文档介绍：陶瓷烧成技术
烧窑实训
陶瓷烧成
陶瓷烧成是生产陶瓷制品的主要工序之一。将生坯或半成品在高温下处理,使其发生物理、化学变化而得产品的过程。
陶瓷的出现离不开窑炉。陶器的烧成温度约800~1000℃,瓷器的烧成温度约1200~1300℃。瓷器出现远远晚于陶瓷,其中一个重要原因就是窑炉技术水平低,窑炉温度不能达到瓷器烧成要求的温度。
陶瓷的烧成过程及烧成制度
陶瓷的烧成过程
烧成过程实质上是若干过程的综合,一般来说,它包括下列五个过程:
1 物料的物理化学变化过程
2 物料的运动过程
3 气体流动过程
4 燃料燃烧的过程
5 传热过程
后四个过程是窑炉为了实现坯体的物理化学变化而建立外在条件(温度、气氛)的需要。广义来说,烧成有熔制(液态)、煅烧(散料)以及烧制(成型制品)。狭义来说,烧成就是指成型制品的烧制。
陶瓷品种多种多样,其烧成过程的物理化学变化及产品的化学矿物组成也各不相同。但从共性来看,粘土质陶瓷的烧成过程物理化学变化大致可划分为9个阶段:
1、 20~200 ℃,排出残余水
入窑水分要求:<1%, 快烧<%, 升温速度:20~30 ℃/h
2 、 200~500 ℃,排除结构水
指粘土矿物中的结晶水和层间水,安全阶段,可快烧,40~50 ℃/h
3 、 500~700 ℃,石英晶型转化
573 ℃时,体积膨胀,易变形干裂,升温应慢,升温速度:20~30 ℃/h
4 、 700~1050,氧化阶段
进行氧化反应和分解反应。硫化铁,有机物氧化,碳酸盐、硫酸盐、氢氧化铁分解,放出二氧化硫和二氧化碳及水蒸气等气体,应在釉面封闭以前氧清氧透,保证良好的氧化气氛和充分的氧化时间,减少窑内温差,适当进行中火保温,否则易出现质量缺陷,如黑点、青边、发黄、气泡等。
气氛要求:O2=4~5%,CO<1%
5、 1050~1200,还原阶段
使氧化铁还原成氧化亚铁,褐色变为青色,改善制品色泽,达到白里泛青,即“白如玉”的效果。
要求:升温慢,使气体充分排除,减少坯泡
保证气氛,避免重新氧化,CO=2~4%
保证时间,以利于还原反应进行彻底
6、 1200~烧成温度,烧结阶段。
坯体中出现玻璃相,气、固、液相扩散而达致密化,该传质过程与坯体的厚度平方成反比,故烧成时间与坯体厚度平方成正比。应据此确定高火保温时间(1~2小时)进行高火保温。
要求:升温速度10~30 ℃/h,CO=1%
7、烧成温度~700,急冷阶段。
产品处于热塑性阶段,可直接吹冷风急冷,冷却速度达120 ℃/h
8、 700~400,缓冷阶段。
石英晶型转化,体积收缩,而液相刚凝结,较脆弱,易惊釉、开裂, 降温速度:<80~90 ℃/h
9、 400~80,快冷阶段。
此时制品强度大,可直接鼓冷风快速冷却。
坯体处于弹性状态时,如果加热或冷却过快,则造成坯体内外温差过大,膨胀不一致,由此引起的热力效应达到了极限值,或因坯体内外晶型转化不一致而产生的应力达到了极限值,(最常见的是石英在573的晶型转化),就会使坯体开裂而变成废品。在残余物化结合水排除阶段,因坯体水分一般都在临界水分以下,不会产生干燥收缩。但如水分较多,升温过快,水分蒸发过急,则会使坯体炸裂。
坯体在塑性状态时,上述应力受到液相缓冲可能减小或消失。但当