浅析釉裂机理及影响因素

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1、高雅春等：浅析釉裂机理及影响因素经验交流!!浅析釉裂机理及影响因素高雅春耿谦!河北理工学院轻工分院唐山"#$"%"&摘要釉裂是瓷器生产中比较常见的一种缺陷，也是致命的缺陷。本文从理论上探讨了釉裂的形成机理，并结合其微观结构从定性和定量两个方面阐述了影响釉裂的主要因素，提出了克服和预防釉裂的具体措施，对指导实际生产具有很大的帮助。关键词弹性模数膨胀系数应力釉裂!引言釉法施釉，干燥后在大生产中用隧道窑进行烧成，烧成温度为’$,"+，烧成气氛采用还原气氛，烧成釉裂是陶瓷制品常见缺陷之一。一般认为，釉周期-%.，釉层厚度约"/’0"/$11。裂是带釉坯体从高温

2、冷却到常温时，由于釉的热膨!"$检测胀系数远大于坯体热膨胀系数而引起的。换言之，经23射线衍射鉴定，瓷坯主要晶相是!3石是由于两者的热膨胀系数不同所产生的应力造成英和莫来石，未发现方石英晶相。釉层中的应力由的。其实并非如此简单，仅根据测定的坯釉热膨胀系数，并不能准确预测能否产生釉裂，因为瓷器的光学方法测定，热稳定性实验是将盘子在炉内加热烧成需要十至几十个小时，必须考虑到在此期间釉$"145后立即浸入冷水中，用出现釉裂时的最小温组分向坯体中的渗入、中间层的形成、釉的变质差!6表示测定结果。等。另外，釉和坯体严格地说都是处于不均匀和非#实验结果平衡状态的体

3、系，所以它们的膨胀系数随其组成、颗粒大小以及烧成条件的微小变化而有所不同。因#"!釉裂与釉层厚度、瓷坯中残余石英的关系此，有必要从微观结构对釉裂的形成机理、影响因瓷坯中残余石英的相对含量，釉层的厚度和釉中素等进行进一步分析研究，以期寻求出防止釉裂的应力之间的关系示于图’。途径，指导陶瓷生产。"实验过程!"!坯体和釉的配料组成坯体和釉的配料组成见表’。表!坯和釉的配料组成!"#原料名称坯料组成釉料组成瓷石"#$高岭土!#%&软质粘土%&$长石%#!&石英&"#图!坯中残余石英含量、釉层厚度和釉应力的关系滑石’煅烧($&由图’可明确看出，瓷坯中残余石英量、

4、釉层厚白云石$&度、釉中应力三者间有规律可循。首先，在区域(中!"#实验工艺条件釉层较厚，而且残余石英含量少，所有的盘子都龟坯体!盘&采用滚压成型，经)*"+素烧后，用浸裂，此区域称为龟裂区。#%江苏陶瓷&’()*+,-./(0’-+!""#年$月第#$卷第!期在区域!中，盘子虽未出现裂纹，但釉层中的!釉裂形成机理应力仍是张应力，因此区域!称为危险区域。产生釉裂的原因很多，大体上可以认为有以下在区域"中，盘子没有龟裂，且釉中应力有的已几种原因。是压应力，有的还是张应力，区域"龟裂的倾向较##"$坯釉的热膨胀差过大和!区域稳定的多，因此，区域"称为半安定

5、区域。众所周知，是由于坯釉的热膨胀系数不同釉中而在区域""中，残余石英含量多，而且釉层产生的应力所造成的。即釉的热膨胀系数比坯体的薄，釉层应力都是压应力，以至该区域对于龟裂倾热膨胀系数大时，冷却过程中釉面产生张应力，从向可以说是完全安全的。由此可见，釉裂倾向随釉而产生开裂；反之釉的热膨胀系数远远小于坯体的层厚度的减少、残余石英含量的增加而降低。热膨胀系数时，釉中产生压应力，将使制品产生剥!"!应力、残余石英、热稳定性的关系裂。/&舒尔兹在大量实验的基础上，提出了釉应力图$示出了坯中残余石英的含量、釉层中应力及与坯釉膨胀系数之间的关系式，计算如下：热稳定

6、性之间的相互关系。被测样品釉层的标准厚度（!2"!3）（#3"#"）为%&$’(%&%)**。可以看出，釉层中的应力和瓷坯!1$""34""2!3"&中残余石英的含量存在着非常简单的关系。即：随着%3%2!2瓷坯中残余石英含量的增加，坯体的热膨胀系数增0一釉应力12345加，从而导致釉层中的应力由张应力向压应力转变。!!、!!———分别为坯、釉平均膨胀系数1-6.5；图+示出了釉中应力与热稳定性之间的关系。""、"!———分别为釉、坯的泊松比；当釉中应力为张应力时，其温差!,小于-+%.。而!"、!!———分别为釉、坯的弹性模数；釉层随压应力的增高温差

7、!,可达$%%.。"#———室温（.）；""———釉的玻化温度1.5。利用这个关系式，可以直接由釉坯膨胀系数计算釉应力，以定量地预测产品的抗裂性。一般来说，釉裂的釉应力为：7%8-2341正值为张应力5。无釉裂产品釉应力分布为：$%8%89--%234范围内，多数受97%89’%234的压应力时，一般不发生釉裂。而应力为-%8$%234时，即使烧成后不出现釉裂，但当制品受到极小的热冲击或张应力等机械冲击时也易出现釉裂。#"!釉的弹性模数过大实验证明，即使是热膨胀系数相同，由于所含图"坯中残余石英含量#石英!"#"$、的成分不同，玻璃的网络结构会出现差异

8、，于是耐釉中应力和急冷试验间关系应力的弹性就会不同。弹性模数是釉和坯能否适应的另一个重要因素。