陶瓷产品在窑炉里烧出来会裂口是怎么回事?
裂纹缺陷的形成多种多样,有侧裂、面裂和层裂(即夹层)。一般出现裂纹时,应检查每个环节。成形后,可用擦天然油方法来检查,从压机和干燥器出口处小心取砖坯,擦上天然油,即可查出是否有裂纹。对于烧成出来的裂纹,可以依据裂纹形状判断裂纹产生的区域。急冷区造成的开裂,一般断面光滑,裂口锋利,预热带产生的裂纹,断面粗糙,裂口呈锯齿状,裂口边缘圆滑,裂缝中常有流釉。\x0d\x0a1.干燥开裂\x0d\x0a它是指从干燥器出来的坯体出现裂纹,裂纹一般出现在砖坯的侧面。产生干燥开裂的主要原因有:\x0d\x0a1)粉料流动性差或填料不匀;\x0d\x0a2)粉料水分过高;\x0d\x0a3)干燥温度过高或干燥速度过快,即干燥制度不合理,各风门的开度匹配不合理。\x0d\x0a4)干燥敏感指数高的原料(如膨润土)用量过多。\x0d\x0a——解决办法\x0d\x0a1)控制干燥敏感指数高的原料用量,稳定粉料水分,提高粉料流动性和填料均匀性。\x0d\x0a2)严格制定干燥制度,各风门的开度尤为重要。\x0d\x0a2.烧成导致的开裂\x0d\x0a在窑炉烧成过程中有两种情况,一种是热炸,在预热带形成的开裂,另一种是冷炸,在急冷带形成的开裂。\x0d\x0a预热带产生的裂纹(热炸)\x0d\x0a其特征是裂纹由边缘向中心不规则发展,这种裂纹易误认为运输碰撞开裂。其裂纹一般比机械破裂的要小,并以边裂为主,多发生在外侧,它一般出现在预热带前段。产生该缺陷的主要原因是坯体入窑水分和窑头温度过高,窑头升温速度过急,或者是坯体游离石英和干燥敏感指数高的原料含量过高,值得注意的是,有时为了避免产生黑心而调节窑炉时,往往导致开裂。\x0d\x0a预热带裂纹可通过降低坯体入窑水分,窑头温度以及预热带升温速度解决。一般要求入窑水分小于0.5%,窑头温度低于200℃。在窑炉操作中,可以调节排烟支阀的开度,调小第一、二组烧嘴来解决。有的地区昼夜温差变化大,气温骤降,也会产生裂纹,因为冷坯入窑,内部和表面温度达到一致,要一定时间,如果窑头温度过高,使坯体内部和表面温度相差过大,导致坯体表面的水排除太急,表面收缩过快,使坯体内部水分不易扩散渗出,由此产生较大的内应力,使坯体炸裂,所以要及时调整窑头抽力,或者在釉线加加热装置。
开裂一般可分为生坯开裂和炸裂
生坯开裂面比较粗糙,炸裂面看起来很光滑。
引起开裂的原因很多,比如材料自身原因,如ZrO2相变并发生体积变化。
粉体太细或颗粒级配不适当可能引起开裂
成型也易引起开裂,比如成型速度过快造成密度分布不均和大量气体残留,成型模具没有倾角也可能造成脱坯时膨胀开裂
烧结升温速度过快容易造成开裂,降温过快则可能引起炸裂
烧结加的成分在高温下收缩(如膨润土);或在降温过程中发生相变而产生体积收缩(如二氧化硅)。
还有就是可能粘结剂选择不合适、成型时压力和保压时间选择不恰当、或者升温速率控制不好等等。
如果里面有胶,排胶过程没有处理好也会导致开裂
陶瓷制品具有后期吸湿膨胀现象,因内墙砖的吸水率大,坯体吸附空气中的水分产生膨胀,而釉层基本不膨胀,这样就使坯体与釉层之间产生应力,当应力超过一定极限后釉面就会龟裂。另一方面如果施工选择的粘接层不当,水泥、沙、水的配比不当时,固化过程中体积变化所产生的应力超过釉面砖承受能力使釉面砖龟裂或严重的会开裂。
干燥过程开裂,原因请参考干燥过程的三个阶段:等速干燥、第一降速干燥及第二降速干燥。等速干燥阶段是坯体表面水挥发的过程,通过液膜在气液两相传质,各个位置无浓度差,外部条件一致,为匀速干燥;等表面水挥发完后,坯体内部自由水在毛细力驱动下向外挥发,此为第一降速阶段;第二降速阶段为少量自由水及结合水向外排放的阶段。因此,引起干燥开裂主要的原因就在于毛细力大于坯体自身强度。此外,毛细力的大小与水(坯体内的溶剂)表面张力等相关。解决干燥变形及开裂,主要在于控制好(降低)两个降速阶段的气液传质速率。提高外部环境湿度、降低环境温度、减小坯体内溶剂(水,通过置换)的表面张力等。
要解决烧成阶段开裂问题,必须了解不同材料体系的烧结原理,固相烧结、液相烧结或者两者并存,烧结过程中有无相变(体积变化)。其实质就是传质。所以解决办法就是首先保证坯体各部分均匀受热,再次就是在发生烧结(产生液相、出现新相等)的温度段减缓升温速度、延长保温时间。
1.
原料引起的开裂:当半成品或烧成排的开裂现象增加时,应
考虑黏土的可塑性(温度过低会降低可塑性)是否下降,原
料的风化期和泥浆的陈腐期是否过短。
2.
使用环境:注浆成型对生产环境要求较高,泥浆在
25~35
℃,
性能较好。温度太高或太低会出现不宜脱模开裂等缺陷。一
般放置一天后在搅拌均匀脱气后使用效果更好。
3.
泥浆的粒度:太小,则水分较高。容易造成脱模困难,干燥
收缩大。易开裂等现象。
4.
坯料制备引起的开裂:练泥不够均匀,真空度不够,原料粒
度不够。
5.
坯体在膜内存放时间过长,局部收缩大而拉裂。
6.
石膏模个部位干湿程度不同或局部温度过高,吸水量及吸水
速度不同,致使生坯干湿不一,收缩不匀,导致开裂。
7.
器形设计不合理,制品各部位厚度不一,厚薄交接处太突然
或有积浆存在,收缩不均,导致开裂,
8.
工作环境或泥浆温度太低。
9.
注浆时中断后在注,易形成含有空气的间曾,很容易从此处
开裂。
10.
泥浆质量不好,陈放时间不够。
11.
可塑性黏土用量不足或过量。
湿坯干燥过程中开裂可能是因为干燥过快,或干湿差异大,拉裂;
烧成开裂可能是因为坯没有完全干透,或坯和釉收缩不一致,或升温过快。
当然也不排除制作过程中造成的“内伤”。
自然的开片,则是瓷器历年既久,表面釉层渐渐内裂,或呈鱼子纹,或成牛毛纹。无论何种纹形,开坼都与胚胎无关,开片纹痕绝不会深入,而仅仅开在釉面上。所以凡是瓷器因年久自然开片者,其釉总似坼而未坼,在若隐若现之间。若为人工开片者,则在 瓷胎上豁然显露。这是二者的根本区别。 人为开片始于宋代哥窑,此后有仿制。哥窑是宋代处州(今浙江丽水)龙泉县人章氏兄弟中哥哥章生一开设的窑厂。哥窑瓷胎质细,性坚,体重,多断纹隐裂如鱼子,亦有大小碎块纹。 古瓷器上牛毛纹微带黄色鱼子纹的开片,既属自然的开片。自然开片的瓷器,据传见于北周柴世宗所创柴窑瓷器中,有一种豆绿色,釉中有细纹开片。北宋定窑瓷器乃古瓷中精丽之品,其中开片者,都是柳纹。南宋景德镇粉定,则有的开片,有的不开片。宋代平阳窑又称土定,其瓷多有蛇纹开片。宋代西安耀窑有一种细胎细釉带暗花者,釉极细而带有开片。不识者往往误认为定窑。这种耀窑瓷暗花开片与定窑瓷微有不同,非鉴定行家是辨识不出来的。宋代福建窑瓷有一种白色颇似定窑,但无开片,是二者区别之处。清代郎窑产瓷有先后之分。凡瓷器里外都有开片,底足有灯草旋纹,其色深红如凝牛血者,是先制之品。另一种绿郎窑瓷器,色深绿可爱,满身细碎纹片。其实这是一种明代仿弟窑之品。至于郎窑这个瓷器,既受近世人重视,但却又被人误解。
刚开始的时候陶瓷都是小而开大片的,或者是瓷器大而开小片的,在整个瓷器市场上价值都是相当的昂贵的。而近世以来,鉴赏界则不看重哥窑的人工开片,而以郎窑的开片为贵重。但是概而言之,瓷器开片以手扪之感觉不到痕迹者更为可贵。
2.也是因为膨胀系数不同,但是烧制完成以后,经过长时间在空气中热胀冷缩之后形成的。这个过程比较长,这也是有些老瓷器开片龟裂的原因(其实烧纸的时候已经有龟裂了不过是用显微镜才能看得到(这个在7501瓦瓷,就是毛瓷烧造的过程中有体现。当时刚烧造好的时候,水点桃花纹饰在显微镜下看到了细小开裂,只因为颜料的膨胀系数和胎体相差了0.002,后来经过精密的调配才解决了)
一、釉料配方调整。
1、降低釉的热膨胀系数,釉的热膨胀系数随釉组成中氧化物的含量有变化。要降低釉料的热膨胀系数,可以增加釉中的SiO2和Al2O3含量,降低碱金属氧化物的含量(氧化锂例外,它的膨胀系数很小)所以应减少长常石用量,以硼酸以硼酸代替部分硼砂,并适当提高Al2O3、SiO2和MgO的含量,已达到减小釉的热膨胀系数的目的。
2、促进坯釉中间层的形成,提高釉的弹性,产品在进行釉烧时,熔融的釉层与坯体表面发生化学反应,形成介于坯釉间的中间层,它对缓和釉层中的应力,改善坯釉间的结合性起到重要作用。在釉的配方中,增加石灰石的含量,可促进坯体表面的石英在釉中的溶解作用,促进中间层的形成。釉中添加硼酸时,会使中间层发育特点良好,因为硼酸侵蚀坯体表面的能力特强,可以增加中间层的生成量。