陶瓷烧结时为什么会开裂
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
造成瓷器开片的原因有两种。一种是人为的开片,一种是自然的开片。人为的开片,多属浆胎瓷器。所谓“浆胎”,是在制胚时,撷取浸泡过的精细瓷粉,澄清后融成泥浆,制成胚胎。人为的开片,在这些浆胎制作过程中,就配好了药料。人窑烧时,必使之开片,开大片或者开小片,都可以按照用不同的配料来实现。这样烧制出窑的瓷器,开片形似龟裂,开坼都在胚胎里面。
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。
1. 干燥开裂
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:
1) 粉料流动性差或填料不匀;
2) 粉料水分过高;
3) 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。
4) 干燥敏感指数高的原料(如膨润土)用量过多。
——解决办法
1) 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。
2) 严格制定干燥制度,各风门的开度尤为重要。
2. 烧成导致的开裂
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。
预热带产生的裂纹(热炸)
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。
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。
陶瓷在人类发展史上作出了巨大的贡献。不过,它给人的印象总是很脆的。比如,一只瓷碗掉在地上,就会“粉身碎骨”。原来,科学家们在对陶瓷进行研究后发现,陶瓷里面往往存在着一些细微裂纹,当它受到诸如撞击、敲打等外力作用时,这些细微裂纹便会不断扩展,汇集起来,变成粗大的裂纹,以致最后“粉身碎骨”。如果不让陶瓷中的细微裂纹扩展开来,就可以制成一种打不碎的陶瓷了。有人把这种新产品称为韧性陶瓷,也有人称它为陶瓷钢。
2.也是因为膨胀系数不同,但是烧制完成以后,经过很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(其实烧制的时候已经有龟裂了 不过是用显微镜才能看到(这个在7501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)
为预防和避免龟裂的产生,可采取如下几种方法:
一、釉料配方的调整
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而变化。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,以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,会使中间层发育特别良好,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。
釉的弹性大小是决定釉层极限应力的根本因素。釉的弹性大,则釉相对不易产生龟裂,因为它不但能消除坯釉间的部分应力,还能抵消部分外界作用的机械力。而要提高釉的弹性,最有效的方法是增加釉中Al2O3的含量。Al2O3能明显改善釉的弹性,缓冲坯釉间的应力,它的膨胀系数也较小。
二、坯料配方的调整
l、增加坯体的热膨胀系数:在配方中增加石英的含量,减少长石含量,并加人一定量的石灰石,可增加坯体中方石英的含量,从而提高坯体的热膨胀系数。
2、降低坯体的气孔率,消除后期龟裂隐患:通常用石灰石、滑石、硅灰石作主要熔剂来制作坯料,因CaO、MgO在坯中能促进产生更多的结晶相,减小玻璃相的含量,并能在较低温度下使坯体组织致密,气孔降低,还可降低坯体的吸湿膨胀,预防后期龟裂的产主。石灰石的加人,还可提高釉烧时釉的活性,促进坯釉中间层的生成。
三、生产工艺的调整
1、适当提高坯釉料的细度:坯料中石英越细,转化成方石英的数量就越多,热膨胀系数就越大。另外,坯料粒度较细时,改善了烧成过程中的反应条件,此时粒子表面积最大,其反应所需的活化能最小,在相同的烧成温度下,就可降低气孔率,减少出现后期龟裂的倾向。而在釉料中,细颗粒的石英能在釉烧时充分熔融,形成石英玻璃,能降低釉的热膨胀系数,并改善釉的热稳定性。
2、适当降低釉层厚度:釉层越厚,弹性越小,所以薄釉层对提高热稳定性有利,而且釉层较薄时,中间层相对增厚,进一步缓冲坯釉间应力的破坏作用。
3、适当提高产品烧成温度:提高烧成温度,或延长产品的烧结时间,使坯体烧结程度提高,从而降低釉面砖坯体的吸水率,减小坯体的吸湿膨胀,同时还可促进中间层的充分发良,提高产品的热稳定性,防止龟裂产生。
以上分析了龟裂产生的原回以及相应的预防措施。但是,造成龟裂的原因往往是多方面的,并且各方面都是相互关联的。在实际生产中,应针对具体问题进行具体分析,并根据实际情况制定出行之有效的预防措施。只有加强生产工艺控制和管理,改善坯釉间的结合性能,降低产品的吸水率,才能将釉面砖的龟裂现象彻底解决。
瓷器裂纹一种是瓷器受到外力破损造成的,而另一种是瓷器制造是的一种艺术形式,叫冰裂纹瓷器。是汉族传统名瓷。冰裂纹也称璺,它是瓷器本身内部应力的一个表现,只有当内部应力在正常状态下不平衡、无法维持现有状态,釉的伸缩程度超出其弹性区间极限时才产生釉层断裂、位移,直至内部应力平衡,因而形成宏观的冰裂纹效应。产生这种现象没有固定的时刻,由于与二者膨胀系数有直接关系,所以在瓷器出窑时温差变化最大,效应最明显,另外在日常的因为其他外因导致温差变化大,以及玻璃釉老化、内部应力无法维持平衡状态时也会发生类似现象,所以没有一定时间局限。
希望对你有所帮助,望采纳,谢谢
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。
表面釉层那种细小细小的碎纹、裂纹,一般是釉料本身的问题,或者本来就是能裂纹的釉料,不影响。一般就这两种,看你说的是怎样的开裂了