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
骤冷骤热造成。热胀冷缩,杯子本来是凉的,倒入热水后要膨胀,所以就裂开了。
解决方法:
1、倒热水之前,先倒入少量热水把杯子涮洗下,这样就不那么容易裂了;
2、杯子很烫的时候不要用冷水冲;
3、杯子冷的时候,特别是冬天,不要一下注入滚沸的开水。
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。
科学家告诉我们,组成物体的晶体,如果排列不规则,就很容易碎。如果排列得有规则,那么物体性能优良、抗温抗压本领就强。普通的陶瓷容易碎,就是因为它里面的晶体排列得不规则。人们现在用一种新的技术,可以把陶瓷里面的晶体重新排列,让它们变得非常有规则,这样生产出来的新陶瓷可坚硬呢,甚至比钢铁还要坚硬。所以,用这种新型陶瓷制成的发动机,是很牢固的。
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。