8生产过程原理第七章烧成

上节回顾 1.1.注浆成型注浆成型l空心注浆空心注浆和和实心注浆实心注浆两种两种 压力注浆、真空注浆、离心注浆压力注浆、真空注浆、离心注浆 水玻璃、碳酸钠、焦磷酸钠、腐植酸钠、单宁酸钠、六偏水玻璃、碳酸钠、焦磷酸钠、腐植酸钠、单宁酸钠、六偏磷酸钠等都符合以上条件。磷酸钠等都符合以上条件。l 常用电解质常用电解质使同样含水量的泥浆变稀使同样含水量的泥浆变稀 2.2.可塑成型可塑成型 利用模具或刀具等运动所产生的外力（如压力、剪切、利用模具或刀具等运动所产生的外力（如压力、剪切、挤压等）使可塑泥料产生塑性变形而制成某种形状的制品，挤压等）使可塑泥料产生塑性变形而制成某种形状的制品，称为称为可塑成型可塑成型。上节回顾 3.3.压制成型压制成型压制成型对粉料的要求压制成型对粉料的要求（1 1）体积密度要大）体积密度要大应尽量提高粉料的体积密度：应尽量提高粉料的体积密度：1）造粒造粒 2 2）调整颗粒级配调整颗粒级配（2 2）流动性要好）流动性要好（3 3）含水量要合适，并且水分要均匀）含水量要合适，并且水分要均匀（4 4）易碎性）易碎性 v典型生产工艺流程7 7 脱水与干燥脱水与干燥第一节第一节 概概 述述 原料或半成品中含有高于工艺要求的水分，需要脱去的部分原料或半成品中含有高于工艺要求的水分，需要脱去的部分水分，以满足生产工艺的要求。水分，以满足生产工艺的要求。脱水：脱水：(1)(1)重力脱水；重力脱水；(2)(2)机械脱水；机械脱水；(3)(3)加热水分蒸发。加热水分蒸发。干燥：干燥：也称为烘干也称为烘干,用加热的方法除去物料中部分物理水分的过程。用加热的方法除去物料中部分物理水分的过程。干燥过程被广泛地应用于无机非金属材料的生产过程当中。干燥过程被广泛地应用于无机非金属材料的生产过程当中。干燥作用：干燥作用：（1 1）提高粉磨效率；）提高粉磨效率；（2 2）满足成型需要；）满足成型需要；（3 3）防止产品开裂或变形。）防止产品开裂或变形。分为：分为：自然干燥和人工干燥（机械干燥）。自然干燥和人工干燥（机械干燥）。自然干燥特点自然干燥特点：不消耗动力和燃料，操作简便，但是干燥速：不消耗动力和燃料，操作简便，但是干燥速度慢，产量低，劳动强度高，受气候条件的影响大，不适合于工度慢，产量低，劳动强度高，受气候条件的影响大，不适合于工业规模的生产业规模的生产 。人工干燥特点人工干燥特点：干燥速度快，产量大，不受气候条件的限制，：干燥速度快，产量大，不受气候条件的限制，便于实现自动化，适合于工业规模的生产。便于实现自动化，适合于工业规模的生产。人工干燥的加热方式：人工干燥的加热方式：（1 1）外热源法；）外热源法；（2 2）内热源法。）内热源法。外热源法：外热源法：是指在物料的外部对物料表面加热使物料受热，是指在物料的外部对物料表面加热使物料受热，蒸发水分，而得以干燥。外热源法的加热方式：蒸发水分，而得以干燥。外热源法的加热方式：（a a）对流加热）对流加热;（b b）辐射加热）辐射加热;（c c）对流）对流-辐射加热。辐射加热。内热源法：内热源法：是将湿物料放在高频交变的电磁场中或微波场中，是将湿物料放在高频交变的电磁场中或微波场中，使物料本身的分子产生剧烈的热运动发热或使交变电流通过物料使物料本身的分子产生剧烈的热运动发热或使交变电流通过物料而产生热量，物料中水分蒸发，得以干燥。而产生热量，物料中水分蒸发，得以干燥。最为广泛的最为广泛的还是外热源法中的对流加热，加热物料的介质为还是外热源法中的对流加热，加热物料的介质为干燥介质，干燥介质通常是热空气或热烟气。干燥介质，干燥介质通常是热空气或热烟气。浆体浆体的脱水是用重力或机械脱水的方法或喷雾干燥的方法来的脱水是用重力或机械脱水的方法或喷雾干燥的方法来进行。进行。粉状物料粉状物料或或坯体坯体的脱水则通常是用干燥的方法来完成。的脱水则通常是用干燥的方法来完成。普通粉状物料普通粉状物料的干燥通常采用回转式、流态化式、悬浮式等的干燥通常采用回转式、流态化式、悬浮式等类型的烘干设备。类型的烘干设备。坯体坯体则通常采用烘房、隧道式、链式、转盘式、则通常采用烘房、隧道式、链式、转盘式、推板式等烘干设备。推板式等烘干设备。第二节第二节 干燥的物理过程干燥的物理过程一、物料中水分的性质一、物料中水分的性质（一）化学结合水（一）化学结合水 以结晶水的形态存在于物料的矿物分子中，如高岭土以结晶水的形态存在于物料的矿物分子中，如高岭土(Al(Al2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O）中的结晶水。结合最为牢固，干燥工艺中）中的结晶水。结合最为牢固，干燥工艺中一般不予考虑。一般不予考虑。（二）物理化学结合水（二）物理化学结合水 吸附水（通过物料表面吸附形成的水膜以及水与物料颗粒形吸附水（通过物料表面吸附形成的水膜以及水与物料颗粒形成的多分子和单分子吸附层水膜）、渗透水（依靠物料组织壁内成的多分子和单分子吸附层水膜）、渗透水（依靠物料组织壁内外间的水分浓度差渗透形成的水）、微孔水（半径小于外间的水分浓度差渗透形成的水）、微孔水（半径小于1010-8-8m m）、）、毛细管水（半径介于毛细管水（半径介于1010-8-81010-6-6m m）以及结构水（存在于物料组织）以及结构水（存在于物料组织内部的水分，如胶体中水或层间水）。内部的水分，如胶体中水或层间水）。吸附水与物料的结合为最强。吸附水与物料的结合为最强。在物理化学结合水的排除阶段，物料基本上不产生收缩，用在物理化学结合水的排除阶段，物料基本上不产生收缩，用较高的干燥速度也不会使制品产生变形或开裂。较高的干燥速度也不会使制品产生变形或开裂。物理化学结合水又称为物理化学结合水又称为大气吸附水大气吸附水，与物料的结合较化学结，与物料的结合较化学结合水要弱，可以部分排除。合水要弱，可以部分排除。（三）机械结合水（三）机械结合水 润湿水、大孔隙水及粗毛细管水（半径大于润湿水、大孔隙水及粗毛细管水（半径大于1010-5-5m m）。与物）。与物料的结合最弱，干燥过程中被排除。也称为料的结合最弱，干燥过程中被排除。也称为自由水。自由水。注意收缩。注意收缩。按干燥过程中水分排除的限度来分，可以将物料中的水分为按干燥过程中水分排除的限度来分，可以将物料中的水分为平衡水分和可排除水分。平衡水分和可排除水分。平衡水分平衡水分:湿物料在干燥过程中其表面水蒸气分压与干燥介湿物料在干燥过程中其表面水蒸气分压与干燥介质中水蒸气分压达到动态平稳时，物料中的水分就不会继续减少，质中水蒸气分压达到动态平稳时，物料中的水分就不会继续减少，此时物料中的水分就称为平衡水分，此时物料中的水分就称为平衡水分，可排除水分可排除水分:高于平衡水分的水分称为可排除水分。温度越高于平衡水分的水分称为可排除水分。温度越高，湿度越低，物料中的平衡水分越低。高，湿度越低，物料中的平衡水分越低。二、物料干燥过程二、物料干燥过程 物料干燥：加热、外扩散和内扩散。物料干燥：加热、外扩散和内扩散。外扩散外扩散：物料表面的水分就要向干燥介质中扩散（蒸发）的：物料表面的水分就要向干燥介质中扩散（蒸发）的过程。过程。内扩散内扩散过程（湿扩散）：物料内部的水分就要向物料表面迁过程（湿扩散）：物料内部的水分就要向物料表面迁移的过程。移的过程。干燥过程可以分为三个阶段干燥过程可以分为三个阶段：（1 1）加热阶段；）加热阶段；（2 2）等速干燥阶段；）等速干燥阶段；（3 3）降速干燥阶段。）降速干燥阶段。平衡阶段平衡阶段（一）加热阶段（一）加热阶段 在干燥的初期阶段，干燥介质传给在干燥的初期阶段，干燥介质传给物料的热量大于物料中水分蒸发所需物料的热量大于物料中水分蒸发所需热量，物料温度升高，水分蒸发量升热量，物料温度升高，水分蒸发量升高，达到一种动态平衡。高，达到一种动态平衡。（二）等速干燥阶段（二）等速干燥阶段 在等速干燥阶段，干燥介质传给物在等速干燥阶段，干燥介质传给物料的热量等于物料中水分蒸发所需热料的热量等于物料中水分蒸发所需热量，所以物料温度保持不变。内扩散量，所以物料温度保持不变。内扩散速率大于外扩散速率，又称为外扩散速率大于外扩散速率，又称为外扩散控制阶段。控制阶段。主要是机械水的排除，干燥速率主要是机械水的排除，干燥速率过大会发生因物料体积收缩而引起的过大会发生因物料体积收缩而引起的制品变形或开裂事故，应加以注意。制品变形或开裂事故，应加以注意。（三）降速干燥阶段（三）降速干燥阶段 内扩散速率小于外扩散速率，物料表面不再保持湿润，称为内扩散控制阶段。内扩散速率小于外扩散速率，物料表面不再保持湿润，称为内扩散控制阶段。当物料的水分达到平衡水分时，干燥速率降到零，这时干燥过程终止。当物料的水分达到平衡水分时，干燥速率降到零，这时干燥过程终止。三、干燥速率的影响因素三、干燥速率的影响因素（一）外扩散速率（一）外扩散速率 干燥介质及生坯表面的蒸气分压、干燥介质及生坯表面的温干燥介质及生坯表面的蒸气分压、干燥介质及生坯表面的温度，干燥介质的流速和方向，生坯表面粘滞气膜的厚度、热量的度，干燥介质的流速和方向，生坯表面粘滞气膜的厚度、热量的供给方式、干燥方法。供给方式、干燥方法。1 1、干燥介质的温度、干燥介质的温度 干燥介质的温度干燥介质的温度tt，物料与介质的温度差，物料与介质的温度差tt，传热速，传热速度度，传热量，传热量QQ，干燥速度，干燥速度vv2 2、干燥介质的湿度、干燥介质的湿度 介质的相对湿度介质的相对湿度，水分汽化速度，水分汽化速度，干燥速度，干燥速度ww。3 3、干燥介质的流速、干燥介质的流速 介质的流速介质的流速ww，q q对流对流，干燥速度，干燥速度vv；流体与物料表；流体与物料表面的层流底层厚度面的层流底层厚度层层，对传热、传质都有利。，对传热、传质都有利。ww，物料飞扬损失，物料飞扬损失，介质热利用率，介质热利用率，流体阻力，流体阻力，能耗能耗。一般出口风速：一般出口风速：1.51.53.0m/s3.0m/s。4 4、干燥介质与物料的接触面、干燥介质与物料的接触面 干燥介质与物料的接触面干燥介质与物料的接触面FF，干燥速度，干燥速度vv。增加接触面的方法：将固体物料破碎增加接触面的方法：将固体物料破碎 使物料悬浮在干燥介质中干燥使物料悬浮在干燥介质中干燥 在回转烘干机内增加扬料板在回转烘干机内增加扬料板5 5、物料的性质、结构、物料的性质、结构 物料的性质、结构不同，它的化学组成与水的结合方式不同，物料的性质、结构不同，它的化学组成与水的结合方式不同，有的物料以非结合水为主，有的物料以结合水为主。有的物料以非结合水为主，有的物料以结合水为主。物料中结合水物料中结合水，干燥时间，干燥时间，干燥速度，干燥速度。6 6、物料的水分量、物料的水分量 物料的初水分、终水分、临界水分决定着等速阶段、降速阶段物料的初水分、终水分、临界水分决定着等速阶段、降速阶段的长短，影响干燥时间，即影响干燥速度。的长短，影响干燥时间，即影响干燥速度。7 7、干燥机的构造、干燥机的构造 合理的尺寸、结构型式，良好的密封和操作情况，以及适当地合理的尺寸、结构型式，良好的密封和操作情况，以及适当地提高回转烘干机的转速，将有利于提高干燥速度速度，缩短干燥时提高回转烘干机的转速，将有利于提高干燥速度速度，缩短干燥时间。间。（二）内扩散速率（二）内扩散速率 内因：含水率、生坯的组成与结构等。内因：含水率、生坯的组成与结构等。外因：生坯温度外因：生坯温度 内扩散：湿扩散、热扩散。内扩散：湿扩散、热扩散。湿扩散湿扩散是指在水分浓度差的作用下，水分从物料内浓度高是指在水分浓度差的作用下，水分从物料内浓度高的的地方向浓度低的地方的迁移过程。湿扩散速率与物料制品的的地方向浓度低的地方的迁移过程。湿扩散速率与物料制品的厚度有关，因此减薄制品的厚度可以提高干燥速率。的厚度有关，因此减薄制品的厚度可以提高干燥速率。热扩散热扩散是指在温度差的作用下，水分从物料内温度高的地方是指在温度差的作用下，水分从物料内温度高的地方向温度低的地方的迁移过程。用向温度低的地方的迁移过程。用内部内部加热方式，物料内部温度加热方式，物料内部温度高于表面温度，热扩散成为干燥的动力。应尽可能采用内部加高于表面温度，热扩散成为干燥的动力。应尽可能采用内部加热方式或其它使热扩散能够成为干燥动力的加热方式。热方式或其它使热扩散能够成为干燥动力的加热方式。四、制品在干燥过程中的收缩与变形四、制品在干燥过程中的收缩与变形 自由水排除阶段，水分的排除，颗粒相互靠拢，产生收缩使自由水排除阶段，水分的排除，颗粒相互靠拢，产生收缩使制品产生变形。自由水排除完毕，进入降速干燥阶段时，收缩即制品产生变形。自由水排除完毕，进入降速干燥阶段时，收缩即停止。停止。对于对于薄壁薄壁制品，内部水分浓度梯度不大，实验表明，其线收制品，内部水分浓度梯度不大，实验表明，其线收缩系数与干燥条件无关。缩系数与干燥条件无关。厚壁厚壁制品、内部水分不均匀、制品各向制品、内部水分不均匀、制品各向厚簿不均，收缩不一致，进而造成收缩应力的不均匀。表面和棱厚簿不均，收缩不一致，进而造成收缩应力的不均匀。表面和棱角处比内部干燥得快，壁薄处比壁厚处干燥得快。制品表面部位角处比内部干燥得快，壁薄处比壁厚处干燥得快。制品表面部位的收缩受到内部的限制，从而使内部受到压应力而表面受到张应的收缩受到内部的限制，从而使内部受到压应力而表面受到张应力，当张应力超过材料的极限抗拉强度时，制品表面就会产生开力，当张应力超过材料的极限抗拉强度时，制品表面就会产生开裂。裂。五、干燥方法五、干燥方法 、对流（辐射）、对流（辐射）、电干燥、电干燥 、微波干燥、微波干燥 、红外干燥、红外干燥 是利用热气（烟气或热空气）的对流传热作用，将热传给是利用热气（烟气或热空气）的对流传热作用，将热传给坯体，使坯体内的水分蒸发而干燥的方法。坯体，使坯体内的水分蒸发而干燥的方法。对流（辐射）对流（辐射）对流干燥，设备简单，热源易于获得，温度和流速易于对流干燥，设备简单，热源易于获得，温度和流速易于控制调节，但总的来说，热扩散方向与湿扩散方向相反，不控制调节，但总的来说，热扩散方向与湿扩散方向相反，不利于干燥速度提高。利于干燥速度提高。工频干燥工频干燥 加在生坯端面电极上的工频交变电压，在坯内产生电流而发加在生坯端面电极上的工频交变电压，在坯内产生电流而发热，属于内热式干燥。含水率高的部位电阻小、通过的电流大，热，属于内热式干燥。含水率高的部位电阻小、通过的电流大，产生的热量也大。产生的热量也大。电热干燥效率较高，如电瓷生坯一般电热干燥效率较高，如电瓷生坯一般10-1510-15天阴干，电热干天阴干，电热干燥仅要燥仅要4 4小时；含水率小时；含水率1313的泥浆注浆成型的玻璃池窑大砖的泥浆注浆成型的玻璃池窑大砖(单重单重300kg300kg以上以上)，脱模后若要把水分降到，脱模后若要把水分降到6 6，采取自然阴干需几十，采取自然阴干需几十天，采用电干约需天，采用电干约需1515天。天。特点：特点：（1 1）能实现均匀干燥）能实现均匀干燥（2 2）热扩散、湿扩散方向一）热扩散、湿扩散方向一致，干燥速度快，单位热耗小。致，干燥速度快，单位热耗小。以高频或相应频率的电磁波辐射使生坯内产生松弛极化，转以高频或相应频率的电磁波辐射使生坯内产生松弛极化，转化为干燥的热能。化为干燥的热能。这种方法干燥很快，生坯温度这种方法干燥很快，生坯温度6060时，汽化量可能超过蒸时，汽化量可能超过蒸汽逸出量使坯内压强增高，甚至鼓胀开裂，应控制生坯温度。汽逸出量使坯内压强增高，甚至鼓胀开裂，应控制生坯温度。当以含水率当以含水率6.96.9的的1521521521525mm5mm的面砖生坯单片通过这种的面砖生坯单片通过这种干燥器，由进到出仅干燥器，由进到出仅5 5分钟，含水率降到分钟，含水率降到0.550.55。目前仅用来快。目前仅用来快速干燥电子陶瓷生坯。速干燥电子陶瓷生坯。电耗一般高达电耗一般高达2.5-3.0kWh2.5-3.0kWhkgkg水，不经济。水，不经济。高频干燥高频干燥 微波干燥微波干燥 是以微波辐射使生坯内极性强的分子，主要是水分子运动随是以微波辐射使生坯内极性强的分子，主要是水分子运动随交变电场的变化而加剧，发生摩擦而转化为热能使生坯干燥的方交变电场的变化而加剧，发生摩擦而转化为热能使生坯干燥的方法。法。坯体单位时间、单位体积内产生的热量与频率、电场强坯体单位时间、单位体积内产生的热量与频率、电场强度及坯体的介质损耗有关。度及坯体的介质损耗有关。2.2.主要特点：主要特点：（1 1）均匀快速。热、湿传导方向一致）均匀快速。热、湿传导方向一致（2 2）具有选择性）具有选择性（3 3）热效率高）热效率高（4 4）干燥设备体小、轻巧，便于自控）干燥设备体小、轻巧，便于自控（5 5）具有微波辐射，需进行特殊防护。）具有微波辐射，需进行特殊防护。（6 6）设备费用高，耗电量大。）设备费用高，耗电量大。近红外与远红外干燥近红外与远红外干燥1.1.原理原理 是利用红外辐射元件发出的红外线为被加热物体所吸收，是利用红外辐射元件发出的红外线为被加热物体所吸收，直接转变为热能而达到加热干燥的方法。直接转变为热能而达到加热干燥的方法。水是红外敏感物质，在红外线的作用下水分子的键长和键角水是红外敏感物质，在红外线的作用下水分子的键长和键角振动，偶极矩反复改变，吸收的能量与偶极矩变化的平方成正比，振动，偶极矩反复改变，吸收的能量与偶极矩变化的平方成正比，干燥过程主要是由水分子大量吸收辐射能，因此效率很高。干燥过程主要是由水分子大量吸收辐射能，因此效率很高。2 2 红外辐射器红外辐射器管状、灯状、板状等。均由三部分组成：管状、灯状、板状等。均由三部分组成：（1 1）基体）基体（2 2）基体表面能辐射红外线的涂层）基体表面能辐射红外线的涂层（3 3）热源及保温装置）热源及保温装置 金属基体或陶瓷基体：耐火材料、金属基体或陶瓷基体：耐火材料、SiCSiC、锆英石、不锈钢、锆英石、不锈钢、铝合金等。铝合金等。金属氧化物和碳化物等。金属氧化物和碳化物等。热源：电加热、煤气加热或燃油加热等。热源：电加热、煤气加热或燃油加热等。3 3、红外干燥的优点、红外干燥的优点（1 1）干燥速度快，生产效率高）干燥速度快，生产效率高 辐射与干燥几乎同辐射与干燥几乎同时开始，无明显的预热时开始，无明显的预热阶段。阶段。实际的例子很多，如：原用实际的例子很多，如：原用8080热风干燥要热风干燥要2 h2 h时的生坯，时的生坯，改用远红外干燥，生坯温度约改用远红外干燥，生坯温度约8080，仅需，仅需10 min10 min。又如卫生器生。又如卫生器生坯在通风的厂房里要干燥坯在通风的厂房里要干燥1818天，改用近红外干燥仅用天，改用近红外干燥仅用1 1天，再改天，再改用远红外干燥，时间和能量消耗又都减少用远红外干燥，时间和能量消耗又都减少1/21/2左右。左右。（2 2）节约能源消耗）节约能源消耗（3 3）设备规模小，建设费用低）设备规模小，建设费用低（4 4）干燥质量好）干燥质量好 红外线具有一定的穿透能力，表面、内部同时吸收能量，红外线具有一定的穿透能力，表面、内部同时吸收能量，热扩散、湿扩散方向一致，加热均匀。热扩散、湿扩散方向一致，加热均匀。综合干燥综合干燥 生产中根据生坯不同干燥阶段特点，将几种方法综合起生产中根据生坯不同干燥阶段特点，将几种方法综合起来以达到快速干燥的目的的方法。来以达到快速干燥的目的的方法。例如大型注浆坯先在原地用电热干燥，达到降速阶段移例如大型注浆坯先在原地用电热干燥，达到降速阶段移入干燥器，施釉之后再用红外辐射干燥，并准备烧成。入干燥器，施釉之后再用红外辐射干燥，并准备烧成。又如英国带式快速干燥器也属于联合干燥器的类型。生坯又如英国带式快速干燥器也属于联合干燥器的类型。生坯用带式运输、红外与热风交替干燥。当用红外线辐射生坯时显用带式运输、红外与热风交替干燥。当用红外线辐射生坯时显著提高水分温度，加速内扩散；然后移动位置改用热风喷吹，著提高水分温度，加速内扩散；然后移动位置改用热风喷吹，加速外扩散。当生坯湿度梯度偏大时又转入下一次红外辐射，加速外扩散。当生坯湿度梯度偏大时又转入下一次红外辐射，达到临界水分全以热风喷吹，也不会产生缺陷了。达到临界水分全以热风喷吹，也不会产生缺陷了。经过高温烧成过程，陶瓷多孔性的坯体会发生一系列的物理、经过高温烧成过程，陶瓷多孔性的坯体会发生一系列的物理、化学变化，最后达到所要求的性能。化学变化，最后达到所要求的性能。这些物理化学变化包括膨胀、收缩、气体的产生、液相的出现、这些物理化学变化包括膨胀、收缩、气体的产生、液相的出现、旧晶相的消失和新晶相的出现等。旧晶相的消失和新晶相的出现等。要获得全瓷化的材料，就必须经过完全烧结的过程；即坯体在要获得全瓷化的材料，就必须经过完全烧结的过程；即坯体在烧成过程中烧成过程中收缩达到最大，显气孔率接近于零，致密度达到最高。收缩达到最大，显气孔率接近于零，致密度达到最高。此时的坯体性能达到最佳，这种现象又称为此时的坯体性能达到最佳，这种现象又称为“瓷化瓷化”。8 烧 成8.1 概 述烧结烧结：如果侧重考虑高温下粉料填充空隙的过程，：如果侧重考虑高温下粉料填充空隙的过程，烧成烧成又常称为烧结。又常称为烧结。是一种利用热能使粉末坯体致密化的技术，其具体的定义是指多孔状是一种利用热能使粉末坯体致密化的技术，其具体的定义是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。致密化过程。1.1.窑炉不同：窑炉不同：烧成大批量的烧成大批量的普通陶瓷普通陶瓷一般是在隧道窑、辊道一般是在隧道窑、辊道窑或梭式窑等窑炉中进行的。窑或梭式窑等窑炉中进行的。特种陶瓷特种陶瓷的烧成是在各种电炉（如的烧成是在各种电炉（如管式炉、立式炉、箱式炉、电阻炉、感应炉、碳管炉等）中进行管式炉、立式炉、箱式炉、电阻炉、感应炉、碳管炉等）中进行的，的，2.2.气氛不同气氛不同：普陶烧成普陶烧成采用的是氧化或还原气氛采用的是氧化或还原气氛。特种陶瓷特种陶瓷的的烧成烧成可用保护气体（如氢、氖、氮气等）也可在真空或空气中进可用保护气体（如氢、氖、氮气等）也可在真空或空气中进行烧成。行烧成。3 3.烧结方法不同烧结方法不同：普陶烧成普陶烧成采用的是液相烧结；采用的是液相烧结；特种陶瓷特种陶瓷的的烧成可用热压烧结、热等静压烧结、反应烧结、高温自蔓延烧结、烧成可用热压烧结、热等静压烧结、反应烧结、高温自蔓延烧结、液相烧结等。液相烧结等。普陶与特陶在烧成方面的区别普陶与特陶在烧成方面的区别1.低温预热阶段（室温低温预热阶段（室温300）2.氧化分解及晶型转化期（氧化分解及晶型转化期（300950）3.成瓷期（成瓷期（950烧成温度）烧成温度）4.冷却期（烧成温度至室温）冷却期（烧成温度至室温）8.2 坯体坯体烧成过程中的物理化学变化烧成过程中的物理化学变化7.2 7.2 烧成过程中的物理化学变化烧成过程中的物理化学变化 以普通粘土质陶瓷为例，以普通粘土质陶瓷为例，烧成过程中的物理化学变化烧成过程中的物理化学变化是制定是制定烧成制度的基础。烧成制度的基础。（一）低温预热阶段（温度由常温（一）低温预热阶段（温度由常温300300左右）左右）排除干燥后残余水分排除干燥后残余水分(5(5以下，日用瓷常在以下，日用瓷常在3 3以下以下)，也称，也称小火或预热阶段。小火或预热阶段。坯体的变化：坯体的变化：（1 1）质量减轻：水分的排除）质量减轻：水分的排除 （2 2）气孔率增加：水分排出，空隙）气孔率增加：水分排出，空隙 增多增多 （3 3）体积收缩：水分排出，固体颗粒靠拢）体积收缩：水分排出，固体颗粒靠拢 低温预热阶段所发生的变化是低温预热阶段所发生的变化是物理现象物理现象，实际上是干燥过程，实际上是干燥过程的继续。因此要提高窑炉的生产效率，应当使坯体入窑水分尽量的继续。因此要提高窑炉的生产效率，应当使坯体入窑水分尽量降低。降低。（二）氧化分解阶段（温度在（二）氧化分解阶段（温度在300300950950之间）之间）1 1、结晶水的排出、结晶水的排出 坯料中各种粘土原料和其它含水矿物（如滑石、云母等），在此阶段进行结构水（或称结晶水)的排除。粘土矿脱水分解起始温度为200-300，剧烈脱水温度和脱水速度，取决于矿物组成，结晶程度、坯体厚度和升温速度。例如高岭土脱水温度为500-700，后期水分排除速度较快；蒙脱石脱水温度为600-750，伊利石脱水温度为400-600，后两者水分排除速度较和缓。2 2、碳素和有机物的氧化、碳素和有机物的氧化 来源于结合粘土，北方紫木节土、黑碱石、黑矽砂石和南方的黑泥等含有大量有机物和碳素；压制成型时，坯料中添有有机粘合剂，坯体表面占有润滑油；此外燃烧烟气中未燃尽的碳粒可能沉积在坯体表面。这些物质在加热时均会发生氧化反应。这些反应要在釉面熔融和坯体显气孔封闭前结束。否则，就这些反应要在釉面熔融和坯体显气孔封闭前结束。否则，就会产生烟熏、起泡等缺陷。会产生烟熏、起泡等缺陷。3 3、硫化铁的氧化、硫化铁的氧化 二硫化铁（二硫化铁（FeSFeS2 2）是一种有害物质，若不在釉面熔融和坯体）是一种有害物质，若不在釉面熔融和坯体气孔封闭前氧化成氧化铁（气孔封闭前氧化成氧化铁（FeFe2 2O O3 3），则易使制品起泡。且生成），则易使制品起泡。且生成的氧化铁又会使制品表面污染成黄、黑色。的氧化铁又会使制品表面污染成黄、黑色。4 4、碳酸盐、硫酸盐的分解、碳酸盐、硫酸盐的分解 5 5、晶型转变、晶型转变 石英在配方中一般用量较多，在本阶段将发生多晶转化。石石英在配方中一般用量较多，在本阶段将发生多晶转化。石英在英在573573时，时，-石英迅速地转变为石英迅速地转变为-石英，体积膨胀石英，体积膨胀0.82%0.82%；在在870-870-石英缓慢地转变为石英缓慢地转变为-鳞石英，体积膨胀鳞石英，体积膨胀16%16%。在。在900900附近，长石与石英。长石与分解后的粘土颗粒，在接触位置处有附近，长石与石英。长石与分解后的粘土颗粒，在接触位置处有共熔体的液滴生成。共熔体的液滴生成。晶型转变对制品不会带来多大的影响。晶型转变对制品不会带来多大的影响。无定形无定形AlAl2 2O O3 3，在，在950950时转化为时转化为-Al-Al2 2O O3 3。伴随以上化学变化，本阶段发生以上物理变化：伴随以上化学变化，本阶段发生以上物理变化：随着结构水和分解气体的排除，随着结构水和分解气体的排除，坯体质量急速减少，密度减坯体质量急速减少，密度减少，气孔增加。少，气孔增加。根据配方中粘土、石英含量多少发生不同程度的根据配方中粘土、石英含量多少发生不同程度的体积变化。后期由于少量熔体的胶结作用，使坯体强度相应提高。体积变化。后期由于少量熔体的胶结作用，使坯体强度相应提高。为保证氧化分解反应在液相大量出现以前进行彻底，为保证氧化分解反应在液相大量出现以前进行彻底，本阶段本阶段应注意加强通风，保持良好的氧化气氛；控制升温速度，保证有应注意加强通风，保持良好的氧化气氛；控制升温速度，保证有足够的氧化分解反应时间，必要时可进行保温，同时减小窑内上足够的氧化分解反应时间，必要时可进行保温，同时减小窑内上下温差。下温差。（三）高温玻化成瓷阶段（温度从（三）高温玻化成瓷阶段（温度从950950到最高烧成温度）到最高烧成温度）1 1、10501050以前，继续氧化分解反应并排除结构水。以前，继续氧化分解反应并排除结构水。有资料认为，坯料中的结构水在有资料认为，坯料中的结构水在800800前只排除前只排除3/43/4，其余要，其余要在更高温度下才能排除，升温快时残留结构水甚至会延迟到在更高温度下才能排除，升温快时残留结构水甚至会延迟到12001200才排除完全。才排除完全。2 2、硫酸盐分解、高价铁还原、粘土分解反应生成一次莫来石、硫酸盐分解、高价铁还原、粘土分解反应生成一次莫来石硫酸盐的分解和高价铁的还原与分解硫酸盐的分解和高价铁的还原与分解 由粘土矿分解出的无定形由粘土矿分解出的无定形A1A12 2O O3 3和和SiOSiO2 2，在，在950950左右开始转变左右开始转变为为-A1-A12 2O O3 3，由，由X X射线证实，射线证实，11001100已有微量已有微量莫来石莫来石。3 3、液相生成、固相溶解（长石、液相生成、固相溶解（长石11701170分解，生成液相）分解，生成液相）熔融长石与低共熔物，构成瓷坯中的熔融长石与低共熔物，构成瓷坯中的玻璃相玻璃相。粘土颗粒及石英可以部分地溶解在这些玻璃相中，未被溶粘土颗粒及石英可以部分地溶解在这些玻璃相中，未被溶解之颗粒及石英等物质之间的空隙，也逐渐被这些玻璃态物质解之颗粒及石英等物质之间的空隙，也逐渐被这些玻璃态物质所填充，体积发生收缩，密度增加。所填充，体积发生收缩，密度增加。其变化率与组成有关，如石英量多，长石量少的坯体收缩其变化率与组成有关，如石英量多，长石量少的坯体收缩小，否则相反。小，否则相反。一次莫来石呈现粒状或片状一次莫来石呈现粒状或片状4 4、新结晶相（二次莫来石）的形成与结晶的生长、新结晶相（二次莫来石）的形成与结晶的生长 长石熔体碱离子迁移，组成移向莫来石的析晶区，形成二次长石熔体碱离子迁移，组成移向莫来石的析晶区，形成二次莫来石；一次莫来石熔融，并在二次莫来石上长大，为莫来石；一次莫来石熔融，并在二次莫来石上长大，为针状针状。由高岭石分解物形成的粒状及片状莫来石称为一次莫由高岭石分解物形成的粒状及片状莫来石称为一次莫来石，由长石熔体形成的来石，由长石熔体形成的针状针状莫来石称为二次莫来石。莫来石称为二次莫来石。温度继续升高温度继续升高，长石不断熔化至，长石不断熔化至12001200以上几乎熔完。它在以上几乎熔完。它在熔化过程中因不断溶解粘土分解物和细粒石英，从而熔体组分不熔化过程中因不断溶解粘土分解物和细粒石英，从而熔体组分不断变化。这种高硅质熔体首先将细小针状莫来石溶解，高温时针断变化。这种高硅质熔体首先将细小针状莫来石溶解，高温时针状莫来石也强烈受蚀。状莫来石也强烈受蚀。与此同时，与此同时，三组分共熔物亦不断增加三组分共熔物亦不断增加。液相的作用液相的作用在于促使晶体发生重结晶，由于细晶溶解度大于在于促使晶体发生重结晶，由于细晶溶解度大于粗晶，因而小晶溶解后就向大晶粒上沉积，导致大晶粒进一步长粗晶，因而小晶溶解后就向大晶粒上沉积，导致大晶粒进一步长大。有资料认为，除二次莫来石可长成较大针晶外，一次莫来石大。有资料认为，除二次莫来石可长成较大针晶外，一次莫来石也可就地再结晶成针晶。也可就地再结晶成针晶。结论结论：在高温阶段：在高温阶段，坯体气孔率迅速降低，体积急剧收缩，坯体气孔率迅速降低，体积急剧收缩，强度、硬度增大，坯体颜色由淡黄、青灰转变成白色，坯体显出强度、硬度增大，坯体颜色由淡黄、青灰转变成白色，坯体显出光泽并具半透明感，标志坯已瓷化烧结。光泽并具半透明感，标志坯已瓷化烧结。5 5、釉料熔融成为玻璃体、釉料熔融成为玻璃体（四）高火保温期（四）高火保温期（0.5-2h0.5-2h）液相量增加液相量增加 晶体继续生长晶体继续生长 进一步坯体瓷化，釉层玻化进一步坯体瓷化，釉层玻化 各种反应进行更完善各种反应进行更完善 制品烧结：由于液相的粘滞流动和表面张力的拉紧作用，制品烧结：由于液相的粘滞流动和表面张力的拉紧作用，使它能填充坯内孔隙，促使晶粒重排、互相靠拢、彼此粘结成使它能填充坯内孔隙，促使晶粒重排、互相靠拢、彼此粘结成为整体。为整体。（五）冷却阶段（五）冷却阶段 冷却阶段是制品从烧成温度降至常温的全部过程。冷却阶段是制品从烧成温度降至常温的全部过程。l l、液相析晶；、液相析晶；2 2、玻璃相物质凝固；、玻璃相物质凝固；3 3、游离石英晶型转变。、游离石英晶型转变。在在573-573-石英转变为石英转变为-石英，体积收缩石英，体积收缩0.82%0.82%。270270时，时，-方石英转变为方石英转变为-方石英，体积收缩方石英，体积收缩2.8%2.8%。冷却过程中析出的莫来石都为粗大针状晶冷却过程中析出的莫来石都为粗大针状晶(如图如图)，但这种莫，但这种莫来石所占比例不大。来石所占比例不大。冷却阶段也可细分为急冷冷却阶段也可细分为急冷/缓冷和最终冷却三个阶段缓冷和最终冷却三个阶段.从最高烧成温度从最高烧成温度(高火保温结束高火保温结束)到到850850为为急冷阶段急冷阶段。此时坯。此时坯体内液相还处于塑性状态，故可进行快冷而不开裂。体内液相还处于塑性状态，故可进行快冷而不开裂。快冷不仅可以缩短烧成周期，加快整个烧成过程，而且可以快冷不仅可以缩短烧成周期，加快整个烧成过程，而且可以有效防止液相吸晶和晶粒长大以及低价铁的再度氧化。从而可以有效防止液相吸晶和晶粒长大以及低价铁的再度氧化。从而可以提高坯体的机械强度提高坯体的机械强度/白度和釉面光泽度。冷却速度可控制在白度和釉面光泽度。冷却速度可控制在150150 300/h300/h。从从850850到到400400为为缓冷阶段缓冷阶段。850850以下液相开始凝固，初期以下液相开始凝固，初期凝固强度很低。此外在凝固强度很低。此外在573573左右，石英晶型转化又伴随体积变化。左右，石英晶型转化又伴随体积变化。对于含碱和游离石英较多的坯体更要注意，因含碱高的玻璃热膨对于含碱和游离石英较多的坯体更要注意，因含碱高的玻璃热膨胀系数大，加之石英晶型转变，引起的体积收缩应力很大，故应胀系数大，加之石英晶型转变，引起的体积收缩应力很大，故应缓慢冷却缓慢冷却。急冷速度可控制在。急冷速度可控制在4070/h4070/h。若冷却不当将引起惊釉。若冷却不当将引起惊釉缺陷。缺陷。从从400到室温为最终冷却阶段，一般可以到室温为最终冷却阶段，一般可以快冷快冷，降温速度可，降温速度可控制在控制在100/h以上，但由于温差逐渐减小，冷却速度提高实际受以上，但由于温差逐渐减小，冷却速度提高实际受到限制。对于含大量到限制。对于含大量方石英方石英类陶坯，在晶型转化区间仍应缓冷。类陶坯，在晶型转化区间仍应缓冷。对于采用氧化焰烧成陶瓷的场合，烧成过程较简单，关键是对于采用氧化焰烧成陶瓷的场合，烧成过程较简单，关键是控制氧化分解反应在坯釉烧结之前进行充分。因此在控制氧化分解反应在坯釉烧结之前进行充分。因此在950以上应以上应缓慢升温，减小温差，通风良好。其他阶段和前面相同，烧成操缓慢升温，减小温差，通风良好。其他阶段和前面相同，烧成操作也较容易。作也较容易。7.3 7.3 烧成制度的制定烧成制度的制定一、烧成制度与产品性能的关系一、烧成制度与产品性能的关系 烧成过程：烧成过程：将坯体在一定的条件下进行热处理，使之发生质将坯体在一定的条件下进行热处理，使之发生质变成为陶瓷产品的过程。变成为陶瓷产品的过程。坯体经过一系列的物理坯体经过一系列的物理化学变化，形成矿物组成和显微化学变化，形成矿物组成和显微结构，获得所要求的性能指标。结构，获得所要求的性能指标。采用合理的烧成制度采用合理的烧成制度，是保证获，是保证获得优良产品的必要条件。得优良产品的必要条件。烧成制度烧成制度包括包括温度制度温度制度、气氛制度气氛制度和和压力制度压力制度。影响产品性能的关键：影响产品性能的关键：T Tt t，atmosphereatmosphere 气氛制度气氛制度：烧成时的气氛要求，气氛类型。：烧成时的气氛要求，气氛类型。压力制度压力制度旨在保证窑炉按照要求的温度制度与气氛制度进行旨在保证窑炉按照要求的温度制度与气氛制度进行烧成。烧成。温度制度温度制度包括升温速度、烧成温度、保温时间及冷却速度。包括升温速度、烧成温度、保温时间及冷却速度。（一）烧成温度对产品性能的影响（一）烧成温度对产品性能的影响 烧成温度烧成温度是指陶瓷坯体烧成时获得是指陶瓷坯体烧成时获得最优性质最优性质时的相应温度，时的相应温度，即烧成时的止火温度。即烧成时的止火温度。实际操作时，止火温度是指一个允许的波动范围，习惯上称实际操作时，止火温度是指一个允许的波动范围，习惯上称之为之为烧成范围。烧成范围。下限温度下限温度：坯体技术性能开始达到要求指标时的对应温度；：坯体技术性能开始达到要求指标时的对应温度；上限温度上限温度：坯体的结构和性能指标开始劣化时的温度。：坯体的结构和性能指标开始劣化时的温度。固相烧结：固相烧结：依靠坯体粒子的表面能和晶粒间的界面来推动，依靠坯体粒子的表面能和晶粒间的界面来推动，因而烧成温度的高低除了与坯料的种类有关外，还与坯料的因而烧成温度的高低除了与坯料的种类有关外，还与坯料的细度细度及及烧成时间烧成时间密切相关。颗粒细则比表面大、能量高，烧结活性大，密切相关。颗粒细则比表面大、能量高，烧结活性大，易于烧结，烧成温度可降低。若颗粒的堆积密度小，颗粒的接触易于烧结，烧成温度可降低。若颗粒的堆积密度小，颗粒的接触界面小，不利于传质，因而也不利于烧结。界面小，不利于传质，因而也不利于烧结。对同一种坯体，由于细度不同而有一个对应于最高烧结程度对同一种坯体，由于细度不同而有一个对应于最高烧结程度的煅烧温度，此温度即为的煅烧温度，此温度即为烧结致密烧结致密陶瓷体的陶瓷体的烧成温度或它的烧结烧成温度或它的烧结温度温度。这个温度或温度范围常根据烧成试验时试样的这个温度或温度范围常根据烧成试验时试样的相对密度相对密度、气气孔率孔率或或吸水率吸水率的变化曲线来确定。的变化曲线来确定。对于多孔制品，因为不要求致密烧结，达到一定的气孔率及对于多孔制品，因为不要求致密烧结，达到一定的气孔率及强度后即终止热处理，所以多孔坯体只有强度后即终止热处理，所以多孔坯体只有烧成温度而无烧结温度烧成温度而无烧结温度。烧成温度影响烧成温度影响晶粒尺寸晶粒尺寸、液相的组成液相的组成和和数量数量以及以及气气孔的形貌孔的形貌和和数量数量。对固相扩散或重结晶来说，对固相扩散或重结晶来说，提高烧成温度提高烧成温度是有益的。是有益的。过高使晶粒过大或少数晶粒尺寸猛增，破坏织组结构的过高使晶粒过大或少数晶粒尺寸猛增，破坏织组结构的均匀性，从而使制品的机、电等性能劣化。均匀性，从而使制品的机、电等性能劣化。图图1-7-2 1-7-2 高铝瓷烧成温度与性质的关系高铝瓷烧成温度与性质的关系1 1抗折强度；抗折强度；2 2介质损耗角介质损耗角；3 3击穿强度击穿强度图图1-7-3 BaTiO1-7-3 BaTiO3 3瓷料的烧成温度与瓷体电导率的瓷料的烧成温度与瓷体电导率的关系关系(升温速度升温速度300/h,300/h,保温保温20min20min，急冷，急冷)对传统配方的烧结陶瓷来说，烧成温度决定瓷坯的显微结对传统配方的烧结陶瓷来说，烧成温度决定瓷坯的显微结构与相组成。构与相组成。烧成温度烧成温度（）相相 组组 成成 （%）气孔体积气孔体积 （%）玻璃相玻璃相 莫来石莫来石 石石 英英 1210121056569 932323 3127012705858636328282 2131013106161151523231 1135013506262101019191 1长石质日用瓷坯在不同温度下的相组成长石质日用瓷坯在不同温度下的相组成 瓷坯的物理化学性质也随着烧成温度的提高而发生变化。瓷坯的物理化学性质也随着烧成温度的提高而发生变化。烧成温度低，则坯体密度低，莫来石含量少，其机电、化学烧成温度低，则坯体密度低，莫来石含量少，其机电、化学性能都差。温度升高会使莫来石量增多，形成相互交织的网状结性能都差。温度升高会使莫来石量增多，形成相互交织的网状结构，提高瓷坯的强度。构，提高瓷坯的强度。在不在不过烧过烧的情况下，随着烧成温度的升高，瓷坯的体积密度的情况下，随着烧成温度的升高，瓷坯的体积密度增大，吸水率和显气孔率逐渐减小，釉面的光泽度不断提高。釉增大，吸水率和显气孔率逐渐减小，釉面的光泽度不断提高。釉面的显微硬度也随着温度的升高而不断增大。面的显微硬度也随着温度的升高而不断增大。但对于长石质瓷来说，温度升高到但对于长石质瓷来说，温度升高到12901290以后，随着温度升以后，随着温度升高，釉面硬度略有下降。温度继续升高，瓷坯中残余高，釉面硬度略有下降。温度继续升高，瓷坯中残余石英石英的含量的含量降低，而降低，而玻璃相玻璃相的含量增多，这种高硅质熔体首先将细小针状的含量增多，这种高硅质熔体首先将细小针状莫莫来石溶解来石溶解，形成富含莫来石的玻璃相。图，形成富含莫来石的玻璃相。图1-7-41-7-4表明了这种玻璃表明了这种玻璃相的含量变化与烧成温度之间的关系。相的含量变化与烧成温度之间的关系。传统配方陶瓷的机、电等性能随烧成温度的提高而发生传统配方陶瓷的机、电等性能随烧成温度的提高而发生变化。若生烧坯密度低，莫来石数量少，则机、电等性能都变化。若生烧坯密度低，莫来石数量少，则机、电等性能都差；温度升高会使莫来石增多，形成互相交织的网状结构，差；温度升高会使莫来石增多，形成互相交织的网状结构，性能提高。但一旦性能提高。但一旦过烧过烧，反因晶相量减少和粒径变大以及玻，反因晶相量减少和粒径变大以及玻璃相增多而降低性能，而且高温下坯体还易变形或形成大气璃相增多而降低性能，而且高温下坯体还易变形或形成大气泡，从而更促使生成粗大莫来石，导致性能恶化。图为过烧泡，从而更促使生成粗大莫来石，导致性能恶化。图为过烧瓷坯中的一个瓷坯中的一个大气孔大气孔和它周围形成的和它周围形成的粗大莫来石。粗大莫来石。在烧成范围内，适当提高烧成温度，有时却会有利于电瓷的在烧成范围内，适当提高烧成温度，有时却会有利于电瓷的机电性能（见图机电性能（见图1-7-51-7-5）和日用细瓷的透光度。）和日用细瓷的透光度。烧成温度的确定烧成温度的确定，主要取决于：，主要取决于：1 1、配方组成；、配方组成；2 2、坯料的、坯料的细度；细度；3 3、产品的性能要求，同时还与烧成时间相互制约。、产品的性能要求，同时还与烧成时间相互制约。由于硅酸盐系统的反应是在颗粒接触不十分充分的条件下由于硅酸盐系统的反应是在颗粒接触不十分充分的条件下进行的，反应的速度也较低，因此影响高温反应速度的因素，进行的，反应的速度也较低，因此影响高温反应速度的因素，除温度外，不能忽视时间的作用。总而言之，不能孤立地考虑除温度外，不能忽视时间的作用。总而言之，不能孤立地考虑温度的作用。温度的作用。同种坯体：高温下短时间烧成或低温下长时间烧成。同种坯体：高温下短时间烧成或低温下长时间烧成。（二）保温时间对产品性能的影响（二）保温时间对产品性能的影响 坯体多为坯体多为不均匀多相系统不均匀多相系统，因此烧成过程中各区域所进行的，因此烧成过程中各区域所进行的反应类型和速度都不相同，反应类型和速度都不相同，瓷坯的组织结构瓷坯的组织结构成为由许多不同类型成为由许多不同类型的晶相和玻璃相，以不同配比组合而成的各个微观区域所构成，的晶相和玻璃相，以不同配比组合而成的各个微观区域所构成，因而必须在止火温度或稍低于此温度的某一特定温度下因而必须在止火温度或稍低于此温度的某一特定温度下保持一定保持一定的时间的时间：1 1、使物理化学变化更趋完全，使坯体具有足够的液相量、使物理化学变化更趋完全，使坯体具有足够的液相量和适当的晶粒尺寸；和适当的晶粒尺寸；2 2、使组织结构亦趋于均一。、使组织结构亦趋于均一。保温时间过长则不利，晶粒溶解，液相多，不利于在坯中形保温时间过长则不利，晶粒溶解，液相多，不利于在坯中形成坚强骨架，机械性能下降。成坚强骨架，机械性能下降。精陶坯中由于方石英晶相的减少还会引起釉裂。精陶坯中由于方石英晶相的减少还会引起釉裂。下限时间长，上限时间短。下限时间长，上限时间短。保温时间和保温的温度对希望釉面析晶的产品（如结晶釉等保温时间和保温的温度对希望釉面析晶的产品（如结晶釉等艺术釉产品），它们的作用更显得重要。艺术釉产品），它们的作用更显得重要。对于对于特种陶瓷特种陶瓷来说，保温虽能促进扩散和重结晶，但过长的来说，保温虽能促进扩散和重结晶，但过长的保温却使晶体过分长大或发生二次重结晶，反而起到有害的作用，保温却使晶体过分长大或发生二次重结晶，反而起到有害的作用，故保温时间也要求适当。故保温时间也要求适当。（三）烧成气氛对产品性能的影响（三）烧成气氛对产品性能的影响 气氛会影响陶瓷坯体高温下的物化反应速度，改变其体积气氛会影响陶瓷坯体高温下的物化反应速度，改变其体积变化、晶粒与气孔大小、烧结温度甚至相组成等，最终得到不变化、晶粒与气孔大小、烧结温度甚至相组成等，最终得到不同性质的产品。同性质的产品。日用瓷坯体在氧化气氛和还原气氛中烧成，会使它们在烧日用瓷坯体在氧化气氛和还原气氛中烧成，会使它们在烧结温度、最大烧成收缩、过烧膨胀率、线收缩速率和釉面质量结温度、最大烧成收缩、过烧膨胀率、线收缩速率和釉面质量等方面都有所变化。等方面都有所变化。1 1、对日用瓷的影响、对日用瓷的影响（1 1）不同气氛对烧结温度影响）不同气氛对烧结温度影响 坯体在还原气氛中的烧结温度比氧化氛围中低。坯体在还原气氛中的烧结温度比氧化氛围中低。随着含铁量随着含铁量（坯体配方与化（坯体配方与化学组成见表）的学组成见表）的增加，降低的温增加，降低的温度亦递减。度亦递减。（2 2）不同气氛对最大烧成收缩的影响）不同气氛对最大烧成收缩的影响 瓷石质瓷石质坯体在还原气氛中的最大烧结线收缩都比氧化气氛坯体在还原气氛中的最大烧结线收缩都比氧化气氛中要大，但是中要大，但是长石质长石质坯体在还原气氛中的最大线收缩却比氧化坯体在还原气氛中的最大线收缩却比氧化气氛中小。气氛中小。（3 3）不同气氛对坯体过烧膨胀的影响）不同气氛对坯体过烧膨胀的影响 所有瓷石质坯与未加膨润土的长石质坯在还原气氛中过烧所有瓷石质坯与未加膨润土的长石质坯在还原气氛中过烧4040的膨胀比在氧化气氛中要小的多，但加入后反而大。的膨胀比在氧化气氛中要小的多，但加入后反而大。（4 4）不同气氛对瓷坯线收缩速率的影响）不同气氛对瓷坯线收缩速率的影响 除个别瓷坯外，其它所有瓷坯在除个别瓷坯外，其它所有瓷坯在还原气氛还原气氛中的最大线收中的最大线收缩速率都比在氧化气氛中大。缩速率都比在氧化气氛中大。气氛对产品烧成产生的这些影响主要是坯中气氛对产品烧成产生的这些影响主要是坯中FeFe2 2O O3 3被还原为被还原为FeOFeO所致。因为所致。因为FeOFeO易与易与SiOSiO2 2形成低熔点的硅酸盐，并降低玻璃相形成低熔点的硅酸盐，并降低玻璃相的粘度，增大它的表面张力，从而促使坯体能在较低的温度下烧的粘度，增大它的表面张力，从而促使坯体能在较低的温度下烧结并产生较大的收缩。结并产生较大的收缩。长石与膨润土配制的坯体，由于在还原气氛中碳素的分解移长石与膨润土配制的坯体，由于在还原气氛中碳素的分解移向高温，故烧结收缩小。向高温，故烧结收缩小。（5 5）气氛对瓷坯的颜色和透光度及釉面质量的影响）气氛对瓷坯的颜色和透光度及釉面质量的影响 A A、影响铁和钛的价数、影响铁和钛的价数 氧化焰烧成时氧化焰烧成时，FeFe2 2O O3 3在含碱量较低的瓷器玻璃相中溶解度在含碱量较低的瓷器玻璃相中溶解度很低，冷却时即由其中析出胶态的很低，冷却时即由其中析出胶态的FeFe2 2O O3 3使瓷坯显黄色。使瓷坯显黄色。还原焰烧成时还原焰烧成时，形成，形成FeOFeO熔化在玻璃相中而呈淡青色。熔化在玻璃相中而呈淡青色。液相增加和坯内气孔率降低都相应提高瓷坯的透光性。当坯液相增加和坯内气孔率降低都相应提高瓷坯的透光性。当坯体中的氧化铁含量一定时，若体中的氧化铁含量一定时，若用氧化焰烧成用氧化焰烧成，被釉层所封闭的，被釉层所封闭的FeFe2 2O O3 3将有一部分与将有一部分与SiOSiO2 2反应生成铁橄榄石并放出氧，其反应如下：反应生成铁橄榄石并放出氧，其反应如下：反应生成的氧会使釉面形成反应生成的氧会使釉面形成气泡与孔洞气泡与孔洞，而残留的，而残留的FeFe2 2O O3 3会会使瓷坯呈使瓷坯呈黄色黄色。对含。对含钛钛较高