陶瓷碗冷冻会不会裂开

陶瓷材料具有比较强度高、热膨胀系数小、热阻大、耐腐、尺寸稳定、成型容易、成本低等优点，在低温容器的绝热支撑、红外探测卫星光学镜头支架等航天部件中应用前景很广。在低温工程和超导技术中，耐低温结构陶瓷还能用于替代制冷机中膨胀机和压缩机的腔体、阀门等部件，同时也是超导电机中磁芯等关键部件的最佳选材，因此研究陶瓷低温力学行为及机理，是有理论和应用价值的。主要论点和论据： 测试了Ce-TZP、Er-PSZ以及Y-TZP系列陶瓷在室温、液氮、液氦下的断裂韧度，发现断裂韧度随温度降低而增加，但随添加剂含量增加呈非单调变化；用X射线技术揭示了在温度低于Ms点以下情况，陶瓷的应力诱导和自发相变的共同增韧机制；用SEM技术发现大多数所研究的陶瓷断裂为沿晶断裂，但16.5mol%/Ce-TZP陶瓷的断口出现网状结构；用TEM技术研究不同温下的陶瓷的马氏体，一般有板条状和透镜状形态，但发现16.5mol%/Ce-TZP陶瓷有块状、平行透镜状、碟状、交叉透镜状等四种形态。此外还发现位错运动的痕迹及反相畴结构；提出了一种统计模型，理论分析了颗粒尺寸分布对断裂韧度的影响，从而揭示了ZrO2系列陶瓷低温韧性变化的规律及其形成的机制。创见与创新： 1、揭示了在温度低于Ms点以下情况，陶瓷的应力诱导相变和自发相变的共同增韧机制；2、不同含量Ce的TZP陶瓷断口具有不同的微结构形态；3、提出了一种统计分析模型，很好地揭示了颗粒尺寸分布对断裂韧度的影响和ZrO2系列陶瓷断裂韧度随温度下降的变化规律及其形成的机制，有可能为陶瓷低温韧性设计提供理论依据。 相继有美国、法国、斯洛伐克等国外同行索取一些论文的抽印本，有些论文被美国Ames稀土情报中心或SCI收录

冰裂纹:也称“璺”， 也就是开片原，亦称“开片”。釉面裂纹形同冰裂，故名。因胎釉膨胀系数不同所致，过早出窑使瓷器骤然遇到冷空气也能产生冰裂。宋代哥窑瓷器以冰裂纹为主要特征。宋以后景德镇窑历代都仿烧哥窑瓷器。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。是古代龙泉青瓷中的一个品种，因其纹片如冰破裂，裂片层叠，有立体感而称之。在哥窑的各种釉裂纹片中，“冰裂纹”排名首位，素有“哥窑品格，纹取冰裂为上”的美誉。因其在烧制过程中的独特开裂，展示出无限的自然美。可惜的是，烧制“冰裂纹”的工艺在宋代后失传了。 瓷器釉面的一种自然开裂现象。开裂原因有二：一是成型时坯泥沿一定方向延伸，影响了分子的排列。二是坯、釉膨胀系数不同，焙烧后冷却时釉层收缩率大。原是瓷器烧制中的缺点，但人们有意利用开裂的规律制造开片釉，作为瓷器的一种特殊装饰。以宋代哥窑产品最为著名。开片釉在制作上可分两大类：一为填充型，在烧成的釉裂纹中填充煤烟等，纹路呈黑色；也可在裂纹中填充硫酸铜等着色剂，呈棕绿色纹路。另一类为覆盖型，在焙烧后的底釉上覆盖一层颜色釉，再次焙烧，呈现裂纹，露出底釉颜色。开片据裂纹稀密和图形不同分别称冰裂纹、鱼子纹、百圾碎、蟹爪纹、牛毛纹及鳝血纹等。数九寒冬，冰冻三尺，执棒槌或石头砸其上，冰面就会嘎然一声，出现许多炸裂开的白色纹路，这种纹路人们称之为冰裂纹。将这种纵横交织的纹路首先运用在传统艺术上，并蜚声全球的当属中国的瓷器。其中，哥窑上的开片是极好的一例。所谓“开片”，即冰裂纹，系胎釉膨胀系数不一，导致釉面出现裂纹，实际上是一种缺陷，却被制瓷工匠巧妙地用来作为装饰纹，且效果精美绝伦，有浑然天成、巧夺天工之感。古人曰：“官窑品格，大率与哥窑相同，色到粉青为上，淡白次之。油灰色，色之下也。纹取冰裂为上，梅花片墨次之，细碎纹，纹之下也。”可见它的独特美早就博得古人的厚爱，并将其视为稀世珍品。家具中使用冰裂纹，在瓷器之后，而且它也是受瓷器的影响，才得以推崇。古时，冰裂纹常以透雕和榫接的形式饰于床的围栏、椅背、透空的橱门以及画案的下搁板处，它们既满足了特定家具部件需要“透空”的功能，又极大地丰富了家具的形体和装饰效果：看上去似透明的冰，又如梅花片片，层层叠叠，具有较强的立体感。现代，冰裂纹的应用更为广泛，在一些餐桌的桌面、茶几的下搁板处都较常见。它们通透空灵，和现代建筑较为和谐；它们纹理交错，逶迤远去，煞是好看，让人产生无穷联想……毫不夸张地说，冰裂纹是极典型的化腐朽为神奇的残缺之美。

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问题内容比较：

压力容器见破坏形式共五种：

(1)塑性破坏容器压力高超材料强度极限发较塑性变形破裂叫塑性破坏其特征：

①产较塑性变形圆筒形容器破裂般呈两、间纺梭形容积变形率（或叫增率）达10%~20u/o

②断口呈撕裂状与轴向平行般呈暗灰色纤维状断口齐平与主应力向45角破坏部拼合沿断口间间隙

③破坏般产碎片或少量碎片

④爆破口随容器膨胀能量定膨胀能量（气体特别液化气）裂口越

发塑性破坏事故原：①量充装、超压运行

②磨损、腐蚀使壁厚减薄仍继续运行③温度高或受热

(2)脆性破坏容器承受较低压力且较变形由于裂纹等原发破裂种破坏与铁、陶瓷等脆性

材料阴傲孙相似叫胍任傲孙其特征：

①没或塑性变形碎片拼合其周容积与爆破前明显差别

②破坏裂碎片

③断口齐平断面晶粒状光亮现字形纹路基尖端指向始裂点始裂点往往缺陷或形状突变处④发较低温度

⑤破坏瞬间发断裂速度极快发脆性破坏事故主要原：

①低温材料低温其韧性降发所谓冷脆即低温脆裂

②焊接或裂纹使应力高度集使材料塑性降引起脆裂

③其加载速率、外力冲击震、钢材含磷、硫量高等

(3)疲劳破坏疲劳破坏金属材料反复交变载荷（频繁停车运行压力温度幅变化等）作用较低应力状态没经明显塑性变形

突发破坏通试验发现材料受交变应力于定数值并且交变数达定值缺陷或应力集现裂缝种由于交变应力

现裂缝现象叫做材料疲劳裂缝逐渐扩定候突破坏即疲劳破坏其特征：①破坏应力般低于材料抗拉强度极限

②易发接管处

③断口明显两区域：呈贝纹状花纹光亮细瓷断口叫做疲劳裂纹扩展区另断裂区般脆性断口相同

④般使容器裂泄漏失效飞碎片发疲劳破坏主要原：

④频繁反复加雎卸』盘

②操作压力波幅度较超设计压力20010③容器使用温度发周期性变化；或由于结构、安装等原温度变化容器或其部件能自由膨胀或收缩

(4)蠕变破坏容器材料高于定温度（碳钢工作温度超300~350℃低合金钢温度超350~400C）受应力作用即使应力较

间增缓慢产塑性变形使截面变发破坏种破坏叫蠕变破坏（般说材料使用温度于熔化温度

25%~35010则考虑蠕变）其特征：

①破坏具明显塑性变形

②破坏材料进行金相析发现金相组织明显变化（晶粒钢碳化物解石墨现蠕变晶间裂纹等）

发蠕变破坏主要原由于设计选材或运行局部热

(5)腐蚀破坏腐蚀破坏指金属表面周围介质作用由于化（或电化）作用结产破坏腐蚀破坏产式致四种类型：均匀腐蚀、

局部腐蚀、晶间腐蚀断裂腐蚀影响腐蚀速度素溶液酸碱性、氧气、二氧化碳、水含量、温度、介质流速、金属加工状况、材料表面光洁度、热

负荷等由于腐蚀类型同造破坏特征各异般：

①均匀腐蚀破坏使壁厚减薄导致强度够发塑性破坏

②局部腐蚀使容器穿孔或造腐蚀处应力集交变载荷疲劳破坏始裂处；腐蚀造强度足发注塑性破坏

③晶间腐蚀与断裂腐蚀破坏晶间腐蚀使材料强度降低

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在超低温条件下，许多金属的性质发生了脱胎换骨的变化。韧性本来很好的钢，变得像陶瓷那样脆，敲一下，就会粉身碎骨。至于锡，用不着碰，它就已经变成一堆粉末了，这种现象被称为“金属的冷脆现象”，其危害性很大，但也可造福人类。比如，当战场上布满了地雷时，虽然用探雷器可以找到它，但是排雷是很危险的工作。若将液态空气撒到这些地方，就会使这些地方的温度急剧下降，地雷中的弹簧就会变脆失去弹性，地雷因而就不会爆炸了。低温技术在食品工业、中草药加工、涂料制造业等方面大有用途。比如，清除海上石油污染是一大技术难题，人们现在设计出了低温清污法，在漂浮的石油层下喷洒液态氮，水面上的石油便会迅速凝结成颗粒，再将这些颗粒铲走，就能有效地保护海洋环境。

1、吸水率区别：高温瓷易于清洁不会吸附异味，不会发生釉面的龟裂和局部漏水现象。低温瓷容易进污水，不易清洗还会发出难闻的异味，时间久了还会发生龟裂和漏水现象 。

2、二次加工区别：高温瓷还可以再次高温烧制加工；但低温瓷经不起高温烧制。

3、声音区别：高温瓷敲击声音清脆；低温瓷声音沉闷。

扩展资料

使用注意事项：

1、对于盛装食物的用具，应注意与食物相接触面的装饰。

2、用于盛装酸性食物的器皿，就尽量选用表面装饰图案较少的产品。

3、选购时应注意图案颜色是否光亮，若不光亮，可能是烤花时温度未达到要求，此类产品的铅、镉溶出量往往较高。

参考资料来源：百度百科-高温瓷

经1300度以上烧制的瓷器称为高温瓷，温度越高釉的结晶密度越大，瓷面强度高不易产生划痕，餐具不挂油清洗时不需要洗洁精，茶具不挂茶垢，色泽“白”白里不泛黄有“白如玉”的美称。市场上所谓的骨瓷釉烧工艺时采用的是低温釉烧，色泽白里泛黄，瓷面强度不高，易产生划痕，不耐用。

陶瓷生产中需采用以下措施保证低温烧成产品的质量：

1、陶瓷生产中需采用工艺措施：调整坯、釉料组成。提高坯料细度。

2、保证低温烧成产品的质量。烧成温度有较大幅度降低且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法称为低温烧成。

3、陶瓷是陶器与瓷器的统称，同时也是一种工艺美术品，远在新石器时代，已有风格粗犷、朴实的彩陶和黑陶。陶与瓷的质地不同，性质各异。陶，是以粘性较高、可塑性较强的粘土为主要原料制成的，不透明、有细微气孔和微弱的吸水性，击之声浊。瓷是以粘土、长石和石英制成，半透明，不吸水、抗腐蚀，胎质坚硬紧密，叩之声脆。传统的陶瓷工艺美术品，质高形美，具有高度的艺术价值，闻名于世界。

现以自清洁陶瓷中卫生陶瓷的烧成为例，我们使用的是隧道窑快速烧成技术。隧道窑是一种气流作逆向水平流动的横焰式陶瓷加热设备，制品在隧道窑中要先后经过预热带、烧成带、急冷带、缓冷带及快冷带等过程（如图5）。为保证隧道窑各带中温度分布的均匀性，并使其烧成周期尽可能缩短，应首先在改进坯、釉料配方的基础上改进烧成方法，使窑炉断面呈低矮、扁平悬顶结构，优化卫生陶瓷产品的造型、结构设计，以便在快烧过程中保证产品质量。

图5 快烧隧道窑的结构和气流流动示意图

5.1 坯釉烧成过程中所发生的物理化学变化

坯釉的烧成是一个由量变到质变的复杂过程。在整个烧成过程中坯釉在窑内经受温度与气氛变化的同时，伴随着失重、收缩以及密度、颜色、强度、硬度等物理特性的变化，自身发生显著的质变化学变化。根据坯釉的烧成过程中所发生的物理化学变化特征，可以将烧成分为五个阶段，见表6。

表6 坯釉在烧成过程中的物理化学变化

阶段名称 温度范围 主要作用

物理变化 化学变化

低温阶段 室温~300℃ 排除机械水、吸附水，质量减轻，气孔率增加

氧化分解阶段 300~1000℃ (一)质量减轻

(二)气孔率增加

(三)硬度与机械强度增加 (一)氧化反应：

1.碳素及有机物氧化；2.硫化铁氧化

(二)分解反应：

1.结晶水分解排除；2.碳酸盐分解；3.硫酸盐分解；4.氢氧化铁分解

(三)晶型转变：

1.石英的晶型转变；

2.氧化铝的晶型转变

玻化成瓷阶段 1000℃ (一)强度增加

(二)气孔率降低，直到最小值

(三)体积收缩，相对密度增大

(四)色泽增白 (一)继续氧化、分解（主要是碳素和硫酸盐）

(二)固相熔融形成液相

(三)形成新的结晶——莫来石

(四)对在还原气氛下烧成的制品高价铁还原成低价铁，并形成低铁硅酸盐

高温保温阶段 保持烧成温度 (一)玻璃相进一步增多，莫来石晶体进一步发育成长

(二)晶体扩散，固相、液相分布更为均匀

冷却阶段 烧成温度~室温 (一)液相凝固

(二)白度、光泽度增加

(三)硬度、机械强度增加 石英晶型转变：

1.冷却至573℃时，α-石英→β-石英

2.冷却至270℃时，α-方石英→β-方石英

5.2 烧成制度

5.2.1 快烧隧道窑烧成带截面温度分布及其均衡

通常，由预热带向烧成带的转换温度为900～950℃ ，此后窑内的传热方式便既有对流传热又有辐射传热，在高温带窑内温差超过15℃时就有可能导致桔釉、针孔、釉泡及至变形等欠烧或过烧缺陷，故在烧成带更应采取必要的温度均衡借施。为了减少烧成带的温差，首先应确定适宜灼窑炉断面结构。为了使来自窑墙和窑顶火焰的热辐射作用得到相互补充，应在窑顶与被烧制品的上边缘之间选择上部烧嘴的最佳位置，并应通过改进烧嘴结构避免窑内局部温度过高。

5.2.2 快烧隧道窑急冷带截面温度分布及其均衡

从烧成温度到800℃，由于坯体内液相尚处于热塑性状态，故可实施快速冷却。这样既可防止坯体中因液相析晶、晶体长大而影响制品的机械性能又可防止制品因釉面析晶而失去光泽，同时还可满足快烧需要，缩短烧成周期[6]。但是，如果急冷速度过快会导致窑内局部温度过低、温差太大，可能引起处在窑内不同部位的制品或制品的不同部位结晶程度的差异，急冷过快还可能超过窑具所能承受的冷却应力极限，影响到窑具的使用寿命。为了防止急冷带温差过大可采取如下措施：

l）由于急冷带传热主要是对流传热，因此它具有与预热带相似的窑炉断面，而且在隧道窑的急冷带设置“屏障”有助于遏制来自高温烧成带的热辐射作用。

2）通过设置在制品上方和下方的多个喷孔向急冷带横向鼓人冷风或低温热风可达到预期急冷效果。但为避免窑内局部过冷，应注意喷孔的合理选位及其结构形状设计。

3）在窑体急冷带设置分散、可变的热风抽出系统可减少热风向烧成带的流动，并利于窑炉断面温度的分布。

5.2.3 快烧隧道窑缓冷带和终冷带截面温度分布及其均衡

当制品冷却到800℃以下时，坯体中液相已基本凝结为脆性固态而失去其热塑性，制品只能靠弹性抵抗热应力；尤其是卫生陶瓷制品，在冷却到573℃时还会发生石英的晶型转变并导致坯体体积发生急剧变化（体积收缩），会产生一定破坏应力，故在常规烧成中这一阶段宜采用缓冷工艺。但是，在卫生陶瓷快速烧成的冷却阶段，如果坯体中的温度分布愈均衡则愈有利于制品安全、快速地通过这一关键阶段。为缩短冷却时间并保证窑炉冷却带截面温度分布均衡，可采取如下几项措施：

l）在冷却带的起始阶段，为减少自然升力对热气流分布和截面温度均匀的影响，窑顶可设计为具有较小间隙的低矮、扁平悬顶结构。

2）在急冷后采用较缓慢、均匀的冷却（如图5中所示），它有利于石英晶型转变的顺利完成。

3）在冷却带中、后期增设上、下冷风鼓人和热风抽出装置（如图5中所示），这既有利于截面温度均匀又利于实现快速烧成。

5.2.4 快烧隧道窑对装窑方式、窑车台面结构及窑具的要求

关于料垛的码放，原则上应尽量减小料垛和窑顶、窑墙及窑车台面间所形成的外：履道与料垛中的内通道之比[7]。首先应省通过采用平吊顶以便减小顶部外通道，然后通过合理码放制品来减小顶部间隙，优化装窑密度并可采用“上密下疏”的码装方式，亦可采用混装方式并将热容较大的制品置于上部，由此使上、下温差减小。窑车台面结构应采用轻质或中空、耐热、保温材料制作，窑具宜采用轻质、薄壁、抗热震性能好、荷重软化温度高的耐火材料，窑具与产品质量比控制在2.0以内。