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金属氧化物电阻率 釉层的性质.ppt

2025年10月15日 10:03:45      来源:石家庄环保设备有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:8

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玻璃态物质由固体转变为液体时,不是在固定的温度(熔点)下,而是在一定的温度范围内进行的。在一定的加热速度下,温度固定则玻璃的粘度值也就恒定。这些特征温度点与粘度的关系见下表。陶瓷釉料基本上是硅酸盐玻璃,也有类似上述的关系。在高温的作用下,从开始软化到熔融成可流动的液体,要经历一定的温度范围。采用高温显微镜测定釉料受热行为时,当23mm圆柱体试样受热至形状开始变化、棱角变圆的温度称为始熔温度(或初熔温度、开始熔化温度)。试祥变为半圆球的温度称为全熔温度,相当于下表中的FP点。由始熔温度至流动温度称作釉的熔融范围。特征温度烧结开始点软化开始点SPDP100.38.20.5半球点粉末碎块流动点.550.14.250.14.20.1玻璃的特征温度与其对应的粘度釉料熔融过程外形的变化当h/d=0.5,对应于HKP点,h/d=0.15时,对应于FP点。当釉料充分熔融并平铺在坯体表面、形成光滑的釉面时,认为达到了釉的成熟温度,这是烧釉温度(釉的烧成温度)。釉料在坯体上形成釉层时,处于粘性流动状态,但粘度不太低(η大致为4.55),不致于流淌。通常把半球点(全熔温度)作为釉料烧成温度的指标。

有些古代瓷器产品下部有釉流淌现象,甚至粘着垫饼、支圈等窑具,有的流聚成滴珠。这时烧釉的温度虽在熔融范围内,但高于全熔温度,甚至烧至流动温度。釉的熔融性能直接影响陶瓷产品的质量:始熔温度低、熔融范围过窄,釉面易出现气泡、针孔等缺陷,采用快速烧成更会出现这种现象。含量来提高或降低釉的成熟温度时,必须使Al的比值维持一定,否则釉层的性质就会发生变化。下表是各种化合物的易熔性系数和釉的全熔温度T与易熔性系数k的对照值。7501.97511.87531.77541.67551.57561.47581.37591.27651..98000.88290.78610.69050.510250.411000.312000.213000.11450釉的全熔温度T与易熔性系数k的对照值易熔化合物难熔化合物名称系数α名称系数α名称系数α.31.251.01.01.01.01.00.80.80.80.bCaOAl(3%)SnO1.21.671.9釉中化合物的易熔性系数釉面的平坦及光滑程度决定于釉料熔化后的流动性以及和坯体的润滑能力,而后二者又受釉的高温粘度与表面张力的直接影响:在成熟温度下,若釉的粘度过小,则容易出现流釉、堆釉或干釉这类缺陷;如果粘度过大,则釉面出现波纹、引起桔釉,针孔等毛病。

Pas,表面张力约为(3~5)10Pas,才能形成平滑的釉面。在成熟温度下,釉粘度的对数值约为η=2.5~4.3。当η=5时,釉未烧好;η=4时,釉面无光;η=2.6时,釉的流动性大,易起泡。釉的这两种性能取决于其组成与结构。低碱硅酸盐釉的粘度首先决定于硅氧四面体网络连接的程度,粘度随着O/Si比值的增大而降低。氧硅比增大(熔体中碱含量增大),使大型四面体群分解为小型四面体群,四面体间连接减少,空隙随之增大,导致熔体粘度下降。离子间相互极化对釉粘度也有显著的影响。极化能力强的阳离子,会使硅氧键中氧离子极化、变形,减弱硅氧键的作用力,降低粘度。非惰性气体型阳离子如Pb等)极化力较强,减弱Si-O键作用力大,高于玻璃态转变温度下,易形成缺陷和不对称中心,因而使熔体粘度低。釉料的粘度比高硅釉料的粘度低的原因之一就是由于前者不对称程度大的缘故。O含量较多,硅氧四面体之间主要靠R-O键力相连,而Li-O键力。但当釉中O/Si比值很小时,SiO含量较多,硅氧四面体之间键力起主要作用,Li(3)碱土金属氧化物对粘度的影响较复杂。在无硼或无铅釉中,一方面由于RO极化能力强,使氧离子变形、大型四面体群解聚而降低粘度,在高温下这个效果是主要的;由于碱士金属阳离子为二价,离子半径不大,键力较碱金属离子大,可将小型四面体群的氧离子吸引到自己周围,在低温下使粘度增大。

不同温度下极化能力与离子半径对粘度的影响是不同的:CaO、MgO、ZnO、PbO、BeO在高温下会减少釉的粘度(如引入10~15%CaO会迅速使釉的粘度在1000时降至最小,ZnO会降低900时釉的粘度),在低温下却增大其粘度,但ZnO、BeO、PbO对釉料冷却时粘度的增加速度影响较小。各种氧化物对釉料表面张力的影响也是各不相同的。根据氧化物对硅酸盐玻璃态溶体表面张力的影响将其分为三类:等,若引入量较多,往往会降低硅酸盐熔体的表面张力。釉组成氧化物阳离子半径大小对硅酸盐熔体表面张力的影响,得知其规律为:熔体的表面张力随碱金属及碱土金属离子半径的增大而减少,随过渡金属离子半径的减少而降低。釉层受热膨胀是温度升高时,构成釉层网络质点热振动的振幅增大,导致它们的间距增大所致。这种出于热振动而引起的膨胀,其大小决定于离子间的键力,键力愈大则热膨胀愈小,反之也是如此。是釉的网络生成体,含量高则釉结构紧密,热膨胀小;含碱的硅酸盐釉料中,引入的碱金属与碱土金属离子削弱了Si-O链或打断了Si-O键,使釉的热膨胀增大。一般说来,碱金属离子对釉膨胀系数的影响程度还超过碱土金属离子。量超过0.2摩尔则釉的膨胀系数会增大。

又如增加釉中的硼酸或用SiO等摩尔数代替硼酸会降低釉的膨胀系数,而硼酸量超过17%则会显著提高釉的膨胀系数。硅酸盐玻璃及釉的a与氧化物摩尔含量之间的关系:各种氧化物的摩尔百分比含量和玻璃或釉的膨胀系数之间有加和性关系。用膨胀仪测得玻璃(釉)的膨胀曲线(见下图)。Tg为釉的转变点,Ts为其开始软化点。由图可见,从室温Ts到转变点Tg以前,其膨胀曲线几乎是一直线,在这个区间内可认为玻璃(釉)的线膨胀糸数是一常数。但超过转变点,尤其是接近开始软化点时,玻璃(釉)的线膨胀系数急剧增大。玻璃的热膨胀曲线弹性表征着材料的应力与应变的关系。弹性大的材料抵抗变形的能力强。对于釉来说,它是能否消除釉层因出现应力而引起缺陷的重要因素。通常用弹性模量来表示材料的弹性,它与弹性呈倒数关系。釉层的弹性与其内部组成单元之间的键强直接有关,主要受下列四方面影响。BaO、SrO等)往往会降低釉的弹性模量;若引入离子半径小、极化能力强的金属氧化物(如Li]三角体,结构松散,受力后易变形,弹性模量也就降低。这就是硼酸的反常现象。冷却时析出晶体的釉(如乳浊釉,溶析釉,结晶釉等),其弹性模量的变化取决于晶体的尺寸与分布的均匀程度。若晶体尺寸为a釉时,坯釉膨胀系数之差不能超过(1~4)10 -6 /;当a坯a坯变为a釉0.5摩尔,SiO

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