陶瓷坯体开裂成因及克服方法从材料的力学性质可知,只有当外力大于材料原子间的结合力时,材料才能断裂不同的材料,因组成不同,晶体结构不同,以及键合方式不同,其原子间的结合力也就不同关于材料的微观机理的研究,已发展出一门新的学科——断裂力学。
本书仅简要介绍陶瓷生产过程中,造成超过原子间结合力的因素格里菲思1、坯釉皆裂一般说,坯、釉皆裂者主要是冷却制度不当,尤其是隧道窑快速冷却,控制不当最容易出现惊裂缺陷通常因高温冷却过快造成的裂纹,裂口较大;因中温冷却过快形成的裂纹,裂口较小,如发丝状其影响因素有:①隧道窑零压位置前移,窑头温度偏低,冷却带温度普遍降低或气压高、气温低和烟囱抽力大,使高温冷却的速度超过允许急冷温度范围的规定②高火炉最后一对炉温偏低,使冷却带的蓄热少,从而造成制品冷却速度过快。
③隧道窑的急冷风,风压高、风量大,冷风侵袭产品④中温阶段(700~450℃)冷却过快,特别是含游离石英多的坯体,由于石英晶型的急速转化,产生体积变化,因体积变化的应力差而惊裂⑤装窑过密,气流不畅通,尤其大型、厚胎产品,因上下、内外温差而产生应力⑥产品过烧,脆性加大,耐应变能力差,冷却稍有不当,就产生开裂2、釉裂釉面惊裂而坯不裂的原因是釉料膨胀系数大于坯料膨胀系数,使釉层受到拉应力,当应力超过釉层的允许强度和弹性限度时,釉层龟裂影响釉惊裂的因素有:①原料配方或原料性质、原料成分变动,使釉的膨胀系数增高如釉中碱土金属氧化物组分提高,釉层中玻璃与晶体混合物的结构网格的键强会降低甚至断裂它除导致膨胀系数提高外,还能提高釉的弹性模数,使其弹性变小,这使得补偿坯釉之间接触层中所产生的应力以及对于机械作用所产生应力的应变能力也变小,这种釉就容易产生釉裂②釉层过厚,加大了釉层的膨胀率,中间层就相对减小,不足以缓和坯釉之间因膨胀系数差异而出现的应力,易出现釉裂。
当然,过薄的釉层,对釉的光泽和光滑会产生不利的影响③釉料的粉碎程度过细、釉烧温度过高、高温时间过长,都将改变釉层的玻璃相和结晶微粒的组成,从而影响釉的膨胀系数和弹性模数④坯的膨胀系数和坯的吸水率大小,将直接影响釉的开裂。
如生烧坯,在吸水、干燥的往复过程中,体积膨胀、收缩,造成和加速釉的龟裂,甚至坯釉均裂⑤釉的陈腐时间、悬浮性能;施釉时搅拌均匀与否;烧成时的气氛浓度等工艺参数变化,都将或多或少影响釉的龟裂。