陶瓷生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備5

1、第六章 燒成與窯具16.1 燒成制度燒成是對陶瓷、耐火材料生坯進行高溫焙燒，使之發(fā)生質(zhì)變成為陶瓷或耐火材料成品的過程。其間，坯體及釉料將發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，從而最終形成一定的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，并獲得所要求的性能。陶瓷制品的燒成方式通常有一次燒成和二次燒成兩種情況。一次燒成：工序較簡單、生產(chǎn)周期短、能耗小；生坯活性大、易形成良好的坯釉中間層、燒后產(chǎn)品的坯釉結(jié)合牢固；但對生坯強度要求較高、燒成工藝控制難度較大。二次燒成：工序較多、生產(chǎn)周期長、能耗高；坯體活性低、不易形成良好的坯釉中間層；但對燒成工藝控制難度小、釉面效果易保證、釉料損失少。二次燒成又有兩種情況：（1）高溫素?zé)?、低溫釉燒；?）

2、低溫素?zé)?、高溫釉?6.1 燒成制度為了保證既定的燒成過程的順利進行，即為了實現(xiàn)上述目標，必須制定一整套合理的燒成制度。一套完整的燒成制度包括：溫度制度、氣氛制度、壓力制度。溫度制度：升溫速度、（最高）燒成溫度、保溫 時間、冷卻速度氣氛制度：氣氛性質(zhì)、氣氛濃度、氣氛轉(zhuǎn)換溫度壓力制度：壓力性質(zhì)、壓力大小、零壓位位置 各項燒成制度的內(nèi)容：36.1 燒成制度 各項燒成制度都可以用一個曲線圖表示：油（氣）燒隧道窯的溫度制度曲線46.1 燒成制度油（氣）燒隧道窯的壓力制度曲線56.1 燒成制度一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系在燒成制度中，溫度制度和氣氛制度對產(chǎn)品性能將產(chǎn)生直接的重要影響。而壓力制度不對產(chǎn)品性

3、能產(chǎn)生直接影響，其重要性在于確保窯爐實現(xiàn)既定的溫度制度和氣氛制度。也就是說，實現(xiàn)一個正確的溫度制度和氣氛制度的前提，是必須制定出一個合理的壓力制度，并嚴格按照該壓力制度維持窯爐的運行。（一）燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響在各項燒成工藝參數(shù)中，溫度無疑是影響坯釉在高溫下的物理化學(xué)變化的最主要因素。6一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（一）燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響燒成溫度的高低直接影響著制品的礦物組成、晶粒的尺寸及數(shù)量、玻璃相的組成及含量、氣孔的數(shù)量及形態(tài)等，從而綜合地影響制品的性能。 例如，對于傳統(tǒng)配方的陶瓷制品，如燒成溫度低（生燒）氣孔率高、密度低、莫來石量少、玻璃相量少、殘余石英多。這時的制品其機電性能

4、都差。如燒成溫度過高（過燒） 玻璃相含量高、晶相減少、A3S2重結(jié)晶、晶粒尺寸分布范圍變寬。這時又會導(dǎo)致制品的一些性能從最佳狀態(tài)降低。 燒成溫度（）物 相 組 成（%）玻璃相莫來石（方）石英氣孔（Vol.%）12105693231270581328213106115231135062101017一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（一）燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響抗折強度介電強度120012801360燒成溫度()抗折強度介電強度燒成溫度對電瓷機電性能的影響在不過燒的情況下，隨著燒成溫度的提高，制品的體積密度增大，吸水率和氣孔率逐漸減小，則其機械強度將增大，釉面光澤度及顯微硬度也會提高。 燒成溫度或燒成范

5、圍的確定，主要決定于配方組成、坯料的加工細度，以及產(chǎn)品的質(zhì)量性能要求。同時還要考慮燒成時間的長短。8一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（一）燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響過高的燒成溫度對特種陶瓷制品來說也是有害的。會導(dǎo)致制品中的晶粒平均尺寸過大或少數(shù)晶粒猛增，甚至將一些氣孔包裹進去，從而破壞顯微組織結(jié)構(gòu)的均勻性，使產(chǎn)品的機電性能變差。一種壓電陶瓷的燒成溫度與組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系9一種壓電陶瓷的燒成溫度與其壓電性能組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系體積密度介電常數(shù)介電損耗最佳燒成范圍：1240126010一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（二）保溫時間對產(chǎn)品性能的影響在適宜的燒成溫度下，適當保溫有利于使坯釉的物理化學(xué)反應(yīng)更趨完全，

6、形成均勻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。但若保溫時間過長，也會導(dǎo)致大量小晶粒溶解、晶粒平均尺寸增大、晶相總量減少。無論普通陶瓷還是特種陶瓷都是如此。1：抗張強度2：介電強度保溫時間抗張強度介電強度12電瓷的機電強度隨保溫時間的變化11一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（二）保溫時間對產(chǎn)品性能的影響高鋁瓷保溫時間與其部分性能的關(guān)系保溫時間 (h)1231 抗折強度2 玻璃相含量 3 介電損耗角12一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（二）保溫時間對產(chǎn)品性能的影響保溫時間和保溫溫度的控制對希望釉面析晶的產(chǎn)品尤其重要。它們直接關(guān)系著釉中晶體的形成數(shù)量，以及晶體的大小和形貌。保溫時間 (h)晶體形成率 （%） 硅鋅礦結(jié)晶釉的晶體形成率

7、隨保溫時間的變化1.00.60.40.20.88016024013一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（二）保溫時間對產(chǎn)品性能的影響 總之，在實際生產(chǎn)中，適當?shù)亟档蜔蓽囟?，而通過保溫一定時間來完成燒結(jié)過程，常能保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低燒成廢品率。生產(chǎn)實踐證明，對于同一種陶瓷或耐火材料制品，在稍高的燒成溫度下、適當縮短保溫時間，或者在稍低的燒成溫度下、適當延長保溫時間，都能得到質(zhì)量合格的產(chǎn)品。14一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（三）升、降溫速度對產(chǎn)品性能的影響升溫速度的快慢對制品燒成過程中所產(chǎn)生的體積收縮、殘存的氣孔率有明顯影響，從而影響制品的機械性能和光學(xué)性能。升溫速度 (/h)抗折強度 （MPa） 75氧

8、化鋁瓷的升溫速率對部分性能的影響200300400300200100500100介質(zhì)損耗角正切(10-4)2345溫度范圍：9001200抗折強度介質(zhì)損耗角正切15一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（三）升、降溫速度對產(chǎn)品性能的影響如果保溫時間相同，普陶制品的坯體在快速升溫的情況下，產(chǎn)生的體積收縮要比慢速升溫的情況小，因而通常殘存的氣孔率要大，則強度較小，透光率也低?？拐蹚姸?（MPa） 某種衛(wèi)生瓷的升溫速率對其部分性質(zhì)的影響50氣孔率(%)1234150100200：2448h內(nèi)由常溫升至1300：18h內(nèi)由常溫升至130016一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（三）升、降溫速度對產(chǎn)品性能的影響冷卻速度

9、的快慢對制品結(jié)構(gòu)中的晶粒大小、體積收縮有明顯影響，從而影響制品的性能。對于某些特種陶瓷制品，也包括含玻璃相多的普陶制品高溫段的冷卻，急冷可以防止粗晶的形成，因此可顯著改善其機電性能。17一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（三）升、降溫速度對產(chǎn)品性能的影響 普通陶瓷燒成后，緩冷可導(dǎo)致較大的體積收縮、較小的氣孔率。生產(chǎn)實踐證明，對于含玻璃相多的致密燒結(jié)坯體，應(yīng)采取高溫快冷、低溫緩冷的冷卻制度。高溫快冷不但可以防止粗晶形成，還可防止低價鐵的重新氧化及釉面析晶，提高釉面光澤度。但是，對于膨脹系數(shù)大、或含有大量SiO2 、ZrO2的坯體，由于晶型轉(zhuǎn)變伴隨較大的體積效應(yīng)，故在轉(zhuǎn)變溫度附近冷卻速度也不能太快。此外

10、，對于厚且大的坯件，也要注意適當緩冷，否則會因內(nèi)外溫差太大，造成太大的內(nèi)應(yīng)力而引起開裂。18一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響燒成氣氛對坯釉中有關(guān)組分在高溫下的反應(yīng)溫度及反應(yīng)速度、體積效應(yīng)均有影響，從而將直接影響著制品的礦物組成、晶粒的尺寸及數(shù)量、玻璃相的組成及含量、氣孔的數(shù)量及形態(tài)等，并進而嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量性能。 通常，還原氣氛都能在一定程度上降低化學(xué)反應(yīng)的開始溫度，例如：Fe2O3 + CO 2 FeO + O210001100CaSO4 CaO + SO312501370MgSO4 MgO + CO2 900Na2SO4 Na2O + SO3 120013702

11、Fe2O3 4 FeO + O212501370還原氣氛下1080110019一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響普通陶瓷制品的燒成氣氛只有兩種情況：氧化氣氛或還原氣氛。而特種陶瓷制品的燒成氣氛除此兩種外，可能還有其他特殊氣氛的情況，如N2氣燒結(jié)、Ar氣燒結(jié)等情況。就普通陶瓷燒成情況而言，所謂“氣氛”，系指窯內(nèi)氣體（或煙氣）的性質(zhì)，它是由燃料呈現(xiàn)不同的燃燒狀態(tài)形成的： 氧化氣氛窯內(nèi)煙氣中存在游離氧（空氣過剩系數(shù)1），這種煙氣具有將坯體中某些組份（如C素）氧化的能力。 還原氣氛窯內(nèi)煙氣中存在CO（空氣過剩系數(shù)1），這種煙氣具有將坯體中某些組份（如高價Fe）還原的能力。 中性

12、氣氛窯內(nèi)煙氣中既無游離氧存在，也無CO存在（空氣過剩系數(shù)1）。1. 關(guān)于氣氛的有關(guān)概念 20一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響1. 關(guān)于氣氛的有關(guān)概念 非中性氣氛還存在一個 “濃度”的問題，即根據(jù)窯內(nèi)煙氣中的游離氧或CO濃度的大小，氧化氣氛和還原氣氛有強弱之分：氧化氣氛強氧化氣氛：游離氧濃度為810% 普通氧化氣氛：游離氧濃度為45% 中性氣氛：游離氧濃度為11.5%還原氣氛強還原氣氛：CO濃度為69% 弱還原氣氛：CO濃度為24% CO濃度29%，游離氧1%實際生產(chǎn)中，對窯內(nèi)氣氛性質(zhì)及其強弱程度的界定21（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響1. 關(guān)于氣氛的有關(guān)概念 氧化氣氛

13、燒成時，坯體始終處于氧化氣氛中加熱升溫。而還原氣氛燒成并非是坯體始終處于還原氣氛中加熱升溫它只是在高溫階段的某一溫度范圍內(nèi)處于還原氣氛中加熱焙燒，其他升溫階段仍是氧化氣氛：普通陶瓷制品的燒成只有兩種情況：氧化氣氛燒成或還原氣氛燒成。T1氧化氣氛轉(zhuǎn)還原氣氛溫度，簡稱“氣氛轉(zhuǎn)化溫度”。T2強還原氣氛轉(zhuǎn)弱還原氣氛溫度。室溫300950T1T2止火溫度常溫窯頭窯尾氧化分解階段高溫階段冷卻階段氧化氣氛強還原弱還原還原氣氛采取還原氣氛燒成時的窯內(nèi)氣氛制度示意圖22一、燒成制度與產(chǎn)品性能的關(guān)系（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響一般來講，對含鐵量高、有機物含量少、吸附性弱的坯體應(yīng)采取還原氣氛燒成。反之宜在氧化氣氛

14、中燒成。另外，采取還原氣氛燒成時，在制品進入還原氣氛燒成之前，往往要進行一段時間的氧化保溫焙燒，即：使制品在9501050附近，于強氧化氣氛下保溫一定時間。其作用是使坯體的氧化分解反應(yīng)在釉層?；澳艹浞址磻?yīng)完全，沉碳得以燒盡，為燒還原氣氛做好準備。室溫300950T1T2止火溫度常溫窯頭窯尾氧化分解階段高溫階段冷卻階段氧化氣氛強還原弱還原還原氣氛采取還原氣氛燒成時的窯內(nèi)氣氛制度示意圖23（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響1. 普通陶瓷的燒成情況 （1）氣氛對燒結(jié)溫度的影響燒成氣氛對普通陶瓷的燒結(jié)溫度、最大燒結(jié)線收縮等均有明顯影響。日用瓷坯在不同燒成氣氛下的燒結(jié)溫度變化的比較A系列：瓷石質(zhì)坯體，含

15、鐵較多。B系列：長石質(zhì)坯體24（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響1. 普通陶瓷的燒成情況 （2）氣氛對最大燒結(jié)線收縮的影響燒成氣氛對普通陶瓷的燒結(jié)溫度、最大燒結(jié)線收縮等均有明顯影響。日用瓷坯在不同燒成氣氛下的最大燒結(jié)線收縮變化的比較25（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響1. 普通陶瓷的燒成情況 （3）氣氛對坯體過燒膨脹的影響日用瓷坯在不同燒成氣氛下過燒40產(chǎn)生的線膨脹比較26（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響1. 普通陶瓷的燒成情況 （4）氣氛對坯體線收縮速率的影響日用瓷坯在不同燒成氣氛下的最大線收縮速率的比較27（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響（5）氣氛對制品顏色、透光性及釉面質(zhì)量的影響a) 影響鐵、鈦離

16、子的價數(shù)氧化焰燒成時，鐵離子以Fe3+ 存在，F(xiàn)e2O3 在堿含量低的玻璃相中溶解度很低，冷卻時從中析出膠態(tài)的Fe2O3 使坯體泛黃。 Fe2O3 含量高時則使坯體呈紅色。還原焰燒成時， Fe2O3變?yōu)?FeO，溶解在玻璃相中而使坯體呈淡青色。此外，F(xiàn)eO還易與SiO2 形成低共熔物，降低液相粘度，促使坯體更加致密化，從而提高坯胎的透光性。另外，F(xiàn)e2O3 含量較高時，若采取氧化焰燒成，不但會使坯體泛黃，還易導(dǎo)致釉面氣泡或針孔： Fe2O3 + SiO2 2 FeO SiO2 + O212對于含 TiO2量較高的坯體，應(yīng)采取氧化焰燒成。否則，部分TiO2會變成藍到紫色的 Ti2O3，有時還會形

17、成黑色的FeO Ti2O3尖晶石及其他鐵鈦混合晶體，并加深呈色。 28（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響1. 普通陶瓷的燒成情況 （5）氣氛對制品顏色、透光性及釉面質(zhì)量的影響b) 使SiO2 和 CO 還原在一定溫度下，還原氣氛可使SiO2還原為SiO，使CO還原為C：SiO2 + CO SiO + CO22CO CO2 + C2SiO SiO2 + Si 在更低的溫度下，SiO也會分解：Si 和 C 的產(chǎn)生都會造成制品表面呈現(xiàn)黑斑。若繼續(xù)升高溫度，沉積于坯釉中的 C 有可能再被氧化成 CO2，就可能造成釉泡和針孔。若坯體吸附性強（強塑性粘土含量大時），更易造成這種現(xiàn)象。29（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性

18、能的影響2. 特種陶瓷的燒成情況 還原氣氛對氧化物陶瓷的燒結(jié)有明顯的促進作用，如圖所示：氣氛對氧化鋁瓷燒結(jié)的影響（1650）體積密度（g/cm3）1：C+H2 2：H23：Ar4：air5：水蒸氣30（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響2. 特種陶瓷的燒成情況 對于一些半導(dǎo)體陶瓷（如BaTiO3 陶瓷 ），在還原性、中性和惰性氣氛中燒成時，都要比在氧化氣氛中燒成更有利于其半導(dǎo)體化，即更利于其室溫電阻的降低。對于施主摻雜的高純 BaTiO3 陶瓷而言，在缺氧氣氛中燒成時，不僅可以使陶瓷材料半導(dǎo)體化，而且可以有效的擴大促使材料半導(dǎo)體畫的施主添加劑的摻雜濃度范圍：Gd摻雜BaTiO3 陶瓷的電導(dǎo)率與燒成氣

19、氛、摻雜濃度的關(guān)系電導(dǎo)率Gd 摻雜量（mol.%）N2 中燒成空氣中燒成先空氣，后N2中燒成31二、燒成制度的制定依據(jù)（一） 坯釉在加熱過程中的物理化學(xué)變化 通過分析坯體組分在加熱過程中的物理化學(xué)變化，可初步得出坯體在各溫區(qū)所允許的最大升降溫速度。例如：1. 根據(jù)坯體的組成，由相關(guān)相圖分析可知其大致的燒結(jié)溫度范圍。一般長石質(zhì)瓷（包括日用瓷、衛(wèi)生瓷和電瓷）都是用長石、石英、粘土(高嶺土)為原料配制成型，經(jīng)高溫煅燒而成，屬于K2OAl2O3SiO2三元系統(tǒng)配料。為了使產(chǎn)品具有足夠的機械強度和良好的熱穩(wěn)定性以及一定的半透明度，要求瓷坯中具有一定數(shù)量的莫來石和足夠的玻璃相。因此，長石質(zhì)瓷的配料范圍為：

20、SiO2：6575%；Al2O3：1925；（R2ORO）= 46.5，其中R2O2.5% 。32長石質(zhì)瓷配方區(qū)制品中物相組成：莫來石、石英類礦物 、長石 （玻璃相）長石質(zhì)瓷坯體中的液相量隨溫度升高增加較慢，且其熔體粘度較大、隨溫度升高降低較慢，故長石質(zhì)瓷具有較寬的燒成溫度范圍（大致在5080之間）。燒成溫度一般在12501350，低者可降到1200 左右。33又如 MgOAl2O3SiO2三元系統(tǒng)相圖，其低共融點高（1355）. 此系統(tǒng)與鎂質(zhì)陶瓷、堇青石瓷、滑石瓷等瓷制品密切相關(guān)。34MgOAl2O3SiO2相圖的富硅部分鎂質(zhì)陶瓷的主要原料是滑石（3MgO.4SiO2.H2O）與粘土（Al2

21、O3. 2SiO2.2H2O）, 其組成范圍一般都在燒滑石和燒高嶺石的連線附近，如圖中L、M、N各點。 滑石瓷的燒結(jié)范圍狹窄，僅為 1020。通過計算 L、M、N各點的液相量變化就可以看出這一點。所以滑石質(zhì)瓷中一般限制粘土的用量在10%以下。35二、燒成制度的制定依據(jù)（一） 坯釉在加熱過程中的物理化學(xué)變化 2. 綜合分析坯體的熱分析資料（DTA、TG、TE、ITE（生坯）等）、燒結(jié)曲線、燒結(jié)試樣的物相分析等，可以初步確定坯體在各溫區(qū)允許的升降溫速度。200以上碳素及有機物燃燒 36（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響利用上圖所示的坯體TE 和 ITE曲線，可以初步擬定一個理論燒成曲線(Fig.10-

22、9)；然后再根據(jù)DTA及燒結(jié)曲線等進行修訂(Fig.10-10)。37（四）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響高火保溫中火保溫38二、燒成制度的制定依據(jù)（二）坯體的形狀、大小、厚薄及入窯水分 坯體體積越大、越厚，形狀越復(fù)雜，則升降溫速度應(yīng)緩慢。入窯水分越高，則預(yù)熱階段的升溫速度也要越緩慢。（三）窯爐熱工性能、燃料性質(zhì)、裝窯密度。涉及窯內(nèi)溫差。 （四）燒成方法一次燒成或二次燒成；低溫素?zé)蚋邷厮責(zé)?。三、燒成制度的確定（一）各階段的升（降）溫速度1. 低溫階段排除干燥殘余水分主要考慮入窯坯體的含水率高低，以及窯內(nèi)溫差大小、裝窯密度，坯體厚薄等因素來確定。如果入窯坯件含水率2%，則可較快地升溫加熱。 39三、

23、燒成制度的確定（一）各階段的升（降）溫速度2. 氧化分解階段發(fā)生各種氧化分解和晶型轉(zhuǎn)變反應(yīng)，排出大量氣體。一般地，隧道窯燒成時低溫階段的升溫速度可設(shè)計為 100150/h ;墻地磚采用輥道窯燒成時，坯體入窯水分一般要求降到 1%以下，這時升溫速度可達到 10001100/h 左右。主要考慮入窯坯體的化學(xué)組成、幾何因素，裝窯密度、窯內(nèi)溫差；以及各種化學(xué)反應(yīng)的速度、體積效應(yīng)等來確定。一般地，在粘土的脫水溫度范圍、石英的晶型轉(zhuǎn)變溫度附近要適當緩慢升溫。其他溫區(qū)可適當快速升溫。同時保證足夠濃的氧化氣氛。 40三、燒成制度的確定（一）各階段的升（降）溫速度2. 氧化分解階段發(fā)生各種氧化分解和晶型轉(zhuǎn)變反應(yīng)

24、，排出大量氣體。另外，一般在氧化階段結(jié)束、即將轉(zhuǎn)入還原燒成之前進行一段時間的保溫，謂之“中火保溫”。其目的是使坯體內(nèi)外溫度趨于均勻、使坯體內(nèi)部的氧化反應(yīng)進行徹底。 高火保溫中火保溫41三、燒成制度的確定（一）各階段的升（降）溫速度3. 高溫階段發(fā)生各種氧化還原反應(yīng)，生成大量液相和莫來石新相。本階段的溫度制度特點是，務(wù)必使升溫均勻平緩，以保證坯體的組織結(jié)構(gòu)趨于均勻。如燒還原氣氛，則在進入強還原之前還要有短暫的氧化保溫階段。 具體升溫速度應(yīng)根據(jù)坯釉配方、坯體大小厚薄、窯內(nèi)溫差及裝窯密度等因素來定。42三、燒成制度的確定（一）各階段的升（降）溫速度4. 冷卻階段發(fā)生莫來石析晶、石英晶型轉(zhuǎn)變、大量液相

25、玻璃化、坯體體積收縮等物理化學(xué)變化。止火溫度800 左右，可以急冷或快冷。 具體降溫速度也應(yīng)根據(jù)坯釉配方、坯體大小厚薄、窯內(nèi)溫差及裝窯密度等因素來確定。800 左右 450 左右，應(yīng)緩冷。 400 以下，又可以進行快冷。 43三、燒成制度的確定（二）最高燒成溫度最高燒成溫度，或稱止火溫度，要根據(jù)坯釉配方以及產(chǎn)品的質(zhì)量性能要求來確定。同時，還要考慮坯體燒結(jié)范圍（T2T3）的寬窄。 對于燒結(jié)范圍寬的坯體，可選擇接近上限溫度（T3）的某一溫度為止火溫度，適當縮短保溫時間來燒成。 T1T2T3Tem.氣孔率收縮率收縮率（體密）對于燒結(jié)范圍窄的坯體，可選擇接近下限溫度（T2）的某一溫度為止火溫度，適當延

26、長保溫時間來燒成。 44三、燒成制度的確定（三）高火保溫時間為使坯體內(nèi)的物理化學(xué)反應(yīng)進行的更加完全，促使坯內(nèi)組織結(jié)構(gòu)趨于均一，縮小窯內(nèi)的上下溫差效應(yīng)，使處于窯內(nèi)不同部位的制品接近于大致相同的燒結(jié)程度，燒成時不僅在高溫階段要緩慢升溫，而且一般還需進行所謂的 “高火保溫” ，尤其是對大件厚壁制品的燒成，以及采用隧道窯燒成的情況而言。 具體的保溫時間長短也是根據(jù)坯釉配方、坯體大小厚薄、窯內(nèi)溫差及裝窯密度等因素來確定。45三、燒成制度的確定（四）各階段的氣氛制度1. 低溫階段：對氣氛無要求。2. 氧化分解階段：始終保持氧化氣氛，且氣氛濃度由弱漸強，以保證坯中的碳素、有機質(zhì)、硫化物等充分氧化或分解。煙氣

27、中游離氧濃度：5% 左右。室溫300950T1T2止火溫度常溫窯頭窯尾氧化分解階段高溫階段冷卻階段氧化氣氛強還原弱還原還原氣氛采取還原氣氛燒成時的窯內(nèi)氣氛制度示意圖46三、燒成制度的確定（四）各階段的氣氛制度3. 高溫階段對于鐵質(zhì)化合物含量較高、且坯體白度要求高的制品，要采取還原氣氛燒成。否則，還是采取氧化氣氛燒成。如果要求采取還原氣氛燒成，則該階段的氣氛制度應(yīng)是先強氧化氣氛，后強還原氣氛，再弱還原氣氛煅燒。室溫300950T1T2止火溫度常溫窯頭窯尾氧化分解階段高溫階段冷卻階段氧化氣氛強還原弱還原還原氣氛采取還原氣氛燒成時的窯內(nèi)氣氛制度示意圖47三、燒成制度的確定（四）各階段的氣氛制度采取還

28、原氣氛燒成時，高溫階段的氣氛制度的主要內(nèi)容是所謂的“兩點一度”。室溫300950T1T2止火溫度常溫窯頭窯尾氧化分解階段高溫階段冷卻階段氧化氣氛強還原弱還原還原氣氛采取還原氣氛燒成時的窯內(nèi)氣氛制度示意圖 “兩點一度” 的含義。T1是最重要的一個溫控點。T1 太低，表明還原過早，氧化分解反應(yīng)不能徹底，沉碳燒不盡，易造成坯釉泡或煙熏。48三、燒成制度的確定（四）各階段的氣氛制度室溫300950T1T2止火溫度常溫窯頭窯尾氧化分解階段高溫階段冷卻階段氧化氣氛強還原弱還原還原氣氛采取還原氣氛燒成時的窯內(nèi)氣氛制度示意圖若T1 太高，則還原太遲，因坯體燒結(jié)、釉料?；?，CO 難以滲入坯體，起不了還原作用；且

29、由于釉料熔體的吸附，還易造成高溫沉碳（2CO 2C + O2）,從而產(chǎn)生陰黃、煙熏、釉泡等缺陷。一般T1 約為 10001100，控制在釉料開始熔融前 150 左右。強還原階段煙氣中的 CO% 為 36%。49三、燒成制度的確定（四）各階段的氣氛制度室溫300950T1T2止火溫度常溫窯頭窯尾氧化分解階段高溫階段冷卻階段氧化氣氛強還原弱還原還原氣氛采取還原氣氛燒成時的窯內(nèi)氣氛制度示意圖T2 的控制也是重要的。它標志釉料開始燒熟，還原作用結(jié)束，若繼續(xù)強還原氣氛，不但浪費燃料，且易玷污釉面。通常，對于傳統(tǒng)配方的陶瓷制品，T2 約在 1250 左右。T2 止火溫度 區(qū)間煙氣中的 CO% 以1.52%

30、 為宜。50三、燒成制度的確定（五）各階段的壓力制度油（氣）燒隧道窯的壓力制度曲線51三、燒成制度的確定（五）各階段的壓力制度預(yù)熱帶 燒成帶 冷卻帶 壓力 （+）（）煤燒隧道窯的壓力制度曲線52一、低溫快燒的概念和意義6.2 陶瓷制品的低溫快燒（一）概念 低溫?zé)?和 快速燒成 都是相對而言的，是與同種制品、采用同型窯爐燒成的情況下比較而言的。例如，在 1100以下、1h以內(nèi)燒成墻磚；或在1200 以下、10h以內(nèi)燒成衛(wèi)生瓷，都可謂是“低溫快燒”。 一般地，低溫?zé)?是指燒成溫度有較大幅度降低（如在 80100 以上）、且產(chǎn)品質(zhì)量性能不亞于傳統(tǒng)燒成方法生產(chǎn)的制品的燒成過程。快速燒成 則是指產(chǎn)品

31、質(zhì)量性能不降低、但燒成周期明顯縮短的燒成過程。（二）低溫快燒的意義（作用） 1. 節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。53一、低溫快燒的概念和意義（二）低溫快燒的意義（作用） 2. 充分利用原料資源擴充低廉原料的利用范圍。3. 延長窯爐及窯具材料的使用壽命，以及降低窯爐造價。4. 縮短燒成周期，提高生產(chǎn)效率與經(jīng)濟效益。5. 低溫?zé)捎欣谔岣呱系某噬Ч瑪U大色釉品種。6. 快燒可使坯體中的晶粒細小化，提高制品的機電性能。二、實現(xiàn)低溫?zé)傻墓に囃緩?. 調(diào)配適宜的坯釉組成（配方）。如向粘土質(zhì)坯料中引入 Li2O 可使液相的出現(xiàn)溫度由 1170 降至 800，A3S2 可在1000 以下就開始生成。但是，

32、坯、釉兩者的燒成性能應(yīng)相匹配。2. 提高坯釉料的加工細度。 54三、實現(xiàn)快速燒成的工藝措施1. 調(diào)配適宜的坯釉組成（配方），使之滿足快燒工藝的要求。（1）快速燒成對坯料的工藝要求b. 坯料的熱膨脹系數(shù)小。最好-T 曲線為直線型。c. 坯料的導(dǎo)熱系數(shù)較大。d. 坯料少含晶型轉(zhuǎn)變成分。a. 干燥及燒成收縮均小，以保證產(chǎn)品燒后的外形尺寸合格。因此，要求選用灼減量小的原料來配料。（2）快速燒成對釉料的工藝要求a. 釉料組分的化學(xué)活性強，以利高溫反應(yīng)迅速進行。b. 始熔溫度高一些，以免因坯料組份的反應(yīng)溫度滯后而引起釉面缺陷；且高溫熔體的粘度較低，以便獲得平滑的釉面。c. 熱膨脹系數(shù)小，且與坯體相適應(yīng)（

33、一般要求 釉 坯）。55三、實現(xiàn)快速燒成的工藝措施2. 降低坯體入窯水分，提高坯體入窯溫度。3. 控制坯體的厚度、大小。4. 選用結(jié)構(gòu)合理、熱工性能好的窯爐。5. 采取合理地裝燒方法，適當降低裝窯密度，改善窯內(nèi)傳熱效率。6. 選用傳熱性能好、熱穩(wěn)定性好、機械強度高的窯具材料。6.3 陶瓷制品的裝窯一、裝窯要求2. 保證料垛（制品）穩(wěn)固平、穩(wěn)、直，確保窯爐安全運行。1. 合理確定窯內(nèi)不同部位的裝窯密度，盡量減小窯內(nèi)溫差，以保證處于不同部位的制品受熱基本上均勻。同時，注意減小窯內(nèi)的氣流阻力，改善傳熱效率。3. 保護制品不受污損。4. 在確保料垛穩(wěn)固及產(chǎn)品不被污損的前提下，盡量減少窯具使用量，以降低

34、單位燒成產(chǎn)品的能耗。566.3 陶瓷制品的裝窯方法二、裝燒方法幾種裝燒方法示意圖576.3 陶瓷制品的裝窯方法二、裝燒方法586.4 窯 具一、緒言（一）窯具的概念及種類 1. 概念：陶瓷制品裝窯燒成時所用的輔助耐火材料。2. 種類：主要有匣缽、棚板、托墊、支柱（架、座）等。（二）窯具的作用及其重要性 作用：1. 支撐（承）或架空坯體，可提高窯爐的空間利用率（裝窯密度）及裝窯的穩(wěn)固性。2. 防止煙灰、火焰等污損制品。3. 防止坯體釉面相互發(fā)生粘連。596.4 窯 具一、緒言（二）窯具的作用及其重要性 重要性：1. 直接影響制品的燒成質(zhì)量。2. 直接影響能源消耗。3. 直接影響窯爐的安全運行、生

35、產(chǎn)效率（燒成周期）及經(jīng)濟效益。二、窯具的性能要求1. 具有足夠的常溫機械強度，以承受裝出窯時頻繁的機械作用力。2. 具有足夠的高溫荷軟溫度（高溫結(jié)構(gòu)強度）及耐火度。3. 具有良好的高溫體積穩(wěn)定性。606.4 窯 具二、窯具的性能要求4. 具有良好的熱震穩(wěn)定性。5. 具有良好的導(dǎo)熱性能和一定的透氣性（對匣缽類窯具而言）。 6. 具有良好的器形平整度、尺寸準確。三、窯具的材質(zhì)類型按窯具的化學(xué)及礦物組成來分：1. 硅鋁質(zhì)窯具：粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)硅酸鋁及剛玉制品類 別Al2O3 含量（%）主晶相粘土質(zhì)3046莫來石高鋁質(zhì)4690III 等：4665莫來石II 等：6575莫來石、剛玉I 等：75剛玉、莫來石剛玉質(zhì)90剛玉616.4 窯 具三、窯具的材質(zhì)類型2. 硅鋁鎂質(zhì)窯具：莫來石堇青石質(zhì)、堇青石莫來石質(zhì)特點：抗熱震性較好，但高溫結(jié)構(gòu)強度較低，使用溫度較低（1300）。3. 碳化硅質(zhì)窯具：粘土結(jié)合（莫來石-玻璃相結(jié)合）碳化硅制品、重結(jié)晶自結(jié)合制品、氮化硅結(jié)合碳化硅制品、氧氮化物結(jié)合碳化硅制品、塞隆結(jié)合碳化硅制品等。特點：導(dǎo)熱性能好，抗熱震性好，高溫結(jié)構(gòu)強度高，使用溫度高（14001700）。但SiC 在 9001200