釉層厚度對釉裂的影響
從實(shí)驗(yàn)和理論研究得出,在坯釉相同的條件下,釉層越厚,越易發(fā)生釉裂。在坯釉接觸部位,坯中組分逐漸向釉中溶解,釉中堿 性組分也會不斷蒸發(fā)而導(dǎo)致釉中二氧化硅量相對的增高。釉中二氧化硅增加,會引起釉總體膨脹系數(shù)降低,并且使釉層中應(yīng)力分布不均,呈現(xiàn)坯釉結(jié)合部位的應(yīng)力最 大,隨著離開坯體的距離增大,應(yīng)力逐漸減少,釉層厚的制品經(jīng)過壓應(yīng)力的極小值而釉層表面壓應(yīng)力復(fù)又增加?墒蔷驼w而言,如果釉層厚度增大,壓應(yīng)力有減少 的趨勢,會增大釉裂的可能性,如果減少釉層厚度,則從該釉層兩面產(chǎn)生變質(zhì),結(jié)果引起整個釉層的很大質(zhì)變,膨脹系數(shù)降低,使釉層中的壓應(yīng)力急劇增加,降低釉 裂的可能性。
坯體中石英粒度對釉裂的影響 眾所周知,固體的反應(yīng)速度或固體的相變速度與固體的顆粒密切相關(guān)。石英的粒度對陶瓷制品的性質(zhì)有很大影響,粒度對抗裂性的影響因瓷化程度而異。但是,石英粒度對抗裂性的影響還取決于坯料燒成條件及坯體的瓷化程度。
對 于;赏慌浞,在低溫快燒的條件下,加入的石英原料的顆粒細(xì)坯中殘留石英量少;隨著加入粒度增大,坯中殘留石英量增加。這表明石英粒度增大,殘余石英 量愈高,其結(jié)果使坯體膨脹系數(shù)增大,對抗裂性有一定改善。與此相反,如果石英粒度愈細(xì),坯體中殘余石英越少,抗裂性呈下降趨勢。 對于具有吸水性的半; 瓷,由于良好的燒結(jié),吸水率降低,而初期釉應(yīng)力增大,抗后期釉裂能力提高,所以石英粒度越細(xì),更容易燒結(jié),也會提高抗裂性。
坯體膨脹系數(shù)及石英含量對釉裂的影響
由實(shí)驗(yàn)可知,釉應(yīng)力SMPa)和坯體熱膨脹系數(shù)αB(20~450℃)存在線性關(guān)系(固定釉組成),關(guān)系式如下:S=470(6.2×10-6-αB) ×106(MPa) 從上式可以看出,αB增加1.0×10-6,釉應(yīng)力增大47MPa壓應(yīng)力。另外,αB在1.0×10-6以下時,進(jìn)入釉裂范圍,如果要使制品絕無釉裂,釉 的壓應(yīng)力應(yīng)在-50~-100MPa范圍內(nèi),αB則必須控制在7.5×10-6~8.5×10-6的狹窄范圍內(nèi)。如上所述,要預(yù)測釉裂是否發(fā)生,仍有必要 研究坯體與釉的熱膨脹性質(zhì)間的相互關(guān)系,而根據(jù)測定,坯體中α-石英和方石英的含量,可以正確預(yù)測在特定釉及釉燒條件下制品是否產(chǎn)生釉裂。即為了了解制品 是否產(chǎn)生釉裂,直接測定釉應(yīng)力是最準(zhǔn)確的。
坯體組成對釉裂的影響
通過實(shí)驗(yàn)證明,如果在發(fā)生釉裂的坯體中摻入石英,隨著加入量的增 加,發(fā)生釉裂的傾向減少,但是,當(dāng)加入量超過某一值時會發(fā)生剝裂。另外,在釉裂坯體中加入氧化鋁,如多加粘土類礦物,則容易發(fā)生釉裂。但從實(shí)驗(yàn)中得出,用 石英取代坯料中一定數(shù)量的長石,對于防止由釉燒和過燒所引起的釉裂是十分有效的,因此,能夠改善生產(chǎn)中的釉裂傾向。
釉中組成對釉裂的影響
含有大量堿性氧化物的釉最易開裂。這是因?yàn)閴A金屬離子帶電量小,故結(jié)合很弱,很小的熱能即產(chǎn)生劇裂的振動。所謂物體產(chǎn)生熱膨脹,是指吸收了來自外部熱能 而產(chǎn)生原子間的結(jié)合鍵不同程度的熱振動。因而,含堿性氧化物多的釉必然熱膨脹系數(shù)大,導(dǎo)致釉應(yīng)力向著張應(yīng)力方向發(fā)展,增大了釉烈的可能性。故增加SiO2 的成分,對降低坯體的熱膨脹有效的,同時降低了釉裂的可能性。
燒成條件對釉裂的影響
當(dāng)坯體燒成溫度低時,坯體中的硅氧多晶轉(zhuǎn) 變難以完成,冷卻過程中尚繼續(xù)轉(zhuǎn)變,硅氧不同形態(tài)的可逆轉(zhuǎn)變伴隨著體積的變化,這樣會引起應(yīng)力的產(chǎn)生,這種應(yīng)力會造成瓷釉裂紋。甚至使制品破壞。此外,坯 體燒成溫度不夠和保溫不足,它還直接影響釉與坯體接觸面組成互相擴(kuò)散滲透,不利于生成良好的中間層,影響釉與坯的牢固結(jié)合。在這種不良條件下,當(dāng)制品冷卻 時,釉層可能會出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋,以致造成制品的開裂。所以,合理的燒成溫度和適當(dāng)?shù)谋貢r間可降低釉裂傾向。
綜上所述,防止制品釉裂的途徑是:
①適當(dāng)減少長石用量,增加滑石或鎂質(zhì)粘土用量,以降低釉中堿金屬氧化物的含量,提高堿土金屬氧化物組分。
②在釉料的助熔組分中,盡可能以分子量小的氧化物來代替分子量大的氧化物。
、墼谟灾锌梢脒m量的鋯英石,提高釉中SiO2、Al2O3含量,有效地降低釉的膨脹系數(shù)。
、茉谂髁现刑砑影自剖纱龠M(jìn)其與釉反應(yīng)生成較厚的中間層。
⑤提高坯料中Al2O3的含量,對降低吸濕膨脹有一定好處。
、奘褂眉(xì)磨石英粉。
⑦延長高火保溫期或酌情提高燒成溫度。
⑧急劇冷卻到大約700℃,然后緩冷。
、嵊詫雍穸纫m當(dāng)。
總之,產(chǎn)生釉裂的主要原因是釉與坯熱膨脹系數(shù)不同,在釉層中產(chǎn)生應(yīng)力。但僅用釉和坯的膨脹系數(shù)的大小來準(zhǔn)確判斷制品是否發(fā)生釉裂是不客觀的。因此,必須具體問題具體分析,找準(zhǔn)出現(xiàn)釉裂的原因,采取相應(yīng)的措施以克服和消除釉裂缺陷。