3. 玻璃相：坯料组分或杂质所形成的低共熔固体物质
? 作用：可将晶粒粘结在一起，填充在孔隙中，使坯体致密，增加透明度，降低
烧结温度。但玻璃相结构疏松，膨胀系数大，高温下易软化，因此过多会降低制品强度及热震性→高温蠕变
4. 气孔：一般陶瓷产品气孔率：5－10％
? 气孔常分布于玻璃相基质中，为减少气孔可： ? １）适当提高烧成温度； ? 2）加入添加物生成第二相来抑制晶粒长大，使气孔从晶界排出； ? ３）采用气氛烧结排出气孔 ? 气孔会明显影响材料性能，降低坯体机械性能、介电强度、透光性、白度等，
降低化学稳定性、抗冻性，但会改善隔热性能。
二、 工艺因素对显微结构的影响
? 1. 原料粉末的特征 ? 其颗粒大小、分布、聚集程度影响最为明显 ? 1） 颗粒大小影响成瓷后晶粒尺寸： ? a、 粗粒多：成瓷后晶粒尺寸增加小 ? b、 细粒多：成瓷后晶粒尺寸增加大，因为比表面大，利于晶粒发育长
大 ? 2） 粒度分布范围影响产品的密度：即气孔率分布范围窄，则密度高， 粉
末要求聚集成团，因团粒之间的空隙往往大于颗粒之空隙 ? 2. 添加掺杂物： ? 1） 掺杂物进入固溶体，增加晶格缺陷，促进晶格扩散，使坯体致密，减少气
孔； ? 2） 晶粒周围形成连续的第二相，促进绕结。如第二相不易移动，则阻碍晶界
移动，抑制晶粒长大，多数情况下掺杂物会抑制晶粒粗化，减缓晶界移动速度，但也会加速晶粒生长，与其数量种类有关。
3. 烧成制度： ? 1） 烧成气氛－影响产品结构、性能的重要因素之一 ? 气孔率、晶粒尺寸、缺位形成、阳离子价态、矿物组成 ? 如：TiO2在还原气氛下，颜色加深, Ti4+→Ti3+ O2-空位↑ ? Fe2O3在还原气氛下→FeO+O2 ,使气孔率↑
? 2） 升降温度：影响坯体密度，晶粒大小，相的分布 ? 控制速率煅烧，中间温度下维持较长时间－促进坯体致密 ? 快速烧成时高温下维持较短时间－抑制晶粒粗化 ? 冷却速度对显微结构影响表现在各相分布 ? a、 快速冷却：越过第二相的析出温度，则第二相形成数量少 ? b、 缓慢冷却：不同温度会析出不同的第二相
第二节 釉层的显微结构
经煅烧后釉层绝大部分为玻璃相、残余晶体、次生晶体、气泡取决于组成及制作烧成工艺因素
一、 长石透明釉：
玻璃相：80－95％ 各向同性 残留未溶石英及变体 不希望晶体存在
从溶体中析出的晶体 气孔：1－6％
釉中各相折射率愈大、愈接近，则釉面光泽度愈好 二、乳浊釉：
釉层呈乳浊的原因是玻璃基质中存在异相颗粒，其尺寸及分布状态直接影响釉层的乳浊程度异相颗粒包括（气泡，细粒残余石英，釉层析出的晶体，釉熔体由于液相分离产生的孤立小滴等） 1. 锆乳浊釉
起乳浊作用的晶相是锆英石及少量斜锆石或四方氧化锆 釉中：含SiO2多 烧后主晶相为锆英石 含ZrO2多 烧后主晶相为斜锆石
釉的组成除影响析出的晶体种类外，还影响晶体的数量和大小，如含B的锆釉， 乳浊性好，因为析出的昌相细小均匀
另外，制釉工艺还影响乳浊剂的存在形式 如：锆英石会熔化在含碱性氧化物的 熔体中，残余颗粒小，从熔体中析出的晶体多且尺寸细小。 2.钛乳浊釉： 低温乳浊釉 TiO2：
<900℃时 以锐钛矿形式析出 釉白中带青，搪瓷的煅烧温度 >900℃时 以金红石矿形式析出 釉白中带黄
研究改变显微结构 控制釉中晶体的种类、数量与大小，提高钛釉的烧成温度， 让TiO2与碱金属氧化物生成复合硅酸盐或钛酸盐作为新的乳浊相 如：CaO·TiO2·SiO2 CaO·TiO2 MgO·2TiO2等
第五章 原料的处理 第一节 原料的精选
? 一、原料的精选
? 粘土矿物中含有：未风化的母岩、游离石英、云母类矿物、长石碎屑。长石、石英矿物中含有：污泥、水锈、云母类矿物。
这些杂质的存在降低了原料的品位，会直接影响制品的性能及外观质量。因此需原
料精选、分离、提纯、除去各种杂质（含铁杂质）。 ?
? 原料精选从机理上分为物理方法、化学方法、物理化学方法。
1 物理方法：
? (1) 分级法：水簸、水力旋流、风选、筛选、淘洗-----除去原料中的粗粒杂质，更好的控制原料的颗粒组成。
? 原理：利用矿物颗粒直径或密度差别来进行。 ? 主要装置：水力旋流、其工作原理简图。 ? (2) 磁选法-------分离原料中含铁矿物 ? 原理：利用矿物磁性差别。
? 除粗颗粒的强磁性矿物效果较好，但对黄铁矿等弱磁性物质及细颗粒含铁杂效果不明显。
? (3) 超声波法-------除铁
? 原理： 料浆置于超声波下--->高频振动--->互相碰撞摩擦 使颗粒表面的氧化铁、氢氧化铁薄膜脱离剥出。
2 化学方法：溶解法和升华法，除去原料中难以以颗粒形式分离的微细含Fe杂质FeS、Fe(OH)3
? 1) 升华法 -----高温下加入Cl2、FeO、Fe2O3 与Cl2---? FeCl3 除去。 ? 2) 溶解法 -----用酸或其它试剂 Fe ---?溶盐水洗除去。 3 物理化学方法
? 1) 电解法-----电化学原理除去颗粒中的Fe。 ? 2) 浮选法-----利用矿物对谁的润湿性不同，亲谁矿物在水中沉积而憎水矿物则易与浮
起，常加入“浮洗剂”（石油碘酸、磺酸盐，铵盐）使疏水矿物悬浮，可除Fe、Ti等杂质。
? 二 水的处理及对坯料制品性能的影响
? 1 一般要求水中的Ca2+、Mg2+<=10~15ppm， SO42-<10ppm -----影响泥浆稳定性。 ? 除Ca2+、Mg2+ 可用离子交换将水软化、添加剂（PO43-），将Ca2+、Mg2+、Fe3+ 沉淀 ? 除SO42-，加Ba2+。
? 2 水的PH值 PH=6.0~8.5 范围内 中性水。
? 3 磁化水 使泥浆水化膜减薄，颗粒间易靠拢、聚集，提高强度。
第二节 原料的预烧
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预烧的目的：改变结晶的形态，改变物理性能。
一 稳定晶型：Al2O3、TiO2、ZrO2（立方） 稳定的高温形态性能最优良。 1 Al2O3 希望得到 α-Al2O3
要预烧到：1300~1600℃
添加H3BO3 使Na2O形成挥发性盐类逸出，使坯体密度提高。 2 TiO2 依用途定
钛电容器陶瓷 ---------金红石相 要预烧
Zr-Ti-Pb 压电陶瓷 ---------形成固溶体，不需预烧。 TiO2--------?Ti3+ , 颜色变深，需在氧化气氛下加热。 3 ZrO2 高温耐火材料 ---------预烧稳定晶型。
加入CaO、MgO、Y2O3等降低预烧温度（由2300降到1500℃） 增韧陶瓷 --------不用预烧。
二、 改变物性
? 1 滑石：具有片状结构，成型时易造成泥料分层及颗粒定向排列，引起制品变形及开裂，应
进行预烧（在1300~1450℃生成偏硅酸镁），破坏片状结构。
? 2 石英：质地坚硬，粉碎困难，573℃晶型转变产生体积效应。先预烧，再急冷，使内部产生应力变脆，提高粉磨效率。
? 3 可塑粘土：预烧，减少坯体收缩 700~900℃。 ? 4 ZnO ：减少缩釉 1250℃。
第三节 原料的合成
一、合成的目的：
? 1)制备自然界中尚未发现的原料（BaTiO3,SiC）或自然界中开采价值不大的原料（CaTiO3）。
? 2) 合成超细粉料（1~100nm）。
二、 合成方法概述：固相法、液相法、气相法。
? 1 固相法：烧结法 特点是：反应体系的不均匀性。 ? 2 液相法：熔液法——原料混合加热至熔融。
? 溶液法——排除溶剂，包括喷雾干燥和冷冻干燥法
? 沉淀 1)共沉淀——同种溶液生成两种以上的颗粒沉淀合成多组分原料。 ? 2)均相沉淀——溶液内部生成沉淀剂。 ? 3)醇盐法——醇盐法使氢氧化物水解。 ? 溶胶—凝胶法：配制溶胶——凝胶形成——凝胶焦化。 ? 3 气相法 1)蒸发凝聚——等离子体蒸发、物理方法。 ? 2)气相反应——化学气相沉积
三、 莫来石的合成，包括烧结法和熔融法。
? 1 烧结法——将原料混合、细磨、脱水、真空混炼、煅烧至 1720~1760℃，得到针状莫来
石，固相反应。
? 2 原料 Si——石英、粘土
Al——工业氧化铝、高铝矾土、Al(OH)3 ?
? 影响反应的因素：
? 1. 细度：大 有利与反应进行，但过大则液相量增加。
? 2. 温度：适当提高会提高莫来石含量，使气孔率下 降、体积增加。但温度过高会使玻璃相含量增加。 ? 3 矿化剂
第六章 坯釉料制备
第一节 坯料的种类和质量要求
一 坯料的种类： 含水量 注浆坯料 28～35% 可塑坯料 18～25%
压制坯料 8 ～15% 半干压 3～7% 干压
二 坯料的质量要求：配料准确 组分均匀 细度合理 空气含量少
1 注浆坯料
1）流动性好：保证产品造型完全和浇注速度
2）悬浮性好：料浆久置 固体颗粒长期悬浮不致分层沉淀 3）触变性恰当：过大：易填塞泥浆管道 影响料浆输送，
过小：生坯强度不够 ，影响脱膜和修坯质量，脱膜后胚体易塌陷
4）滤过性好：水分在石膏模的压力下容易扩散、迁移，在短时间内成坯。
5）泥浆含量少：保证流动性的同时，减少水量，缩短注浆时间，减少坯体干燥收缩
2 可塑坯料
1）良好的可塑性：可塑性指标>2 2）具有一定的形状稳定性
3）含水量适当： 强可塑性原料多则含水量提高 小件制品含水量 >大件制品 手工成型 > 旋胚 > 滚压成型 4）干燥强度和收缩率 3 压制粉料
1）流动性好：保证致密度 压坯速度
2）堆积密度大：体积密度大， 气孔率下降， 压缩比提高
3）含水率及水分均匀性：水分均匀
成型压力大—— 含水率较低 成型压力小—— 含水率较高 4）颗粒形状、大小粒度分布
第二节 原料的细粉碎
一 、颗粒的表面能： 粉料细度提高， 表面能提高， 活性提高， 烧结温度下降， 致密度提高， 性能会随之提高。一般粒度控制在 0.1～60um之间即过250目筛。 二、 细碎方法： 1）化学制粉：高纯—超细粉料 设备复杂，产量小，成本高。 2）机械制粉：机械能转化为表面能 常用的机械粉碎方法：
1. 球磨粉碎：筒体带研磨体旋转，研磨体冲击、研磨粉料
2. 振动粉碎：研磨体在磨机内作高频振动 ，研磨体运动如下： 1）激烈的循环运动：冲击物体 （无介质磨 流能磨）
2）剧烈的自转研磨：料细度<2nm 出磨<60um ，特点：粉碎时间段 细度大
3.气流粉碎：利用高压气体作介质 物料受撞击、磨擦、剪切作用 特点：不需固体研磨介质
入磨细度：1～0.1mm 左右，出磨 ：～1um 4. 搅拌磨粉碎：摩擦磨，砂磨
筒体垂直，磨球体之间、 球壁之间产生剧烈的摩擦、滚碾作用 入磨细度：<1mm ， 出料粒度：1um
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