陶瓷工艺学第十章烧成与窑具分析课件.ppt

1、第十章第十章 烧成与窑具烧成与窑具第一节第一节 烧成制度烧成制度 第二节第二节 低温快速烧成低温快速烧成 第三节第三节 装窑装窑 第四节第四节 窑具窑具1.烧成制度烧成制度烧成制度烧成制度：烧成过程中各阶段气氛、温度及其温度变：烧成过程中各阶段气氛、温度及其温度变化速率的具体要求。化速率的具体要求。 包括：包括：温度制度、气氛制度和压力制度。温度制度、气氛制度和压力制度。 温度制度：温度制度：包括各阶段的升温速度、最高烧包括各阶段的升温速度、最高烧 成温度和保温时间。成温度和保温时间。 气氛制度气氛制度：各阶段所对应的气氛要求。各阶段所对应的气氛要求。 压力制度：压力制度：为了保证温度、气氛制

2、度的实现，为了保证温度、气氛制度的实现， 对窑内压力的要求。对窑内压力的要求。1.1烧成制度与产品性能的关系烧成制度与产品性能的关系1.1.1 烧成温度对产品性能的影响烧成温度对产品性能的影响（1）烧成温度与产品的气孔率有关）烧成温度与产品的气孔率有关 在烧成温度范围内，烧成温度越高，在烧成温度范围内，烧成温度越高， 气孔率越低，气孔率越低，材料的强度越高，吸水率越低。材料的强度越高，吸水率越低。烧成烧成 温度温度玻璃相玻璃相 /莫来石莫来石 /石英石英 /气孔体积气孔体积 /1210 1270 1310 135056 58 61 709 13 15 1032 27 23 193 2 1 1某

3、长石质瓷坯相组成与烧成温度的关系某长石质瓷坯相组成与烧成温度的关系（2）烧成温度与产品的岩相组成有关）烧成温度与产品的岩相组成有关 高温下旧相的溶解，新相的生成、长大都高温下旧相的溶解，新相的生成、长大都 与温与温度有着密切关系。度有着密切关系。瓷坯烧成时与冷却后的内部变化示意图瓷坯烧成时与冷却后的内部变化示意图1. 石英石英 2. 液相（玻璃相）液相（玻璃相） 3. 二次莫来石二次莫来石 4. 粘土残骸及一次莫来石粘土残骸及一次莫来石瓷件显微结构瓷件显微结构SEM 陶瓷烧成温度对产品性能的影响，总的来讲，陶瓷烧成温度对产品性能的影响，总的来讲，在在过烧温度（烧成温度范围之内）之前适当提高烧成

4、温过烧温度（烧成温度范围之内）之前适当提高烧成温度，能够提高度，能够提高玻璃相玻璃相和和莫来石量莫来石量，减少残余石英量减少残余石英量，导致产品的机电性能提高，透光度提高，密度增大，导致产品的机电性能提高，透光度提高，密度增大，热膨胀系数降低。热膨胀系数降低。 1.1.2 1.1.2 高温保温时间对产品性能的影响高温保温时间对产品性能的影响 高温保温时间：高温保温时间：一般是指达到最高烧成温度后，保持一般是指达到最高烧成温度后，保持温度不变的一段时间，目的是为了均匀窑内温度，产温度不变的一段时间，目的是为了均匀窑内温度，产品各部分物理化学反应均匀、完全，使产品的结构性品各部分物理化学反应均匀、

5、完全，使产品的结构性能趋于一致。能趋于一致。适当降低烧成温度，适当降低烧成温度，延长保温时间，可以提高产品品延长保温时间，可以提高产品品质，提高烧成合格率，对于大件、异型、密装产品更质，提高烧成合格率，对于大件、异型、密装产品更加重要。加重要。 烧成温度（烧成温度（） 保温时间（保温时间（min） 平均吸水率（平均吸水率（%）10203016.410403015.710603014.9210803014.1011003013.921080514.9610801514.710803014.1510806014注：摘自注：摘自陶瓷研究陶瓷研究杨世源杨世源不同烧结温度及高温保温时间对产品性能的影响不

6、同烧结温度及高温保温时间对产品性能的影响 1.1.3 升、降温速度对产品性能的影响升、降温速度对产品性能的影响（1）对形状：对形状：升温速度太快，可能导致产品的变形和开裂。升温速度太快，可能导致产品的变形和开裂。 （2）同一种坯料烧成温度相同时：）同一种坯料烧成温度相同时： 慢速升温：气孔率较低，强度高。慢速升温：气孔率较低，强度高。 快速升温：气孔率较高，强度低。快速升温：气孔率较高，强度低。（3）冷却速度太快，可能导致产品的炸裂；太慢导致釉面析晶。）冷却速度太快，可能导致产品的炸裂；太慢导致釉面析晶。（4）冷却速度对产品质量的影响）冷却速度对产品质量的影响 快速烧成的产品，缓慢冷却，二次莫

7、来石异常生长，强度快速烧成的产品，缓慢冷却，二次莫来石异常生长，强度降低；缓慢升温的产品，缓慢冷却，强度提高；降低；缓慢升温的产品，缓慢冷却，强度提高； 高温阶段冷却高温阶段冷却速度缓慢，可能导致低价铁氧化产品泛黄，釉析晶；速度缓慢，可能导致低价铁氧化产品泛黄，釉析晶；有晶型转有晶型转变的产品，在其温度范围，快速冷却可能导致产品炸裂。变的产品，在其温度范围，快速冷却可能导致产品炸裂。对于普通陶瓷产品冷却制度一般为：对于普通陶瓷产品冷却制度一般为： 高温阶段应当快速冷却，低温阶段相对缓慢，晶高温阶段应当快速冷却，低温阶段相对缓慢，晶型转变温度附件最慢。型转变温度附件最慢。1.1.4 烧成气氛对产

8、品性能的影响烧成气氛对产品性能的影响 中科院上海硅酸盐研究所李家治、周仁等中科院上海硅酸盐研究所李家治、周仁等 进行了大量的研究。进行了大量的研究。（1）气氛对烧结温度的影响）气氛对烧结温度的影响 A组组:Fe2O3含量含量AA2分别为分别为0.62、1.75、2.09 ；组分；组分不含有碳素，有机物。不含有碳素，有机物。B组组:Fe2O3含量含量BB3分别为分别为0.43、0.49、0.54、1.69 组分含有一定的碳素，有机物。组分含有一定的碳素，有机物。烧结温度测试结果对比如下：烧结温度测试结果对比如下：氧化气氛氧化气氛 还原气氛还原气氛温度温度1400130012001100 A A1

9、 A2 B B1 B2 B3（1）Fe2O3含量提高，不同气氛的烧结温度含量提高，不同气氛的烧结温度均降低均降低； （2）同一种坯料还原气氛的烧结温度一定）同一种坯料还原气氛的烧结温度一定低于低于氧氧 化气氛；而且化气氛；而且Fe2O3含量含量越高相差越大。越高相差越大。（1）氧化气氛下坯料中的）氧化气氛下坯料中的Fe2O3仍主要以仍主要以Fe2O3的形式的形式存在，还原气氛下坯料中的存在，还原气氛下坯料中的Fe2O3主要以主要以FeO的形式存的形式存在；在； （2） FeO比比Fe2O3的助熔能力强。的助熔能力强。（2）气氛对最大烧成线收缩率的影响）气氛对最大烧成线收缩率的影响氧化气氛 还原

10、气氛 A A1 A2 B B1 B2 B3最大线收缩率最大线收缩率氧化气氛氧化气氛 还原气氛还原气氛 A组坯料还原气氛收缩率大；组坯料还原气氛收缩率大； B组坯料氧化气氛收缩率大。组坯料氧化气氛收缩率大。 B组坯料中膨润土所含的碳素、有机物在还原组坯料中膨润土所含的碳素、有机物在还原气氛中氧化分解温度要比氧化气氛高。气氛中氧化分解温度要比氧化气氛高。即：即：气氛对最大烧成线收缩率的影响与坯料的气氛对最大烧成线收缩率的影响与坯料的组成有关。组成有关。（3）气氛对瓷坯颜色、透光度及釉面质量影响）气氛对瓷坯颜色、透光度及釉面质量影响 （A）氧化气氛烧成后，瓷坯发黄。）氧化气氛烧成后，瓷坯发黄。 （B

11、）还原气氛烧成后，瓷坯呈淡青色。）还原气氛烧成后，瓷坯呈淡青色。 低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛烧成；低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛烧成； 高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛烧成。高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛烧成。（C）强的还原气氛可能导致：）强的还原气氛可能导致： SiO2被还原分解出被还原分解出Si黑斑；黑斑； CO被还原被还原C沉积黑斑或转变成气泡。沉积黑斑或转变成气泡。1.2.2制定烧成制度的依据制定烧成制度的依据1.2.2.1 坯料组分在加热过程中的性状变化坯料组分在加热过程中的性状变化 （1）相图（晶型转变）和热分析资料（差热曲）相图（晶型转变）和热分析资料（差热曲线线DTA

12、、失重曲线、失重曲线TG、瓷坯热膨胀曲线、瓷坯热膨胀曲线TE、生坯不可逆热膨胀曲线生坯不可逆热膨胀曲线ITE）是确定升、降温）是确定升、降温速度的依据之一。速度的依据之一。200 400 600 800 1000 1200 粘土粘土石英石英长石长石线膨胀线膨胀ITETEDTA热分析综合图谱热分析综合图谱利用热分析综合图谱绘制理论烧成曲线利用热分析综合图谱绘制理论烧成曲线ITEDTATE - 石英石英脱脱OH碳素燃烧碳素燃烧脱吸附水脱吸附水 - 石英石英热塑性范围热塑性范围脆性生坯脆性生坯脆性瓷器脆性瓷器时间时间1400 1000600 200（2）烧结曲线（气孔率、烧成线收缩率、吸）烧结曲线（

13、气孔率、烧成线收缩率、吸 水率及密度变化曲线）和高温物相分析，水率及密度变化曲线）和高温物相分析， 是确定烧成温度的主要依据。是确定烧成温度的主要依据。显气孔率显气孔率线收缩率线收缩率玻化范围玻化范围烧结范围烧结范围温度温度 T1 T2 +A.烧结范围宽、液相粘度大、量随温度变化小的坯料，烧结范围宽、液相粘度大、量随温度变化小的坯料，烧成温度可以确定在烧结烧成温度可以确定在烧结 范围上限附近（范围上限附近（T2）；）； B.烧结范围窄、液相粘度小、量随温度变化大的坯料，烧结范围窄、液相粘度小、量随温度变化大的坯料，烧成温度只能定在烧结范围下限附近（烧成温度只能定在烧结范围下限附近（T1）1.2

14、.2.2 制品的大小和形状制品的大小和形状 升温速度快时，坯体的断面形成温度梯度、坯体在升温速度快时，坯体的断面形成温度梯度、坯体在膨胀或收缩过程中均产生不均膨胀或收缩过程中均产生不均 匀应力，导致坯体变形匀应力，导致坯体变形（塑性状态）或开裂（弹性状态）。（塑性状态）或开裂（弹性状态）。 结论：坯体越厚、形状越复杂越容易变形或开裂，升结论：坯体越厚、形状越复杂越容易变形或开裂，升温速度不能太快。温速度不能太快。厚坯厚坯 薄坯薄坯时间时间1400 1200 1000 800 600 400 200脆性生坯脆性生坯 热塑性范围热塑性范围 脆性瓷器脆性瓷器中火保温中火保温理论温度制度曲线理论温度制

15、度曲线1.2.2.3 釉烧方法釉烧方法（1）一次烧成时，釉料的熔化温度与坯料的氧化分解）一次烧成时，釉料的熔化温度与坯料的氧化分解温度相适应，中火保温防止针孔、橘釉、黑心、鼓泡温度相适应，中火保温防止针孔、橘釉、黑心、鼓泡等缺陷。等缺陷。（2）冷却初期依据釉料要求确定冷却速度）冷却初期依据釉料要求确定冷却速度 光泽釉光泽釉快速冷却快速冷却 结晶釉结晶釉结晶温度保温处理结晶温度保温处理（3）二次烧成）二次烧成 高温素烧低温釉烧：釉烧时可以不考虑坯体的脱高温素烧低温釉烧：釉烧时可以不考虑坯体的脱结构水及结构水及 氧化分解排气，素烧氧化分解排气，素烧 时不考虑与釉的关系。时不考虑与釉的关系。低温素烧

16、高温釉烧：釉烧时可以不考虑低温素烧高温釉烧：釉烧时可以不考虑 坯体的脱结构坯体的脱结构水，要考虑氧化分解，素水，要考虑氧化分解，素 烧时不考虑与釉的关系。烧时不考虑与釉的关系。1.2.2.4 根据坯料中根据坯料中TiO2和和Fe2O3含量确定气氛制度含量确定气氛制度 低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛烧成；低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛烧成； 高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛烧成。高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛烧成。1.2.2.5 窑炉结构、容量、燃料和装窑密度窑炉结构、容量、燃料和装窑密度窑炉结构窑炉结构:温度均匀性，升温速度。温度均匀性，升温速度。 燃料种类燃料种类:装烧方法，燃烧强度，

17、升温速度。装烧方法，燃烧强度，升温速度。 容量、密度：窑内温度的均匀性，升温速度。容量、密度：窑内温度的均匀性，升温速度。1.2.3. 烧成制度的控制烧成制度的控制 1.2.3.1温度制度的控制温度制度的控制（1）流体燃料：调节燃料和助燃空气的流量。）流体燃料：调节燃料和助燃空气的流量。 （2）固体燃料：每次添加量、间隔时间、燃料在燃）固体燃料：每次添加量、间隔时间、燃料在燃烧室内的分布。烧室内的分布。 （3）调节窑内压力制度（烟道抽力）调节窑内压力制度（烟道抽力） 1.2.3.2 气氛制度的控制气氛制度的控制 （1）流体燃料：调节助燃空气过剩系数）流体燃料：调节助燃空气过剩系数0.9、0.9

18、5、1.0、1.1。 （2）固体燃料：每次添加量、间隔时间以）固体燃料：每次添加量、间隔时间以 及燃烧程及燃烧程度。度。 （3）调节窑内压力制度（烟道抽力）调节窑内压力制度（烟道抽力） 窑内正压有利于还原气氛的形成，负压有利于氧化窑内正压有利于还原气氛的形成，负压有利于氧化气氛的形成。气氛的形成。1.2.3.3压力制度的控制压力制度的控制 （1）烟道（总烟道、支烟道）抽力）烟道（总烟道、支烟道）抽力 （2）气体的进入量和排除量的调节）气体的进入量和排除量的调节1.2.4. 烧成制度举例说明烧成制度举例说明 （1）某瓷质外墙砖的烧成曲线）某瓷质外墙砖的烧成曲线1200 1000 800 600

19、400 200时间（分）时间（分）氧化气氛烧成氧化气氛烧成（2）隧道窑还原气氛烧成日用瓷）隧道窑还原气氛烧成日用瓷1400 1200 1000 800 600 400 200 0氧化氧化 强氧化强氧化 还原还原 弱还原或中性弱还原或中性 氧化气氛氧化气氛压力制度：预热带负压压力制度：预热带负压104030Pa 1020以前；以前； 烧成带、冷却带微正压烧成带、冷却带微正压15Pa以下；零压位以下；零压位（h） (气氛气氛)快速烧成：烧成周期快速烧成：烧成周期4小时以下的烧成过程。小时以下的烧成过程。2.1快速烧成的意义快速烧成的意义 （1）节约能源（燃料）节约能源（燃料） 烧成能耗占总成本烧成

20、能耗占总成本2030 烧成时间缩短烧成时间缩短10，产量提高，产量提高10，单，单位能耗降低位能耗降低4。第二节第二节 低温快速烧成低温快速烧成 （2） 充分利用原料资源充分利用原料资源 随着低温快速烧成的实现，大量的耐火度较低的随着低温快速烧成的实现，大量的耐火度较低的原料可以大量应用于陶瓷生产。如原料可以大量应用于陶瓷生产。如 硅灰石、透辉石、硅灰石、透辉石、霞石正长岩、含锂矿物以霞石正长岩、含锂矿物以 及一些尾矿等劣质原料。及一些尾矿等劣质原料。（3）减少窑具的使用量）减少窑具的使用量 隔焰、明焰辊道窑的使用大幅度减少了窑具的用隔焰、明焰辊道窑的使用大幅度减少了窑具的用量，量，（4）缩短

21、生产周期，提高生产效率）缩短生产周期，提高生产效率（5）低温快速烧成有利于色釉的显色，提高某些瓷）低温快速烧成有利于色釉的显色，提高某些瓷坯的强度。坯的强度。局限性：大件、较厚的产品，性能要求局限性：大件、较厚的产品，性能要求 特殊的产品不适合特殊的产品不适合2.2 快速烧成的工艺措施快速烧成的工艺措施 （1）坯釉能适合快速烧成的要求）坯釉能适合快速烧成的要求 体积随温度变化小（收缩、膨胀）体积随温度变化小（收缩、膨胀） 导热性好，晶型转变少，物理化学反应导热性好，晶型转变少，物理化学反应 速度快、排气少；速度快、排气少； 釉的始熔温度较高，高温粘度小且随温釉的始熔温度较高，高温粘度小且随温

22、度变化大。度变化大。（2）减少入窑坯水分，提高入窑坯温度）减少入窑坯水分，提高入窑坯温度（3）控制坯体形状、大小和厚度）控制坯体形状、大小和厚度（4）窑炉温差小保温好）窑炉温差小保温好 （5）窑具耐火度较高、热稳定性好）窑具耐火度较高、热稳定性好结构水最大允许排出速度与坯料配方及坯体厚度的关系结构水最大允许排出速度与坯料配方及坯体厚度的关系坯料配方坯料配方/质量质量面砖面砖厚度厚度/mm脱水范围内对应最大允脱水范围内对应最大允许排出速度许排出速度/min0151580A粘土粘土50，B粘土粘土5081113159229208B粘土粘土50，石英砂，石英砂25，霞石正，霞石正长岩长岩15，熟料，

23、熟料1013417A粘土粘土35，B粘土粘土35，熟料，熟料301315252.3 快速烧成的极限快速烧成的极限 陶瓷墙地砖辊道窑单层快烧工艺各阶段的最大升陶瓷墙地砖辊道窑单层快烧工艺各阶段的最大升温、冷却速度。温、冷却速度。坯体种类坯体种类尺寸尺寸/mm升温速度升温速度/min冷却速度冷却速度/min500之前之前500-700700-烧成烧成温度温度烧成温度烧成温度-600600-500500-350350-20地砖地砖10010010500-60060-70100-120200-25020-2580-100150-200地砖地砖15015013400-50040-5060-80150-2

24、0015-2050-60120-150面砖面砖150757500-60060-80150-200200-25020-3080-100150-2003.1装钵装钵 匣钵：陶瓷烧成过程中用于承装坯体的耐火材匣钵：陶瓷烧成过程中用于承装坯体的耐火材料容器。料容器。装钵的目的：装钵的目的：（1）隔离不洁净火焰与制品；）隔离不洁净火焰与制品； （2）合理利用窑位；）合理利用窑位； （3）防止釉面熔化后制品互相粘结。）防止釉面熔化后制品互相粘结。第三节第三节 装窑装窑 3.2日用陶瓷装窑方法日用陶瓷装窑方法扣装扣装座装座装（1）装钵方法）装钵方法（2）装倒焰窑、梭式窑特点装倒焰窑、梭式窑特点 清理吸火孔及

25、支烟道，保证火焰畅通；撒防粘清理吸火孔及支烟道，保证火焰畅通；撒防粘（砂）。（砂）。 底层用耐火垫，呈三角形支撑匣钵。匣钵柱底层用耐火垫，呈三角形支撑匣钵。匣钵柱中密边疏，边柱略向内倾斜，匣钵柱之间加支撑物。中密边疏，边柱略向内倾斜，匣钵柱之间加支撑物。 匣钵柱边低中高，保证火焰流畅。匣钵柱边低中高，保证火焰流畅。倒焰窑装窑示意图（3 3）装隧道窑车特点）装隧道窑车特点 匣钵柱排列应当有利于窑内焰气有规律匣钵柱排列应当有利于窑内焰气有规律流动；坯体大小、形状、厚度差别不能太大。流动；坯体大小、形状、厚度差别不能太大。（4）无匣钵装烧）无匣钵装烧隧道窑隧道窑日本日本NGKNGK公司电瓷梭式窑公司

26、电瓷梭式窑日本高砂日用瓷辊道窑日本高砂日用瓷辊道窑3.4 3.4 墙地砖装窑方法墙地砖装窑方法 目前墙地砖的烧成基本全部采用辊道目前墙地砖的烧成基本全部采用辊道窑单层装烧。窑单层装烧。3.53.5卫生洁具装窑方法卫生洁具装窑方法 传统窑炉的装烧类似日用陶瓷的装烧；传统窑炉的装烧类似日用陶瓷的装烧； 现代窑炉无匣烧成采用单层或多层棚架结现代窑炉无匣烧成采用单层或多层棚架结 构装窑。构装窑。4.1 窑具种类窑具种类 匣钵、棚板、支柱、各种耐火垫、匣钵、棚板、支柱、各种耐火垫、 托板、辊棒和窑车材料等。托板、辊棒和窑车材料等。 现代窑炉的重要标志之一，就是大幅度现代窑炉的重要标志之一，就是大幅度 减

27、少了窑具的用量，采用多种高级耐火材料减少了窑具的用量，采用多种高级耐火材料 窑具，满足快速烧成的需要。窑具，满足快速烧成的需要。第四节第四节 窑具窑具4.2窑具的性能要求窑具的性能要求 （1）足够的结构强度）足够的结构强度 常温强度和高温强度常温强度和高温强度（2）良好的抗热震性能）良好的抗热震性能 破坏机理：裂纹不断扩展；破坏机理：裂纹不断扩展； 热膨胀系数热膨胀系数 小，产生应力小，不易破坏小，产生应力小，不易破坏 熟料和基质熟料和基质 的相互关系；相对量的多少的相互关系；相对量的多少 影响较大。影响较大。例如：例如： (熟料熟料) (基质基质) 莫来石莫来石 堇青石堇青石 5.6 210

28、-6 熟料表面基质切向受到压熟料表面基质切向受到压 应力，径向受到张应力。应力，径向受到张应力。压应力压应力压应力压应力张张 应应 力力反之，基质切向受到张应力，产生微裂纹，反之，基质切向受到张应力，产生微裂纹， 能够抑制裂纹的扩散能够抑制裂纹的扩散 上述两种情况，控制得好都可以提高制品上述两种情况，控制得好都可以提高制品的抗热震性能。的抗热震性能。（3）重复使用时窑具的体积稳定性（不可逆变化）重复使用时窑具的体积稳定性（不可逆变化） 二次莫来石化引起体积膨胀二次莫来石化引起体积膨胀窑具中游离态的窑具中游离态的SiO2和刚玉，和刚玉，12701350反应反应 3Al2O3 + 2SiO2 3A

29、l2O32SiO2 （二次莫来石）（二次莫来石） 密度密度3.9 密度密度3.0 体积膨胀体积膨胀 碳化硅的氧化引起体积膨胀碳化硅的氧化引起体积膨胀 熔融石英的析晶引起体积膨胀熔融石英的析晶引起体积膨胀（4）导热性能）导热性能 良好的导热性，有利于窑具寿命提高，降良好的导热性，有利于窑具寿命提高，降 低燃料消耗，提高产品质量。低燃料消耗，提高产品质量。4.3. 窑具的材质类型窑具的材质类型（1）硅铝质（粘土质、高铝质和莫来石质）硅铝质（粘土质、高铝质和莫来石质） 粘土质使用温度粘土质使用温度1300 以下（耐火黏土）以下（耐火黏土） 高铝质使用温度高铝质使用温度1400 以下（熟铝矾土）以下（

30、熟铝矾土） 热稳定性较好热稳定性较好（2）硅铝镁质）硅铝镁质 莫来石莫来石-堇青石质堇青石质 高铝熟料高铝熟料+ +堇青石结合剂堇青石结合剂 堇青石堇青石-莫来石质莫来石质 堇青石熟料堇青石熟料+ +粘土质结合剂粘土质结合剂 此类窑具的使用温度此类窑具的使用温度1350 热稳定性好热稳定性好（3）碳化硅质）碳化硅质 导热系数大，导热系数大，500 时时 =15.12W/mK； 热膨胀系数小，热膨胀系数小， =5.57-5.5910-6/。 结合方式：粘土结合、氧化铝结合、结合方式：粘土结合、氧化铝结合、 氮化硅结合、再结晶氮化硅结合、再结晶 随着结合方式的优化各种性能进一步提高。随着结合方式的

31、优化各种性能进一步提高。 使用温度高使用温度高 1400 以上以上。 （4）熔融石英质）熔融石英质 SiO2 99.5% 时时=0.5410-6/, 使用温度可达使用温度可达1380。4.4窑具材料损坏机理分析窑具材料损坏机理分析 （1）硅酸铝质窑具）硅酸铝质窑具 相组成：莫来石、残余石英、刚玉和玻璃相组成：莫来石、残余石英、刚玉和玻璃一次莫来石长大一次莫来石长大晶界减少，强度降低。晶界减少，强度降低。 石英的方石英化石英的方石英化体积膨胀，结构疏松。体积膨胀，结构疏松。 二次莫来石化二次莫来石化体积膨胀，结构疏松。体积膨胀，结构疏松。损损 坏坏 机机 理理（2）硅铝镁质窑具）硅铝镁质窑具 相

32、组成：堇青石、莫来石、残余石英、相组成：堇青石、莫来石、残余石英、 刚玉和玻璃相。刚玉和玻璃相。损坏机理：堇青石的分解、溶解；莫来石损坏机理：堇青石的分解、溶解；莫来石 长大，二次莫来石化导致性能降低。长大，二次莫来石化导致性能降低。（3）碳化硅质）碳化硅质 SiC氧化氧化 SiO2 石英石英裂纹裂纹 SiC氧化氧化 反应式反应式P176表表10-16 （致密、抗氧化涂层）（致密、抗氧化涂层）（4）熔融石英质窑具）熔融石英质窑具 损坏机理：石英玻璃的方石英化，体积膨损坏机理：石英玻璃的方石英化，体积膨 胀，导致结构疏松损坏。特别是高温液相作用胀，导致结构疏松损坏。特别是高温液相作用 更大。更大

33、。损坏与气氛的关系：损坏与气氛的关系： 硅铝质和硅铝镁质窑具，在还原气氛下易损坏；硅铝质和硅铝镁质窑具，在还原气氛下易损坏； 碳化硅质和熔融石英质窑具，在氧化气氛下易碳化硅质和熔融石英质窑具，在氧化气氛下易 损坏。损坏。4.5 窑具的制造工艺窑具的制造工艺 （1）熟料的选用）熟料的选用 材质种类；颗粒级配；材质种类；颗粒级配；（2）结合剂与混合）结合剂与混合 结合剂：粘土、调和结合剂结合剂：粘土、调和结合剂 （堇青石质、莫来石质）和（堇青石质、莫来石质）和Si粉粉 混合方法：机械搅拌（干法、湿法）、混合方法：机械搅拌（干法、湿法）、 混合球磨和陈腐等。混合球磨和陈腐等。（3）造型与成形）造型与

34、成形 造型考虑坯体形状、装窑要求、简单、造型考虑坯体形状、装窑要求、简单、 厚度适宜、边角圆滑过渡。厚度适宜、边角圆滑过渡。 成形可采用注浆法、可塑法、压制法成形可采用注浆法、可塑法、压制法和等静压法等。和等静压法等。（4） 窑具的烧成窑具的烧成 温度制度：充分烧结，最高烧成温度大于温度制度：充分烧结，最高烧成温度大于 使用温度使用温度30100 气氛制度：气氛制度： 硅铝质和硅铝镁质一般用氧化气氛烧成；硅铝质和硅铝镁质一般用氧化气氛烧成； 碳化硅质和熔融石英质用还原气氛烧成。碳化硅质和熔融石英质用还原气氛烧成。（5）窑具生产的专业化和标准化）窑具生产的专业化和标准化 降低生产成本，提高窑具质量。提高产品降低生产成本，提高窑具质量。提高产品 质量。质量。作业作业v1、何为烧成制度？包括哪些内容？、何为烧成制度？包括哪些内容？v2、长石质坯体在加热过程中的物理化学变化？、长石质坯体在加热过程中的物理化学变化？ v3、何为还原焰烧成？、何为还原焰烧成？ v4、瓷坯中的二次莫来石？、瓷坯中的二次莫来石？