坯釉適應(yīng)性是指釉層與坯體能否緊密結(jié)合成完美的整體,既不開(kāi)裂也不剝落的性能。影響坯釉適應(yīng)性的因素很多,主要是坯釉的膨脹系數(shù)差,坯釉中間層,釉的彈性和釉層厚度。
(一)膨脹系數(shù)對(duì)坯釉適應(yīng)性的影響:
釉與坯是緊密聯(lián)系的,如釉的膨脹系數(shù)小于坯,則在冷卻過(guò)程中,釉比坯收縮少一些。此時(shí),釉層除受本身收縮作用自動(dòng)變形外,還受到坯體收縮所賦予的壓縮作用,故在凝固的釉層中保留下永久性的壓縮應(yīng)力。反之,若釉的膨脹系數(shù)大于坯,則釉的收縮比坯大,而受到坯體的拉伸作用,釉層就保留著永久性的張應(yīng)力。當(dāng)坯釉膨脹系數(shù)相等時(shí),坯層則無(wú)永久性的熱應(yīng)力。
由于釉的制壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗張強(qiáng)度,因此通常希望釉的膨脹系數(shù)略小于坯,從而使釉在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生壓應(yīng)力而避免張應(yīng)力,而且還可以提高成品的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。但釉的壓應(yīng)力如過(guò)釉層的耐壓極限值時(shí),則會(huì)造成釉層剝落。
國(guó)光廠的生產(chǎn)證明,提高制品抗釉裂的性能,主要在于控制坯釉之間的膨脹系數(shù)差。如釉的膨脹系數(shù)大于坯,燒成后冷卻時(shí)釉層收縮大,易使釉受到張應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。特別是制品過(guò)燒時(shí),由于胎中的殘留石英被熔解而減少,膨脹系數(shù)降低,會(huì)導(dǎo)致釉裂的情況增多。即使是燒成后的成品釉面暫時(shí)未裂,但在使用時(shí)加熱和冷卻,由于溫度急變受到熱應(yīng)力作用,也會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。這種現(xiàn)象,往往是從釉裂開(kāi)始。因此,制品的抗釉裂能力還與熱穩(wěn)定性密切相關(guān)。該廠為了適應(yīng)“高溫、快燒、急冷”的燒成要求,將釉中的長(zhǎng)石用量由55%逐步降低到47%,而相對(duì)增加石英的配合量,由18%提高到30%,使釉的膨脹系數(shù)降低。同時(shí)將坯料中的長(zhǎng)石用量減少,增加高嶺土和石英的配合量,既使坯料中的玻璃相減少,但膨脹系數(shù)又不致偏低。通過(guò)調(diào)整坯釉配方,縮小了坯釉之間的膨脹系數(shù)差,使釉處于壓應(yīng)力狀態(tài)。不僅提高了制品的抗釉裂能力,同時(shí)還提高了制品的熱穩(wěn)定性。但嚴(yán)格控制燒成制度仍是必要的。良好的坯釉配方,也要在合理的燒成條件下,才能得到理想的效果。
坯釉之間的膨脹系數(shù)差過(guò)大,通常用調(diào)整坯釉的化學(xué)組成來(lái)改善坯釉的適應(yīng)性。如何調(diào)整?應(yīng)視具體情況而定。一般是在坯料配方不變的基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整釉的組成。如釉料配方合理,性能良好,坯料的化學(xué)組成不適應(yīng),或因坯用原料有變化,則應(yīng)調(diào)整坯料配方。若釉的膨脹系數(shù)過(guò)大,釉層出現(xiàn)裂紋時(shí),可按下列方法之一進(jìn)行調(diào)整。
1、適當(dāng)增加SiO2含量,同時(shí)降低Na2O和K2O的含量。但釉的熔融溫度會(huì)相應(yīng)提高。
2、將熔劑組分中的高分子量氧化物,用低分子氧化物置換。
3、將SiO2的一部分用制成熔塊的B2O3置換。
如釉的膨脹系數(shù)過(guò)小,致使釉層剝落,則用相反的方法調(diào)整。
(二)中間層對(duì)坯釉適應(yīng)性的影響:
坯與釉在燒成中相互發(fā)生反應(yīng),在坯釉接觸部位,形成在化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)上都介于坯、釉的“中間過(guò)渡層”,使之結(jié)合為整體。
據(jù)有關(guān)資料介紹,厚度適當(dāng)?shù)闹虚g層能起到緩沖應(yīng)力的作用。如瓷器的燒成溫度偏低,影響坯釉中間層形成較薄而發(fā)生欠火裂時(shí),可采取延長(zhǎng)高火保溫時(shí)間或適當(dāng)提高燒成溫度的辦法來(lái)解決,使坯釉中間層適當(dāng)增厚。但應(yīng)視其坯釉的化學(xué)組成,因?yàn)樵谂饔灾虚g層中生成的一些晶體,有些對(duì)坯釉結(jié)合有利,而有些卻對(duì)坯釉結(jié)合不利。例如:在瓷器坯釉的中間層中,生成滲入到釉層中的莫來(lái)石,能加強(qiáng)坯釉結(jié)合,而方石英由于膨脹系數(shù)過(guò)大,則起不利影響。
坯釉中間層能否有利于坯與釉結(jié)合,不僅與中間層的厚度和性質(zhì)有關(guān),而且還與坯釉的種類有關(guān)。實(shí)踐證明,高火燒成的長(zhǎng)石質(zhì)瓷器,由于釉坯的化學(xué)組成比較接近,燒成溫度也較高,故兩者易于結(jié)合,釉裂的可能性小。但須注意坯與釉的化學(xué)組成應(yīng)保持適當(dāng)?shù)牟顒e,使釉的酸性系數(shù)適當(dāng)大于坯,以利于中間層的形成。
(三)釉的彈性對(duì)坯釉適應(yīng)性的影響:
釉的彈性對(duì)坯釉適應(yīng)性的影響不可忽視。如釉的彈件好,即使是釉的膨脹系數(shù)略大于坯,也不會(huì)引起釉層龜裂。這是由于釉的彈性補(bǔ)償了坯釉接觸層所產(chǎn)生的應(yīng)力,同時(shí)還能補(bǔ)償機(jī)械作用所產(chǎn)生的應(yīng)力。若釉的彈性不好,稍受應(yīng)力就可能引起釉層開(kāi)裂。
釉的彈性不僅與釉的組成有關(guān),而且與釉層的厚度也有聯(lián)系。實(shí)踐證明,堿土金屬氧化物能提高釉的彈性模數(shù),其中影響最大的是CaO,而堿金屬氧化物,如K2O和Na2O則能降低釉的彈性模數(shù),彈性模數(shù)愈小的釉,其彈性就度好。關(guān)于釉層的厚度,一般來(lái)說(shuō),釉層愈薄,彈性愈好。由于薄釉層在燒成過(guò)程中,釉的組分改變相應(yīng)變大,中間層的相對(duì)厚度增加,有利于提高釉層的壓應(yīng)力。如釉層加厚,則釉的壓應(yīng)力降低。故選擇適宜的釉層厚度尤為重要,釉層過(guò)厚易引起釉面開(kāi)裂,而釉層太薄易造成桔釉和薄釉黃等缺陷。據(jù)測(cè)定,白瓷的釉層厚度宜控制在0.2—0.3毫米之間。
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