【正文】 與組成有關(guān) 。 （ 三 ） 高溫?；纱呻A段 （ 從 950℃ 到最高燒成溫度 ） （ 1） 氧化分解階段進(jìn)行不夠徹底的反應(yīng) ， 繼續(xù)進(jìn)行 。 由粘土脫水分解生成的無定形 Al2O3， 在 950℃ 時轉(zhuǎn)化為 ?Al2O3。 石英晶型轉(zhuǎn)變造成的體積膨脹 ，一部分會被本階段的氧化和分解所引起的體積收縮所抵消 。 C 600~ 970186。 C 4. 結(jié)晶水的排出 陶瓷所用原料中的粘土及其他含水礦物 （ 如滑石 、 云母等 ） ，隨著溫度的升高 ， 其結(jié)晶水會逐步排出 。 C 800~ 1000186。 C 3. 碳酸鹽 、 硫酸鹽的分解 坯釉中都含有一定數(shù)量的碳酸鹽 、 硫酸鹽 ， 當(dāng)溫度升高時 ， 就進(jìn)行分解： MgCO3 MgO+CO2? CaCO3 CaO+CO2 ? 4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2 ? Fe2(SO4)3 Fe2O3+3SO3 ? FeSO4 FeO+SO3 ? 4FeO+O2 2Fe2O3 500~ 850186。 C 500~ 800186。 且生成的氧化鐵又會使制品表面污染成黃 、 黑色 。 C 2. 硫化鐵的氧化 FeS2+O2 FeS+SO2? 4FeS+7O2 2Fe2O3+4SO2? Fe2(SO3)3 Fe2O3+3SO2? 二硫化鐵 （ FeS2 )是一種有害物質(zhì) 。 C 600186。 否則 ， 就會產(chǎn)生煙熏 、 起泡等缺陷 。 在低溫階段 ， 由于坯體中碳素和有機(jī)物不能充分燃燒 ，火焰中往往也含有一定數(shù)量的碳素和一氧化碳 。 坯 、 釉在這一階段 ，隨著物理化學(xué)變化會出現(xiàn)吸熱及放熱反應(yīng) 。 一般隧道窯的坯體入窯水分不能超過 1%， 輥道窯的坯體入窯水分要控制在 %以下 。 低溫預(yù)熱階段所發(fā)生的變化是物理現(xiàn)象 ， 實(shí)際上是干燥過程的繼續(xù) 。 （ 2） 氣孔率增加： 水分排出 ， 孔隙增多 。 也稱小火或預(yù)熱階段 。 了解這一變化 ， 是制訂燒成制度的基礎(chǔ) 。 2. 如果側(cè)重考慮高溫下粉料填充空隙的過程 ， 燒成又常稱為燒結(jié) (sintering) 。 1. 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 。 即粉料坯塊轉(zhuǎn)變?yōu)闊芍破肥窍到y(tǒng)由介穩(wěn)狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程 。第 8章 燒成 一、燒成的動力機(jī)制及方法 二、坯、釉在燒成過程中的物理化學(xué)變化 三 、 燒成制度的制定 （ 一 ） 燒成溫度曲線的制定 （ 二 ） 氣氛制度 （ 三 ） 壓力制度 四、快速燒成 五 、 陶瓷燒成設(shè)備 —— 窯爐 （ 一 ） 隧道窯 （ 二 ） 輥道窯 （ 三 ） 間歇窯 （ 四 ） 電熱窯爐 六 、 燒成方式的選擇 七 、 陶瓷的缺陷分析 一 、 燒成的動力機(jī)制及方法 從熱力學(xué)觀點(diǎn)來看 ， 燒成 (firing)是系統(tǒng)總能量減少的過程 。 任何體系都有向最低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢 ， 這就是 燒成過程的動力 。 但燒成一般不能自動進(jìn)行 ， 因?yàn)樗旧砭哂械哪芰侩y以克服能壘 ， 必須加高到一定的溫度才能進(jìn)行 。 采用的是氧化或還原氣氛 。 二 、 坯 、 釉在燒成過程中的物理化學(xué)變化 以普通粘土質(zhì)陶瓷為例 ， 坯 、 釉隨著溫度的變化將發(fā)生一系列物理化學(xué)變化 ， 并得到所需的微觀結(jié)構(gòu) 、 性能及外觀 。 （ 一 ） 低溫預(yù)熱階段 （ 常溫至 300℃ 左右 ） 此階段主要是排除 坯體干燥后的殘余水分 。 隨著坯體中殘余機(jī)械水和吸附水的排出 ， 坯體發(fā)生下列變化： （ 1） 質(zhì)量減輕： 水分排出所致 。 （ 3） 體積收縮： 隨著水分的排除 ， 固體顆粒緊密靠攏 。 因此 ， 要提高窯爐的生產(chǎn)效率 ， 應(yīng)當(dāng)使坯體入窯水分盡量降低 。 （ 二 ） 氧化分解階段 （ 300～ 950℃ ） 其主要反應(yīng)是 有機(jī)物及碳素的氧化 、 碳酸鹽分解 、 結(jié)晶水排除及晶型轉(zhuǎn)變 。 1. 碳素和有機(jī)物的氧化 坯體中的碳素和有機(jī)物來源于結(jié)合粘土 。 這些碳素和有機(jī)物加熱即發(fā)生氧化反應(yīng)： C（有機(jī)物） +O2 CO2? C（碳素） +O2 CO2 ? 2H2 + O2 2H2O? S + O2 SO2 ? 2CO+O2 2CO2? 這些反應(yīng)要在 釉面熔融和坯體顯氣孔封閉前結(jié)束 。 350186。 C 250~ 920186。 若不在釉面熔融和坯體氣孔封閉前氧化成氧化鐵 （ Fe2O3 )，則易使制品起泡 。 350~ 450186。 C 560~ 770186。 C 600~ 1000186。 C 570~ 755186。 高嶺石脫水： Al2O3?2SiO2?2H2O Al2O3?2SiO2(偏高嶺石 )+2H2O ? 滑石脫水： 3MgO?4SiO2?H2O 3(MgO?SiO2)(原頑火輝石 )+ SiO2+H2O? 蒙脫石脫水： Al2O3?4SiO2?nH2O Al2O3?4SiO2+nH2O 400~ 600186。 C 5. 晶型轉(zhuǎn)變 石英在 573℃ 時 ， ?石英迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)??石英 ，體積膨脹 %；在 870℃ ?石英緩慢地轉(zhuǎn)變?yōu)??鱗石英 ， 體積膨脹 16%。 如果操作得當(dāng) ， 特別是保持窯內(nèi)溫度均勻 ， 這種晶型轉(zhuǎn)變對制品不會帶來多大的影響 。 隨著溫度的升高 ， ?Al2O3與 SiO2反應(yīng)生成莫來石晶體 。 （ 2） 熔融長石與低共熔物 ， 構(gòu)成瓷坯中的玻璃相；粘土顆粒及石英部分地熔解在這些玻璃相中；未被熔解的顆粒及石英等物質(zhì)之間的空隙 ， 逐漸被玻璃態(tài)物質(zhì)所填充；體積發(fā)生收縮 ， 密度增加 。 如石英量多 、 長石量少的坯體收縮??；否則相反 。 Al2O3?2SiO2(偏高嶺石 ) Al2O3+2SiO2 Al2O3（ 無定形 ） ? Al2O3 3(? Al2O3)+2SiO2 3Al2O3?2SiO2 3(Al2O3?2SiO2) 3Al2O3?2SiO2+4SiO2 950186。 C以上 （ 4） 由于玻璃相及莫來石的生成 ， 制品強(qiáng)度增加 ，氣孔率減少 ， 坯體急劇收縮 ， 硬度增大 。 （ 四 ） 冷卻階段 （ 從燒成溫度降至常溫 ） （ 1） 隨著溫度的降低 ， 液相析晶 ， 玻璃相物質(zhì)凝固 。 在 573℃ 時 ?石英轉(zhuǎn)變?yōu)??石英 ， 體積收縮%。 三 、 燒成制度的制定 燒成制度包括溫度制度 、 氣氛制度和壓力制度 。 壓力制度起保證前兩個制度順利實(shí)施的作用 。 （ 一 ） 燒成溫度曲線的制定 燒成溫度曲線表示 由室溫加熱到燒成溫度 ， 再由燒成溫度冷卻至室溫的燒成過程全部的溫度 時間變化情況 。 坯體的組成 、 原料性質(zhì)以及高溫中發(fā)生的化學(xué)變化均影響反應(yīng)的速度 。 （ 3） 窯爐的結(jié)構(gòu) 、 型式和熱容 ， 以及窯具的性質(zhì)和裝窯密度 。 如果坯體進(jìn)窯水分高 、坯件較厚或裝窯量大，則升溫過快將引起坯件內(nèi)部水蒸氣壓力增高，可能產(chǎn)生開裂現(xiàn)象； 對于入窯水分不大于 1%～ 2%的坯體 ，一般強(qiáng)度也大，在 120℃ 前快速升溫是合理的； 對于致密坯 或厚胎坯體， 水分排除困難，加熱過程中，內(nèi)外溫差也較大，升溫速度就應(yīng)減緩。 原料較純且 分解物少 ， 制品較薄的 ， 則升溫可快些； 如坯體內(nèi)雜質(zhì)較多且 制品較厚 ， 氧化分解費(fèi)時較長或窯內(nèi)溫差較大的 ， 則升溫速度不宜過快； 當(dāng)溫度尚未達(dá)到 燒結(jié)溫度以前 ， 結(jié)合水及分解的氣體產(chǎn)物排除是自由進(jìn)行的 ， 而且沒有收縮 ， 因而制品中不會引起應(yīng)力 ，故升溫速度可快 。 C. 高溫階段： 此階段的升溫速度取決于 窯的結(jié)構(gòu)、裝窯密度以及坯件收縮變化的程度。坯體玻璃相出現(xiàn)的速度和數(shù)量對坯件的收縮產(chǎn)生不同程度的影響，應(yīng)視不同收縮情況決定升溫的快慢。 燒成溫度必須在 坯體的燒結(jié)范圍之內(nèi)， 而燒結(jié)范圍則須 控制在線收縮（或體積收縮）達(dá)到最大而顯氣孔率接近于零（細(xì)瓷吸水率 %）的一段溫度范圍。但須指出，這種曲線與升溫速度有關(guān)。 操作中可采用較高溫度下短時間的燒成或在較低溫度下長時間的燒成來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楸啬鼙ＷC所需液相量平穩(wěn)地增加，不致使坯體產(chǎn)生變形。 高溫冷卻可以快速進(jìn)行 ， 但快速冷卻應(yīng)注意在液相變?yōu)楣滔嗖ＡУ臏囟?（ 約在 750～ 800℃ ）以前結(jié)束 。 400℃ 以下