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坯-釉適應(yīng)性
(一)釉層出現(xiàn)應(yīng)力的來源——坯、釉膨脹系數(shù)的差值
釉是附著在坯體表面的。若二者的膨脹系數(shù)不匹配,則在燒釉或使用過程中,由于溫度急劇變化釉層出現(xiàn)應(yīng)力。若此應(yīng)力超過釉層強(qiáng)度將導(dǎo)致開裂或脫落。
釉層開裂的類型:
1-受到小的張應(yīng)力;2-受到強(qiáng)大的張應(yīng)力;3-受到壓應(yīng)力。
一般來說,脆性材料的耐壓強(qiáng)度總是高于抗張強(qiáng)度,釉層也是如此。所以開裂的情況較剝落更易出現(xiàn)。受到壓應(yīng)力的釉層除了不易剝釉外,還能抵消產(chǎn)品受到的部分張力,從而提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱震性。
根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)a坯>a釉時,坯釉膨脹系數(shù)之差不能超過(1~4)×10^-6/℃;當(dāng)a坯<a釉時,二者的差值應(yīng)小于0.4×10^-6/℃;否則會網(wǎng)裂或脫釉。
(二)影響釉層應(yīng)力的工藝因素——釉層厚度
當(dāng)坯、釉的組成不變時,釉層中產(chǎn)生的應(yīng)力和其厚度有密切關(guān)系。整個釉層厚度中應(yīng)力的分布不均:靠近坯體的釉層的壓應(yīng)力大些,釉層上的應(yīng)力小些,釉層過厚甚至?xí)蓧簯?yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閺垜?yīng)力。薄釉層在煅燒時,因揮發(fā)、溶解而使其組成變化較大,折射率和膨脹系數(shù)降低也多,而且中間層厚度也相對增加,因而壓應(yīng)力提高。
(三)緩和應(yīng)力不利作用的條件
1、坯釉中間層的形成
簡單地比較坯、釉的膨脹系數(shù)并不能確切判斷坯釉適應(yīng)性的好環(huán)。因?yàn)樘沾僧a(chǎn)品燒成時,釉層的組成會發(fā)生變化:一方面是熔劑成分的揮發(fā),更重要的是坯體和釉料發(fā)生反應(yīng),從而使坯、釉的膨脹系數(shù)及由此產(chǎn)生的應(yīng)力也在變化。燒釉時釉的某些成分滲透到坯體的表層中,坯體某些成分也會擴(kuò)散到釉中,熔解到釉中。通過熔解與擴(kuò)散的作用,使接觸帶的化學(xué)組成和物理性質(zhì)介于坯體與釉層之間,結(jié)果形成中間層。
坯、釉之間的反應(yīng)及中間層的形成對坯釉適應(yīng)性的影響主要表現(xiàn)為:
(1)降低釉的膨脹系數(shù),消除釉裂
燒釉后釉中的Na2O、B2O3會因揮發(fā)和向坯體擴(kuò)散而減少,Al2O3、SiO2相應(yīng)增多,結(jié)果使釉的膨脹系數(shù)降低,甚至可由a釉>a坯變?yōu)閍釉<a坯,即釉由承受張應(yīng)力而轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力,從而消除釉裂。
(2)若中間層中生成與坯體性質(zhì)相近的晶體則有利于坯釉的結(jié)合
如瓷器的中間層中生成滲入釉層的莫來石,后者起著楔子作用,加強(qiáng)坯釉的結(jié)合。有人認(rèn)為多鋁精陶中間層中生成致密的尖晶石,所以中間層雖不厚,但釉裂少,坯釉結(jié)合得不錯。
(3)釉料溶解坯體的表面,使接觸面粗糙,增加釉料的粘附能力。
2、釉層的彈性
釉的彈性和抗張強(qiáng)度是抵抗和緩和坯釉應(yīng)力的另一個重要因素。一般說來具有較低彈性模量的釉,其彈性形變能力大,彈性好,抵抗坯釉應(yīng)力或外界機(jī)械張力及熱應(yīng)力的能力強(qiáng),于坯釉適應(yīng)有利,而釉的抗張強(qiáng)度大,也可抵消部分坯釉應(yīng)力,對坯釉結(jié)合也非常有益。從彈性的角度出發(fā),要求使釉的彈性模量適應(yīng)于坯,也就是說使之相互接近。因?yàn)闊o論坯釉,彈性模量大者,彈性形變能力就小,如釉的彈性形變能力低于坯,對坯釉適應(yīng)極為不利,從抗張強(qiáng)度的角度出發(fā),釉的抗張強(qiáng)度愈高,坯釉適應(yīng)性愈好,釉面愈不容易開裂。但事實(shí)上釉的彈性和抗張強(qiáng)度很難同時統(tǒng)一起來,因?yàn)橛缘膹椥院涂箯埬芰O大程度上取決于釉的化學(xué)組成和釉層厚度。
坯-釉適應(yīng)性
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