
陶瓷的烧成过程涉及到坯体在高温下发生的物理化学反应,这些反应决定了烧成后的陶瓷制品的矿物组成、显微结构以及形状和尺寸。烧成工艺制度包括温度、气氛和压力三个关键因素,它们共同影响着制品的性能。
温度制度是烧成工艺中的核心,包括升温速度、烧成温度、保温时间以及冷却速度等参数。升温速度的确定取决于坯体的水分含量,氧化分解阶段则与原料纯度和坯件厚度相关,高温阶段则主要考虑窑炉结构及装窑密度。烧成温度和保温时间的选择则需要保证坯体中的液相量平稳增加,避免变形。
气氛制度对含有铁、硫等元素的陶瓷坯料影响显著,不同的气氛会导致烧结温度、收缩率、气孔率等方面的差异。因此,要根据坯料的化学矿物组成和烧成过程中的物理化学变化规律,选择合适的气体介质。
压力制度是实现温度和气氛制度的保障,通过调节烟道闸板和烧结过程中的各种风量,来维持合理的压力。
陶瓷烧结方法多种多样,包括常压烧结、热压烧结、热等静压烧结、反应热压烧结等。每种方法都有其优缺点,例如热压烧结可以获得接近理论密度的烧结体,但生产率较低,成本较高。
影响烧结的因素众多,如原始粉料粒度、添加剂的作用、烧结温度和保温时间等。这些因素都会影响烧结过程的推动力、原子扩散距离、颗粒的溶解度等,从而影响烧结效率和制品性能。
隧道窑和辊道窑是陶瓷烧成中常用的窑炉类型,它们具有连续性生产、产量高的特点。蜂窝陶瓷的制备需要注意低温阶段的升温速度和气氛控制,以避免开裂和孔道壁起泡等问题。