與頻率、電場(chǎng)強(qiáng)度及坯體的介質(zhì)損耗有關(guān)。h ／ kg水，不經(jīng)濟(jì)。目前僅用來(lái)快速干燥電子陶瓷生坯。 這種方法干燥很快，生坯溫度 60℃ 時(shí)，汽化量可能超過(guò)蒸汽逸出量使坯內(nèi)壓強(qiáng)增高，甚至鼓脹開(kāi)裂，應(yīng)控制生坯溫度。 特點(diǎn)： （ 1）能實(shí)現(xiàn)均勻干燥 （ 2）熱擴(kuò)散、濕擴(kuò)散方向一致，干燥速度快，單位熱耗小。含水率高的部位電阻小、通過(guò)的電流大，產(chǎn)生的熱量也大。 對(duì)流（輻射）