【正文】 ? 玻璃中的應(yīng)力一般可分為三類： 熱應(yīng)力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、機械應(yīng)力。在玻璃中熱應(yīng)力分為暫時應(yīng)力和永久應(yīng)力兩種。s粘度值 )而處于彈性變形溫度范圍的玻璃，在加熱或冷卻過程中， 即使加熱或冷卻的速度不是很大，玻璃的內(nèi)層與外層也會形成一定的溫度梯度，從而產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力。 ?應(yīng)該指出，對玻璃中的暫時應(yīng)力值也必須控制，如果暫時應(yīng)力超過了玻璃的抗拉強度，玻璃同樣會破裂。 ? (二 )玻璃退火的原理及工藝 ?如上所述，玻璃的永久熱應(yīng)力產(chǎn)生于從轉(zhuǎn)變溫度附近到退火溫度區(qū)的結(jié)構(gòu)調(diào)整 (應(yīng)力松弛 )，因此，為了消除永久應(yīng)力，也必須將制品加熱到質(zhì)點可移動、調(diào)整的溫度(此溫度下制品應(yīng)該不變形 )。 20℃ ，平板玻璃為 550～ 570℃ ，瓶罐玻璃為 550～ 600℃ ，而鉛玻璃則為 460～ 490℃ 。 ?玻璃的退火工藝按溫度和時間的變化，可分為一次退火、二次退火及精密退火 (光學(xué)玻璃采用 )等三種；按退火設(shè)備不同又分為間歇退火和連續(xù)退火兩類。 ?它是用粘土及其他天然礦物原料經(jīng)過粉碎加工、成形、燒結(jié)等工藝過程而制成。 ?瓷器 的坯體致密，吸水率很低，有一定的半透明性，通常都施有釉層 (某些特種瓷并不施釉，甚至顏色不白，但燒結(jié)程度仍相當(dāng)高 )。這類產(chǎn)品國外通稱為拓器，也有稱為半瓷。 ? 陶瓷產(chǎn)品的應(yīng)用范圍遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，各個歷史階段賦予陶瓷的涵義和范圍也不斷發(fā)生變化。 ? 按照普通陶瓷或傳統(tǒng)陶瓷的特性與用途，又可劃分為： ?日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、電瓷、藝術(shù)瓷等多種系列 ? 各系列中又包括若干種不同特性的品種。 ?一、普通陶瓷用原料 ?普通陶瓷用原料大部分屬于天然礦物原料，部分為化工原料與合成原料。 ?1．粘土類原料 ?粘土是含水、鋁硅酸鹽多種微細礦物的混合物。在配料中的用量常達到 40％以上。 ?粘土按其主要粘土礦物的不同可分為高嶺石、蒙脫石和伊利石三大類別。粘土的顆粒越細，可塑性越強，干坯強度、干燥收縮也越大。 ?另外，粘土在某一范圍內(nèi)熔融，使坯體在一定溫度下，靠其表面張力的拉緊作用而變得密實、堅硬，又不失去其外形。2SiO2)，使陶瓷具有良好的抗熱震性和機械強度等。 ?化學(xué)組成是堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽，呈架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)。Al2O3Al2O3A12O3 ?此外，長石作為瘠性 (非塑性 )原料，可提高坯體的干燥速度，減小坯體的干燥收縮和變形等。 ?石英的化學(xué)成分為 SiO2。 ? SiO2有許多結(jié)晶型態(tài)和一個玻璃態(tài)。 ?這些晶態(tài)在一定的溫度和其他條件下，型態(tài)、結(jié)構(gòu)會互相轉(zhuǎn)化。 ?石英作為釉料使用，有利于使釉面形成半透明的玻璃體，提高白度。 ?在陶瓷產(chǎn)品燒成過程中，二氧化硅的體積膨脹可以起著補償坯體收縮的作用。 ?它的化學(xué)通式為： 3MgOH 2O，其結(jié)晶構(gòu)造式為Mg3[Si4O10](OH)2。 ?釉面磚也可用它配料。 ?釉料中加入滑石，可改善釉層的彈性、熱穩(wěn)定性、加寬熔融范圍等。 ?它的化學(xué)通式為 CaO ?硅灰石本身不含有機物和結(jié)晶水，硅灰石顆粒為針狀晶體，而且干燥收縮和燒成收縮很小，因此，可快速干燥和快速燒成。硅灰石中加入 Al2O ZrO SiO2等，可提高坯體液相的粘度，擴大燒結(jié)范圍。 ? (二 )化工原料 化工原料包括 ?氧化物 (Al2O ZrO MgO、 BeO、 MoO CuO、CO2O 3SiO Cr2O TiO CeO La2O3等 )、 ?金屬鹽 (BaCO MgCO CaCO Ca3(PO)Na2Br4O73H2O、H2MOO4Pb(OH)2等 )。 ?(一 )坯料制備 ?坯料是指將陶瓷原料經(jīng)揀選、質(zhì)破碎等工序后進行配料，再經(jīng)混合、細磨等工序后得到的具有成形性能的多組分混合物。 ?預(yù)燒即對原料進行的預(yù)先燒制，其作用在于幫助碎化原料，如石英硬度高，不易粉碎，需利用晶格重構(gòu)時產(chǎn)生的體積突變將其粉碎。 ?精選 是指對原料進行分離、提純，除去原料中的各種雜質(zhì) (尤是含鐵雜質(zhì) )，使之在化學(xué)組成、礦物組成、顆粒尺寸等方面更符合對原料的質(zhì)量要求。 ?2．第二階段 —— 混合制備 混合制備又分幾個工藝環(huán)節(jié)： ? (1)細粉碎對于普通陶瓷的生產(chǎn)，國內(nèi)采用萬孔篩 (250目、 61μm)來控制坯料粒度；國外要求的更細，一般過325目篩 (44vμm)。采用機械脫水可得到含水量 ω水為 20％～ 25％的坯料，熱風(fēng)脫水可得到含水量 ω水在 8％以下的坯料。 ?壓濾時，水通過泥層和濾布濾出。采用熱風(fēng)脫水可兼有造粒的功能，故在陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。具體方法在第二章中已有詳細介紹。 ?坯泥經(jīng)陳腐后，水分因擴散而分布得更加均勻，且在水和電解質(zhì)的作用下粘土顆粒充分水化和離子交換，非可塑性礦物發(fā)生水解，變?yōu)檎惩廖镔|(zhì)； ?在細菌的作用下，有機物發(fā)酵或腐爛，變成腐植酸類物質(zhì)，一些氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的氣體擴散，促使泥料松散均勻，提高可塑性，減少由擠泥機中擠壓出時產(chǎn)生的層裂，因而降低坯件在成形及干燥時的破損率。 ?從壓濾機上得到的泥餅，外硬內(nèi)軟，泥料中的各組分混合也不均勻，必須經(jīng)過練泥。也有用一種既將泥料捏練均勻又將空氣排除的真空練泥機，通過螺旋桿攪拌擠制泥料并真空脫氣。 ? (二 )坯體成形 ?陶瓷產(chǎn)品的成形是將泥坯料加工成所要求的形狀和尺寸的均質(zhì)坯體。普通陶瓷制品按坯料的性能及其成形方法可分為三類： ? (1)注漿成形 是將含水量 ω水 為 30％～ 45％的坯體漿料在石膏模中澆注成形。 ? (2)可塑成形 是將含水量 ω水 為 16％～ 25％的塑性坯泥料，通過各種成形機械進行擠制、濕壓、滾壓或軋膜等方法使之成為具有一定規(guī)格的坯體。 ?(三 )坯體干燥 ?(1)熱氣干燥 ?(2)電熱干燥 ? (3)高頻干燥 ? (4)微波干燥 ? (5)近紅外與遠紅外干燥 ? (四 )燒成 ?陶瓷工藝的最終目的是制成有足夠機械強度的制品。要使顆粒相互結(jié)合使坯體形成較高的強度，只有在無液相或有液相的燒結(jié)溫度下才能實現(xiàn)。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性能的工序。 ?1．燒成工藝 ?普通陶瓷的生產(chǎn)流程有一次燒成和二次燒成之分。 ?2．燒成過程中的物理化學(xué)變化 ?(1)低溫階段 (由室溫至 300℃ 左右 ) ?低溫階段也稱干燥階段。 ?在此階段坯體中含有結(jié)晶水的礦物開始脫水分解，碳酸鹽發(fā)生分解并放出 CO2氣體； ?(3)高溫階段 (950℃ 至燒成最高溫度 ) ?此階段硫酸鹽發(fā)生分解放出 SO2氣體； ?這一階段，坯體的氣孔率迅速降低，坯體急劇收縮，強度、硬度增大，釉層玻璃化，坯體瓷化燒結(jié)。 ?3．燒成設(shè)備 ?陶瓷燒成的熱工設(shè)備是窯爐。 ? 第三節(jié)耐火材料的生產(chǎn) ?耐火材料一般是指耐火度不低于 1580 ℃ 的無機非金屬材料。 ?一、燒結(jié)耐火材料 ?燒結(jié)耐火材料的基本生產(chǎn)工藝過程如圖 58所示。 ?近幾十年來，使用工業(yè)加工和人工合成的原料也在增加，如工業(yè)氧化鋁、碳化硅、合成莫來石、合成尖晶石、人造耐火纖維、人造耐火空心球等。 ?二、熔鑄耐火材料 ?熔鑄耐火材料指原料及配料經(jīng)高溫熔化后澆注成一定形狀的制品。 ?電熔法即在電弧爐或電阻爐中熔化配料。 ?電熔法是目前生產(chǎn)熔鑄耐火材料的主要方法。 原料 配料 電爐熔化 澆注 鑄件退火 制品加工 原料 ?將具有一定化學(xué)組成的耐火材料配料，在 2500℃ 左右溫度下用電弧爐熔化。