陶瓷材料1028 - 图文(4)

陶瓷制品各阶段的烧成气氛必须根据原料性能和制品的不同要求来确定。坯体水分蒸发期（室温~300 ℃ ）对气氛没特殊要求。在氧化分解与晶型转变期（300~950 ℃ ），为使坯体氧化分解充分，要求氧化气氛。在玻化成瓷期，（950 ℃ ~烧成温度），陶器、炻器均应采用氧化气氛烧成。

还原气氛烧成时转换温度的确定。由强氧化气氛转强还原气氛的温度是烧成中极重要的温度点。 坯、釉配方不同，该温度亦完全不同，还原过早，则坯、釉料的分解氧化反应不完全，沉碳烧不尽，容易造成釉泡或烟熏缺陷。气氛转化温度过高，表明还原过迟，此时坯体烧结，釉层封闭，还原介质就难以渗入坯体，起不到还原作用，并易造成高温沉碳，从而产生阴黄、花脸、釉泡、针孔及烟熏缺陷。一般确定釉始熔前150 ℃左右的温度为转换温度。 （二）、气氛制度及控制

强还原转弱还原的温度也很重要。它标志着还原结束，釉料开始成熟，此时还原气氛过强，不仅沾污釉面而且浪费燃料。采用氧化气氛低价铁又会重新氧化使制品发黄。采用中性气氛虽较理想，但却难以控制。故强还原后改烧弱还原焰效果较好。强还原必须在釉料开始熔融时（或釉层始熔后10~20 ℃ ）结束。并及时转换为弱还原气氛，转换温度约在1200 ℃左右。

隧道窑烧成瓷器温度曲线

1-氧化气氛 2-强还原气氛 3-还原气氛 4-中性气氛 5-氧化气氛

2、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，改变其体积变化、晶粒与气孔大小、烧结温度甚至影响相组成等，最终得到不同性质的产品。 （1）.对日用瓷的影响

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等方面都有所变化。 1）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气氛中低。

产生这种现象的原因在于还原气氛使瓷坯中的铁大多数以FeO存在， Fe O比Fe2O3的助熔能力强，与SiO2生成低熔点的硅酸盐玻璃（FeSiO3）。液相的表面张力较在氧化气氛下提高20%左右，这就促进了坯体能在较低的温度下烧结并产生较大的收缩。

2)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40oC的膨胀比在氧化气氛中要小的多， 但加入膨润土后反而大。产生这种现象的主要原因是：在氧化气氛中，坯中的硫酸盐和Fe2O3要到接近坯体烧结和釉层融化的温度下才能分解，此时气孔已被封闭，气体不能排出，导致过烧40 ℃膨胀就十分显著。而在还原气氛下，这些物质的分解温度可提前到坯、釉处于多孔状态时进行，气体可以自由逸出。坯料中含铁量较高时，对碳素的吸附性也较小，所以还原气氛中过烧膨胀值较小。加膨润土的长石质坯在还原气氛中过烧40oC的膨胀比在氧化气氛中要大的多

产生这种现象的主要原因是：坯料中含铁量不高，但彭润土对碳素的吸附性很强，在还原气氛中烧成的坯体容易吸附碳素。这些碳素的氧化要推迟到烧成末期，当过烧40 ℃时，由于碳素的氧化和少量Fe2O3的分解，就使过烧膨胀十分显著 。而在氧化气氛中加热有助于在瓷化前烧尽碳素，过烧40 ℃虽有少量Fe2O3分解，过烧膨胀也不明显。 3) 不同气氛对瓷体线收缩率的影响：所有瓷坯在还原气氛中的最大线收缩速率都比在氧化气氛中大。

4) 气氛对瓷坯的颜色和透光度及釉面质量的影响

a.影响铁和钛的价数。b.还原气氛使氧化硅和一氧化碳还原。 在还原气氛中，坯釉的Fe2O3绝大部分被还原为FeO在较低的温度下与SiO2结合淡青色易熔的低铁硅酸盐，促进坯体在较低温度下烧结，使瓷胎呈白里泛青的玉色，相应提高了瓷的透光性。但对含钛量较多的坯料则应避免还原烧成，否则部分TiO2变为蓝紫色的Ti2O3,有时还生成黑色FeO.Ti2O3尖晶石和一系列铁钛混合晶体，从而加深了铁的着色作用。还原气氛在一定温度下也可能使SiO2还原生成气态的SiO。在较低温度下也会按2SiO→SiO2+Si分解。Si在陶瓷制品中会形成黑斑。 2CO→ CO2+C分解。CO的分解速度在800 ℃以上才比较明显。因此在还原气氛中，很可能在坯釉中析出碳而形成黑斑，继续升温将形成坯泡、釉泡和针孔。

我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土，含铁较少而含氧化钛、有机物较多，坯体粘性和吸附性较强，适宜用氧化气氛烧成。南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石，含铁量较多而含氧化钛、有机物较少，粘性和吸附性较小，适宜用还原气氛烧成。 （三）压力制度及控制

压力制度起着保证温度和气氛制度的作用。

五、 低温烧成与快速

1、低温烧成与快速烧成的作用 （1）低温烧成与快速烧成的含义

一般来说，凡烧成温度有较大幅度降低（如降低幅度在80～100℃以上者）且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法可称为低温烧成。

快速烧成指的是产品性能无变化，而烧成时间大量缩短的烧成方法 （2）低温与快烧的作用 1）节约能源

烧成温度对燃料消耗的影响，可用下式表示F=100-0.13（t2-t1） 式中 F为温度t1时的单位燃耗与温度t2时的单位燃耗之比，（%）。 2）充分利用原料资源

促进新型陶瓷原料的开发利用 3）.提高窑炉与窑具的使用寿命 4）.缩短生产周期、提高生产效率

5）.低温烧成，有利于提高色料的显色效果，丰富釉下彩和色釉的品种。

6）.快速烧成可使坯体中晶粒细小，从而提高瓷件的强度、改善某些介电性能。 并非任何品种都值得采用低温烧成或快速烧成。 2、降低烧成温度的工艺措施

1）调整坯、釉料组成；2）提高坯料细度；3、快速烧成的工艺措施

坯、釉料能适应快速烧成的要求

坯料：1）干燥收缩和烧成收缩均小；2）坯料的热膨胀系数要小，最好它随温度的变化呈线性关系；3）希望坯料的导热性能好；4）希望坯料中少含晶型转变的成分

釉料：釉的始熔温度较高，高温粘度小且随温度变化大。另外，减少入窑坯水分，提高入窑坯温度；控制坯体形状、大小和厚度；窑炉温差小保温好；窑具耐火度较高、热稳定性好。