烧成工艺学习教案.pptx

会计学1烧成工艺烧成工艺(gngy)第一页，共67页。目录页目录页Contents Page4.1 4.1 烧结烧结(shoji)(shoji)机理机理第四章第四章 烧成工艺烧成工艺(gngy)(gngy)及设备及设备4.2 4.2 烧成制度烧成制度(zhd)(zhd)4.3 4.3 主要主要的影响因素的影响因素4.4 4.4 烧结方法及设备烧结方法及设备第1页/共68页第二页，共67页。3 pp内容内容pp水与坯的结合形式、干燥过程。水与坯的结合形式、干燥过程。pp干燥制度、缺陷分析等。干燥制度、缺陷分析等。pp排塑目的、原理、方法等。排塑目的、原理、方法等。pp要求要求(yoqi)(yoqi)pp重点掌握坯体干燥过程及产生缺陷的分析。重点掌握坯体干燥过程及产生缺陷的分析。pp要求要求(yoqi)(yoqi)掌握排塑目的、原理和方法。掌握排塑目的、原理和方法。第2页/共68页第三页，共67页。过渡页过渡页Contents Page4.1 4.1 烧结烧结(shoji)(shoji)机理机理第四章第四章 烧成工艺烧成工艺(gngy)(gngy)及设备及设备4.2 4.2 烧成制度烧成制度(zhd)(zhd)4.3 4.3 主要主要的影响因素的影响因素4.4 4.4 烧结方法及设备烧结方法及设备第3页/共68页第四页，共67页。5 配料量计算坯料的制备l l陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料的的的的性性性性能能能能不不不不仅仅仅仅与与与与化化化化学学学学组组组组成成成成有有有有关关关关，还还还还与与与与材材材材料的显微结构有关。料的显微结构有关。料的显微结构有关。料的显微结构有关。l l烧烧烧烧成成成成是是是是使使使使陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料获获获获得得得得预预预预期期期期(yq)(yq)显显显显微微微微结结结结构构构构的的的的关键工序。关键工序。关键工序。关键工序。l l定定定定义义义义：对对对对硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐制制制制品品品品进进进进行行行行热热热热处处处处理理理理，使使使使之之之之发发发发生生生生一一一一系系系系列列列列物物物物理理理理化化化化学学学学变变变变化化化化，并并并并形形形形成成成成预预预预期期期期(yq)(yq)的的的的矿矿矿矿物物物物组组组组成成成成和和和和显显显显微微微微结结结结构构构构，从从从从而而而而达达达达到到到到固固固固定定定定外外外外形形形形并并并并获获获获得得得得所所所所要求性能的工序。要求性能的工序。要求性能的工序。要求性能的工序。l l宏观变化：体积收缩，致密度提高，强度增加。宏观变化：体积收缩，致密度提高，强度增加。宏观变化：体积收缩，致密度提高，强度增加。宏观变化：体积收缩，致密度提高，强度增加。4.1.1 4.1.1 概述概述概述概述(i sh)i sh)第4页/共68页第五页，共67页。6 配料量计算坯料的制备 烧结过程中会发生一系列物理化学变化。整个烧结过程分为前期和后期两个阶段烧结过程中会发生一系列物理化学变化。整个烧结过程分为前期和后期两个阶段烧结过程中会发生一系列物理化学变化。整个烧结过程分为前期和后期两个阶段烧结过程中会发生一系列物理化学变化。整个烧结过程分为前期和后期两个阶段(jidun)(jidun)。烧烧烧烧结结结结前前前前期期期期（坯坯坯坯体体体体入入入入炉炉炉炉9090致致致致密密密密化化化化）：未未未未进进进进行行行行烧烧烧烧结结结结时时时时，陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷生生生生坯坯坯坯含含含含百百百百分分分分之之之之几几几几十十十十的的的的气气气气孔孔孔孔，颗颗颗颗粒粒粒粒间间间间只只只只有有有有点点点点接接接接触触触触。当当当当升升升升温温温温烧烧烧烧结结结结后后后后，物物物物质质质质通通通通过过过过不不不不同同同同方方方方法法法法向向向向颗颗颗颗粒粒粒粒间间间间颈颈颈颈部部部部和和和和气气气气孔孔孔孔部部部部位位位位填填填填充充充充，颈颈颈颈部部部部逐逐逐逐渐渐渐渐长长长长大大大大，气气气气孔孔孔孔体体体体积积积积逐逐逐逐渐渐渐渐减减减减小小小小。并并并并首首首首先先先先在在在在小小小小颗颗颗颗粒粒粒粒间间间间出出出出现现现现大大大大量量量量晶晶晶晶界界界界，且且且且逐逐逐逐渐渐渐渐扩扩扩扩大大大大，形形形形成成成成晶晶晶晶界界界界网网网网络络络络。随随随随着着着着温温温温度度度度升升升升高高高高，晶晶晶晶界界界界移移移移动动动动，晶晶晶晶粒粒粒粒长长长长大大大大，气气气气孔孔孔孔缩缩缩缩小小小小，并并并并形形形形成成成成孤孤孤孤立立立立的的的的气气气气孔孔孔孔，坯坯坯坯体体体体的的的的致致致致密密密密度度度度提提提提高高高高，密密密密度达到理论密度的度达到理论密度的度达到理论密度的度达到理论密度的90%90%以上。以上。以上。以上。4.1.2 4.1.2 烧成过程烧成过程烧成过程烧成过程(guchng)(guchng)第5页/共68页第六页，共67页。7 l l烧结后期烧结后期烧结后期烧结后期l l孤孤孤孤立立立立气气气气孔孔孔孔被被被被迁迁迁迁移移移移粒粒粒粒子子子子填填填填充充充充，致致致致密密密密性性性性继继继继续续续续提提提提高高高高，晶晶晶晶粒粒粒粒继继继继续续续续长长长长大大大大，气气气气孔孔孔孔随随随随晶晶晶晶界界界界移移移移动。动。动。动。l l继继继继续续续续升升升升高高高高温温温温度度度度时时时时，此此此此时时时时是是是是单单单单纯纯纯纯的的的的晶晶晶晶界界界界移移移移动动动动和和和和晶晶晶晶粒粒粒粒长长长长大大大大的的的的过过过过程程程程。该该该该晶晶晶晶粒粒粒粒的的的的长长长长大大大大不是小晶粒粘结，而是晶界移动的结果。不是小晶粒粘结，而是晶界移动的结果。不是小晶粒粘结，而是晶界移动的结果。不是小晶粒粘结，而是晶界移动的结果。l l晶晶晶晶界界界界形形形形状状状状不不不不同同同同，移移移移动动动动情情情情况况况况也也也也不不不不同同同同。对对对对于于于于弯弯弯弯曲曲曲曲的的的的晶晶晶晶界界界界，其其其其移移移移动动动动方方方方向向向向总总总总是是是是(z(z n n sh)sh)想曲率中心移动。而且曲率半径越小，晶界移动越快。想曲率中心移动。而且曲率半径越小，晶界移动越快。想曲率中心移动。而且曲率半径越小，晶界移动越快。想曲率中心移动。而且曲率半径越小，晶界移动越快。l l在在在在此此此此过过过过程程程程中中中中可可可可能能能能发发发发生生生生气气气气孔孔孔孔移移移移动动动动速速速速度度度度小小小小于于于于晶晶晶晶界界界界迁迁迁迁移移移移速速速速度度度度，气气气气孔孔孔孔离离离离开开开开晶晶晶晶界界界界，被被被被包包包包裹裹裹裹到到到到晶晶晶晶体体体体内内内内部部部部。随随随随着着着着粒粒粒粒子子子子迁迁迁迁移移移移路路路路程程程程和和和和阻阻阻阻力力力力的的的的增增增增加加加加，气气气气孔孔孔孔很很很很难难难难被被被被排排排排除除除除，晶晶晶晶粒粒粒粒发发发发生不正常长大。生不正常长大。生不正常长大。生不正常长大。第6页/共68页第七页，共67页。8 第7页/共68页第八页，共67页。9 配料量计算坯料的制备4.1.3 4.1.3 烧结烧结烧结烧结(shoji)(shoji)动力动力动力动力第8页/共68页第九页，共67页。10 配料量计算坯料的制备pp烧烧烧烧结结结结过过过过程程程程除除除除必必必必须须须须有有有有烧烧烧烧结结结结动动动动力力力力外外外外，还还还还需需需需有有有有物物物物质质质质传传传传递递递递，从从从从而而而而使使使使气气气气孔孔孔孔得得得得到到到到(d(d do)do)填填填填充；充；充；充；pp物质传递的机理物质传递的机理物质传递的机理物质传递的机理pp蒸发蒸发蒸发蒸发-凝聚传质凝聚传质凝聚传质凝聚传质pp扩散传质扩散传质扩散传质扩散传质pp流动传质流动传质流动传质流动传质pp溶解溶解溶解溶解-沉淀传质沉淀传质沉淀传质沉淀传质4.1.4 4.1.4 过程中的物质过程中的物质过程中的物质过程中的物质(wzh)(wzh)传传传传递递递递第9页/共68页第十页，共67页。11 蒸发蒸发蒸发蒸发-凝聚传质凝聚传质凝聚传质凝聚传质由由由由曲曲曲曲面面面面形形形形成成成成(xngchng)(xngchng)(xngchng)(xngchng)的的的的压压压压力力力力差差差差，使使使使得得得得颗颗颗颗粒粒粒粒在在在在凸凸凸凸面面面面蒸蒸蒸蒸发发发发，在在在在凹凹凹凹面面面面凝聚；主要发生在蒸气压大的物质的烧结初期。凝聚；主要发生在蒸气压大的物质的烧结初期。凝聚；主要发生在蒸气压大的物质的烧结初期。凝聚；主要发生在蒸气压大的物质的烧结初期。曲面压力公式：曲面压力公式：曲面压力公式：曲面压力公式：p=2/r p=2/r p=2/r p=2/r 凸曲面凸曲面凸曲面凸曲面p0p0p0p0，凹曲面，凹曲面，凹曲面，凹曲面p0p0p0p0Z0Z0Z0，凹曲面，凹曲面，凹曲面，凹曲面Z0Z0Z0Z35%35%35%35%，收收收收缩缩缩缩占占占占60%60%60%60%；第第第第二二二二阶阶阶阶段段段段，被被被被薄薄薄薄液液液液膜膜膜膜分分分分开开开开的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒搭搭搭搭桥桥桥桥，接接接接触触触触部部部部位位位位局局局局部部部部应应应应力力力力导导导导致致致致塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形和和和和蠕蠕蠕蠕变变变变，进进进进一一一一步步步步促促促促进进进进颗颗颗颗粒粒粒粒排排排排列列列列；第第第第三三三三阶阶阶阶段段段段，细细细细小小小小颗颗颗颗粒粒粒粒和和和和颗颗颗颗粒粒粒粒凸凸凸凸起起起起部分溶解，并通过液相转移至粗颗粒表面析出；部分溶解，并通过液相转移至粗颗粒表面析出；部分溶解，并通过液相转移至粗颗粒表面析出；部分溶解，并通过液相转移至粗颗粒表面析出；特特特特点点点点：1 1 1 1）小小小小晶晶晶晶粒粒粒粒优优优优先先先先溶溶溶溶解解解解，并并并并通通通通过过过过液液液液相相相相扩扩扩扩散散散散，在在在在大大大大晶晶晶晶粒粒粒粒或或或或凸凸凸凸面面面面沉积；沉积；沉积；沉积；2 2 2 2）传质同时又是晶粒生长过程。）传质同时又是晶粒生长过程。）传质同时又是晶粒生长过程。）传质同时又是晶粒生长过程。工艺控制：粒度工艺控制：粒度工艺控制：粒度工艺控制：粒度(l d)(l d)(l d)(l d)，温度，粘度，液相数量。，温度，粘度，液相数量。，温度，粘度，液相数量。，温度，粘度，液相数量。第14页/共68页第十五页，共67页。16 浓浓度度b)b)a)a)a)a)溶解溶解溶解溶解-沉淀阶段的两晶粒接触示意图沉淀阶段的两晶粒接触示意图沉淀阶段的两晶粒接触示意图沉淀阶段的两晶粒接触示意图溶质溶质溶质溶质(rngzh)(rngzh)的外扩散的外扩散的外扩散的外扩散()()和和和和：溶解物组分：溶解物组分：溶解物组分：溶解物组分(和和和和)向晶粒接触区域流动向晶粒接触区域流动向晶粒接触区域流动向晶粒接触区域流动在接触区域的溶解在接触区域的溶解在接触区域的溶解在接触区域的溶解-再沉淀再沉淀再沉淀再沉淀b)b)三三三三个个个个组组组组分分分分液液液液相相相相所所所所对对对对应应应应浓浓浓浓度度度度梯梯梯梯度度度度作作作作为为为为r r的的的的函函函函数数数数，其其其其中中中中rcrc是是是是接接接接触触触触半半半半径径径径，h h是是是是液液液液相膜厚度相膜厚度相膜厚度相膜厚度 第15页/共68页第十六页，共67页。17 配料量计算坯料的制备pp固相烧结固相烧结固相烧结固相烧结pp可可可可分分分分为为为为三三三三个个个个阶阶阶阶段段段段(jidun)(jidun)：初初初初始始始始段段段段，主主主主要要要要表表表表现现现现为为为为颗颗颗颗粒粒粒粒形形形形状状状状改改改改变变变变；中中中中间间间间段，主要表现为气孔形状改变；最终段，主要表现为气孔尺寸减小。段，主要表现为气孔形状改变；最终段，主要表现为气孔尺寸减小。段，主要表现为气孔形状改变；最终段，主要表现为气孔尺寸减小。段，主要表现为气孔形状改变；最终段，主要表现为气孔尺寸减小。pp烧烧烧烧结结结结的的的的驱驱驱驱动动动动力力力力主主主主要要要要来来来来源源源源于于于于由由由由于于于于颗颗颗颗粒粒粒粒表表表表面面面面曲曲曲曲率率率率的的的的变变变变化化化化而而而而造造造造成成成成的的的的体体体体积积积积压压压压力力力力差差差差、空位浓度差和蒸汽压差。空位浓度差和蒸汽压差。空位浓度差和蒸汽压差。空位浓度差和蒸汽压差。4.1.5 4.1.5 烧结烧结烧结烧结(shoji)(shoji)类型类型类型类型烧结过程烧结过程(guchng)(guchng)示意示意相图相图液相烧结液相烧结粘滞态烧结粘滞态烧结过渡液相烧结过渡液相烧结固相烧结固相烧结第16页/共68页第十七页，共67页。18 pp液相烧结液相烧结液相烧结液相烧结pp指指指指在在在在烧烧烧烧结结结结包包包包含含含含多多多多种种种种粉粉粉粉末末末末的的的的坯坯坯坯体体体体中中中中，烧烧烧烧结结结结温温温温度度度度至至至至少少少少高高高高于于于于其其其其中中中中的的的的一一一一种种种种粉粉粉粉末末末末的的的的熔熔熔熔融融融融温温温温度度度度，从从从从而而而而在在在在烧烧烧烧结结结结过过过过程程程程中中中中而而而而出出出出现现现现液液液液相相相相的的的的烧烧烧烧结结结结过程。过程。过程。过程。pp优优优优点点点点：烧烧烧烧结结结结驱驱驱驱动动动动力力力力高高高高；可可可可制制制制备备备备具具具具有有有有可可可可控控控控的的的的微微微微观观观观(wigun)(wigun)结结结结构和性能较好的陶瓷材料构和性能较好的陶瓷材料构和性能较好的陶瓷材料构和性能较好的陶瓷材料(a)(a)液液相相烧烧结结不不同同阶阶段段的的示示意意图图(O:(O:熔熔化化;:;:重重排排;:;:溶解溶解(rngji)-(rngji)-沉淀沉淀;及及:气孔排除气孔排除)。(b)(b)在在不不同同温温度度下下，氧氧化化铝铝-玻玻璃璃体体系系中中，实实际际致致密化作为烧结时间的函数所示意的不同密化作为烧结时间的函数所示意的不同LPSLPS阶段阶段 第17页/共68页第十八页，共67页。19 配料量计算坯料的制备 以长石质、绢云母质、滑石以长石质、绢云母质、滑石以长石质、绢云母质、滑石以长石质、绢云母质、滑石(hu sh)(hu sh)质、骨质瓷、高铝质为例。质、骨质瓷、高铝质为例。质、骨质瓷、高铝质为例。质、骨质瓷、高铝质为例。通通通通常常常常可可可可分分分分为为为为四四四四个个个个阶阶阶阶段段段段：低低低低温温温温阶阶阶阶段段段段常常常常温温温温300300、氧氧氧氧化化化化分分分分解解解解阶阶阶阶段段段段300300950 950、高温阶段、高温阶段、高温阶段、高温阶段950 950 烧成温度、冷却阶段烧成温度、冷却阶段烧成温度、冷却阶段烧成温度、冷却阶段烧成温度室温烧成温度室温烧成温度室温烧成温度室温低温阶段（常温低温阶段（常温低温阶段（常温低温阶段（常温300300）排排排排除除除除干干干干燥燥燥燥剩剩剩剩余余余余水水水水分分分分和和和和吸吸吸吸附附附附水水水水，基基基基本本本本不不不不产产产产生生生生收收收收缩缩缩缩，强强强强度度度度变变变变化化化化很很很很小小小小；基基基基本本本本无无无无化化化化学变化。学变化。学变化。学变化。4.1.6 4.1.6 烧结过程中的物理化学烧结过程中的物理化学烧结过程中的物理化学烧结过程中的物理化学(w l(w l hu xu)hu xu)变化变化变化变化第18页/共68页第十九页，共67页。20 l l氧化氧化氧化氧化(y(y nghu)nghu)分解阶段（分解阶段（分解阶段（分解阶段（300300950 950 ）l l化学变化化学变化化学变化化学变化第19页/共68页第二十页，共67页。21 l l高温高温高温高温(gown)(gown)阶段（阶段（阶段（阶段（950 950 烧成温度）烧成温度）烧成温度）烧成温度）l l化学变化化学变化化学变化化学变化还原焰还原焰 10801100第20页/共68页第二十一页，共67页。22 l l冷却阶段冷却阶段冷却阶段冷却阶段 l l液体逐渐凝固成玻璃体；液体逐渐凝固成玻璃体；液体逐渐凝固成玻璃体；液体逐渐凝固成玻璃体；l l二次莫来石长大；二次莫来石长大；二次莫来石长大；二次莫来石长大；l l残余残余残余残余(cny)(cny)石英晶型转变。石英晶型转变。石英晶型转变。石英晶型转变。第21页/共68页第二十二页，共67页。过渡页过渡页Contents Page4.1 4.1 烧结烧结(shoji)(shoji)机理机理第四章第四章 烧成工艺烧成工艺(gngy)(gngy)及设备及设备4.2 4.2 烧成制度烧成制度(zhd)(zhd)4.3 4.3 主要主要的影响因素的影响因素4.4 4.4 烧结方法及设备烧结方法及设备第22页/共68页第二十三页，共67页。24 配料量计算坯料的制备pp烧烧烧烧成成成成制制制制度度度度包包包包括括括括：温温温温度度度度制制制制度度度度（升升升升温温温温速速速速率率率率、最最最最高高高高烧烧烧烧结结结结温温温温度度度度、保保保保温温温温时时时时间间间间）、气氛制度等。气氛制度等。气氛制度等。气氛制度等。pp烧烧烧烧成成成成制制制制度度度度的的的的确确确确定定定定(qudng)(qudng)：与与与与原原原原料料料料组组组组分分分分、粉粉粉粉料料料料粒粒粒粒度度度度、成成成成型型型型方方方方式式式式、坯坯坯坯体体体体在在在在烧烧烧烧成成成成过过过过程程程程中中中中的的的的物物物物理理理理化化化化学学学学变变变变化化化化、窑窑窑窑炉炉炉炉结结结结构构构构、装装装装窑窑窑窑方方方方式式式式、加加加加热热热热类类类类型型型型以以以以及相似产品的成功烧成经验有关。及相似产品的成功烧成经验有关。及相似产品的成功烧成经验有关。及相似产品的成功烧成经验有关。pp制定原则：质量指标和经济指标。制定原则：质量指标和经济指标。制定原则：质量指标和经济指标。制定原则：质量指标和经济指标。pp制制制制定定定定依依依依据据据据：相相相相图图图图，热热热热分分分分析析析析曲曲曲曲线线线线，X X衍射图谱、衍射图谱、衍射图谱、衍射图谱、SEMSEM图谱等。图谱等。图谱等。图谱等。4.2.1 4.2.1 概述概述概述概述(i sh)i sh)第23页/共68页第二十四页，共67页。25 配料量计算坯料的制备pp烧成温度烧成温度烧成温度烧成温度pp烧成温度与产品的气孔率有关烧成温度与产品的气孔率有关烧成温度与产品的气孔率有关烧成温度与产品的气孔率有关 pp烧成温度越高，烧成温度越高，烧成温度越高，烧成温度越高，气孔率越低，材料的强度越高，吸水率越低。气孔率越低，材料的强度越高，吸水率越低。气孔率越低，材料的强度越高，吸水率越低。气孔率越低，材料的强度越高，吸水率越低。pp烧成温度与产品的岩相组成有关烧成温度与产品的岩相组成有关烧成温度与产品的岩相组成有关烧成温度与产品的岩相组成有关 pp高高高高温温温温下下下下旧旧旧旧相相相相的的的的溶溶溶溶解解解解，新新新新相相相相的的的的生生生生成成成成、长长长长大大大大(chn(chn d)d)都都都都与与与与温温温温度度度度有有有有着着着着密密密密切切切切关关关关系。系。系。系。4.2.2 4.2.2 烧成制度烧成制度烧成制度烧成制度&产品产品产品产品(ch(ch npnp n)n)性性性性能的关系能的关系能的关系能的关系第24页/共68页第二十五页，共67页。26 l l烧成温度对产品性能的影响烧成温度对产品性能的影响烧成温度对产品性能的影响烧成温度对产品性能的影响l l对对对对于于于于长长长长石石石石质质质质瓷瓷瓷瓷，在在在在过过过过烧烧烧烧温温温温度度度度之之之之前前前前适适适适当当当当提提提提高高高高烧烧烧烧成成成成温温温温度度度度，能能能能够够够够提提提提高高高高玻玻玻玻璃璃璃璃相相相相和和和和莫莫莫莫来来来来石石石石量量量量，减减减减少少少少残残残残余余余余石石石石英英英英量量量量，导导导导致致致致产产产产品品品品的的的的机机机机电电电电性性性性能能能能提提提提高高高高，透透透透光光光光度度度度提提提提高高高高，密密密密度度度度增增增增大大大大，热膨胀系数降低。热膨胀系数降低。热膨胀系数降低。热膨胀系数降低。l l高温保温时间高温保温时间高温保温时间高温保温时间 l l高温保温时间高温保温时间高温保温时间高温保温时间l l一一一一般般般般是是是是指指指指达达达达到到到到最最最最高高高高烧烧烧烧成成成成温温温温度度度度后后后后，保保保保持持持持温温温温度度度度不不不不变变变变的的的的一一一一段段段段时时时时间间间间，目目目目的的的的是是是是为为为为了了了了均均均均匀匀匀匀窑窑窑窑内内内内温温温温度度度度，产产产产品品品品各各各各部部部部分分分分物物物物理理理理化化化化学学学学反反反反应应应应均均均均匀匀匀匀、完完完完全全全全(wnqun)(wnqun)，使使使使产产产产品品品品的的的的结结结结构构构构性性性性能趋于一致。能趋于一致。能趋于一致。能趋于一致。l l适适适适当当当当降降降降低低低低烧烧烧烧成成成成温温温温度度度度，延延延延长长长长保保保保温温温温时时时时间间间间，可可可可以以以以提提提提高高高高产产产产品品品品品品品品质质质质，提提提提高高高高烧烧烧烧成成成成合合合合格格格格率率率率，对于大件、异型、密装产品更加重要。对于大件、异型、密装产品更加重要。对于大件、异型、密装产品更加重要。对于大件、异型、密装产品更加重要。第25页/共68页第二十六页，共67页。27 pp升、降温速度升、降温速度升、降温速度升、降温速度pp升温速度或冷却速度太快，可能导致产品的变形和开裂。升温速度或冷却速度太快，可能导致产品的变形和开裂。升温速度或冷却速度太快，可能导致产品的变形和开裂。升温速度或冷却速度太快，可能导致产品的变形和开裂。pp同同同同一一一一种种种种坯坯坯坯料料料料烧烧烧烧成成成成温温温温度度度度相相相相同同同同时时时时：慢慢慢慢速速速速升升升升温温温温：气气气气孔孔孔孔率率率率较较较较低低低低，强强强强度度度度高高高高。快快快快速速速速升升升升温：气孔率较高，强度低。温：气孔率较高，强度低。温：气孔率较高，强度低。温：气孔率较高，强度低。pp冷却速度对产品质量的影响冷却速度对产品质量的影响冷却速度对产品质量的影响冷却速度对产品质量的影响 pp快速烧成的产品，缓慢冷却，二次莫来石异常生长，强度降低；快速烧成的产品，缓慢冷却，二次莫来石异常生长，强度降低；快速烧成的产品，缓慢冷却，二次莫来石异常生长，强度降低；快速烧成的产品，缓慢冷却，二次莫来石异常生长，强度降低；pp缓慢升温的产品，缓慢冷却，强度提高；缓慢升温的产品，缓慢冷却，强度提高；缓慢升温的产品，缓慢冷却，强度提高；缓慢升温的产品，缓慢冷却，强度提高；pp高高高高温温温温阶阶阶阶段段段段冷冷冷冷却却却却速速速速度度度度缓缓缓缓慢慢慢慢，可可可可能能能能导导导导致致致致低低低低价价价价铁铁铁铁氧氧氧氧化化化化(y(y nghu)nghu)产产产产品品品品泛泛泛泛黄黄黄黄，釉釉釉釉析晶；析晶；析晶；析晶；pp有晶型转变的产品，在其温度范围，快速冷却可能导致产品炸裂。有晶型转变的产品，在其温度范围，快速冷却可能导致产品炸裂。有晶型转变的产品，在其温度范围，快速冷却可能导致产品炸裂。有晶型转变的产品，在其温度范围，快速冷却可能导致产品炸裂。pp对对对对于于于于普普普普通通通通陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷产产产产品品品品冷冷冷冷却却却却制制制制度度度度一一一一般般般般为为为为：高高高高温温温温阶阶阶阶段段段段应应应应当当当当快快快快速速速速冷冷冷冷却却却却，低低低低温温温温阶阶阶阶段段段段相对缓慢，晶型转变温度附件最慢。相对缓慢，晶型转变温度附件最慢。相对缓慢，晶型转变温度附件最慢。相对缓慢，晶型转变温度附件最慢。第26页/共68页第二十七页，共67页。28 pp烧成气氛对产品性能烧成气氛对产品性能烧成气氛对产品性能烧成气氛对产品性能(xngnng)(xngnng)的影响的影响的影响的影响 ppA A组组组组Fe2O3Fe2O3含量：含量：含量：含量：A AA2A2分别为分别为分别为分别为0.620.62、1.751.75、2.09 2.09 ppB B组组组组Fe2O3Fe2O3含量：含量：含量：含量：B BB3B3分别为分别为分别为分别为0.430.43、0.490.49、0.540.54、1.69 1.69 第27页/共68页第二十八页，共67页。29 pp气氛气氛气氛气氛(qfn)(qfn)对最大烧成线收缩率的影响对最大烧成线收缩率的影响对最大烧成线收缩率的影响对最大烧成线收缩率的影响第28页/共68页第二十九页，共67页。30 l l气氛气氛气氛气氛(qfn)(qfn)对瓷坯颜色、透光度及釉面质量影响对瓷坯颜色、透光度及釉面质量影响对瓷坯颜色、透光度及釉面质量影响对瓷坯颜色、透光度及釉面质量影响 l l氧化气氛氧化气氛氧化气氛氧化气氛(qfn)(qfn)烧成后，瓷坯发黄。烧成后，瓷坯发黄。烧成后，瓷坯发黄。烧成后，瓷坯发黄。l l还原气氛还原气氛还原气氛还原气氛(qfn)(qfn)烧成后，瓷坯呈淡青色。烧成后，瓷坯呈淡青色。烧成后，瓷坯呈淡青色。烧成后，瓷坯呈淡青色。l l低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛(qfn)(qfn)烧成；烧成；烧成；烧成；l l高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛(qfn)(qfn)烧成。烧成。烧成。烧成。l l强的还原气氛强的还原气氛强的还原气氛强的还原气氛(qfn)(qfn)可能导致：可能导致：可能导致：可能导致：l lSiO2SiO2被还原分解出被还原分解出被还原分解出被还原分解出SiSi黑斑；黑斑；黑斑；黑斑；l lCOCO被还原被还原被还原被还原C C沉积黑斑或转变成气泡。沉积黑斑或转变成气泡。沉积黑斑或转变成气泡。沉积黑斑或转变成气泡。第29页/共68页第三十页，共67页。31 pp添加剂添加剂添加剂添加剂pp陶瓷材料显微结构陶瓷材料显微结构陶瓷材料显微结构陶瓷材料显微结构pp晶相与玻璃相的分布；晶相与玻璃相的分布；晶相与玻璃相的分布；晶相与玻璃相的分布；pp晶粒大小、形状、取向晶粒大小、形状、取向晶粒大小、形状、取向晶粒大小、形状、取向(q(q xin xin)等；等；等；等；pp气孔尺寸、形状与分布；气孔尺寸、形状与分布；气孔尺寸、形状与分布；气孔尺寸、形状与分布；pp各各各各种种种种杂杂杂杂质质质质、缺缺缺缺陷陷陷陷与与与与裂裂裂裂纹纹纹纹的的的的存存存存在在在在形形形形式式式式与与与与分布；分布；分布；分布；pp晶界特征等。晶界特征等。晶界特征等。晶界特征等。第30页/共68页第三十一页，共67页。32 l l晶粒晶粒晶粒晶粒l l陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷(toc)(toc)材材材材料料料料由由由由晶晶晶晶相相相相、气气气气相相相相和和和和玻玻玻玻璃璃璃璃相相相相组组组组成成成成，可可可可看看看看做做做做是是是是方方方方向向向向各各各各异异异异的的的的晶晶晶晶相相相相通通通通过过过过晶界集合而成。晶界集合而成。晶界集合而成。晶界集合而成。l l晶晶晶晶相相相相性性性性能能能能对对对对陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷(toc)(toc)材材材材料料料料性性性性能能能能有有有有非非非非常常常常重重重重要要要要的的的的影影影影响响响响（如如如如刚刚刚刚玉玉玉玉陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷(toc)(toc)，氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷(toc)(toc)）l l按晶体生长受环境影响：自形晶、半自形晶、它形晶。按晶体生长受环境影响：自形晶、半自形晶、它形晶。按晶体生长受环境影响：自形晶、半自形晶、它形晶。按晶体生长受环境影响：自形晶、半自形晶、它形晶。l l晶体的形貌对材料性能有影响。如：晶体的形貌对材料性能有影响。如：晶体的形貌对材料性能有影响。如：晶体的形貌对材料性能有影响。如：-Si3N4-Si3N4和和和和-Si3N4-Si3N4晶型的陶瓷晶型的陶瓷晶型的陶瓷晶型的陶瓷(toc)(toc)-Si3N4-Si3N4抗折强度=650MPa抗折强度=374MPa第31页/共68页第三十二页，共67页。33 l l晶粒的长大晶粒的长大晶粒的长大晶粒的长大l l晶粒的长大受晶界移动速率的控制。晶粒的长大受晶界移动速率的控制。晶粒的长大受晶界移动速率的控制。晶粒的长大受晶界移动速率的控制。l l单相体系单相体系单相体系单相体系l l晶晶晶晶粒粒粒粒长长长长大大大大意意意意味味味味着着着着原原原原子子子子从从从从晶晶晶晶界界界界的的的的一一一一边边边边扩扩扩扩散散散散到到到到另另另另一一一一边边边边，使使使使一一一一部部部部分分分分晶晶晶晶粒粒粒粒缩缩缩缩小小小小，另另另另一一一一部部部部分分分分晶晶晶晶粒粒粒粒长长长长大大大大，晶晶晶晶粒粒粒粒数数数数量量量量逐逐逐逐步步步步减减减减少少少少，平平平平均均均均(pngjn)(pngjn)粒粒粒粒径径径径不不不不断断断断增增增增加加加加。原原原原子子子子扩扩扩扩散散散散动动动动力力力力在在在在于于于于晶晶晶晶界界界界曲曲曲曲面面面面的的的的两两两两边压强差，导致化学位梯度。边压强差，导致化学位梯度。边压强差，导致化学位梯度。边压强差，导致化学位梯度。l l单相固溶体系单相固溶体系单相固溶体系单相固溶体系l l溶溶溶溶质质质质离离离离子子子子更更更更倾倾倾倾向向向向于于于于富富富富集集集集在在在在晶晶晶晶界界界界上上上上，对对对对晶晶晶晶界界界界的的的的运运运运动动动动产产产产生生生生所所所所谓谓谓谓的的的的“杂杂杂杂质质质质牵牵牵牵制制制制效效效效应应应应”。通通通通常常常常是是是是降低晶界的迁移速率，有利于细晶的出现。降低晶界的迁移速率，有利于细晶的出现。降低晶界的迁移速率，有利于细晶的出现。降低晶界的迁移速率，有利于细晶的出现。第32页/共68页第三十三页，共67页。34 存在二相物质的晶界体系存在二相物质的晶界体系存在二相物质的晶界体系存在二相物质的晶界体系当当当当晶晶晶晶界界界界上上上上存存存存在在在在第第第第二二二二相相相相包包包包裹裹裹裹物物物物时时时时，它它它它们们们们对对对对 晶晶晶晶 界界界界 移移移移 动动动动 产产产产 生生生生“钉钉钉钉 扎扎扎扎 效效效效 应应应应(xioyng)”(xioyng)”(xioyng)”(xioyng)”，阻碍晶界运动。，阻碍晶界运动。，阻碍晶界运动。，阻碍晶界运动。存在可移动二相质点的晶界体系存在可移动二相质点的晶界体系存在可移动二相质点的晶界体系存在可移动二相质点的晶界体系晶晶晶晶界界界界上上上上有有有有气气气气孔孔孔孔存存存存在在在在时时时时，晶晶晶晶界界界界的的的的移移移移动动动动受受受受气气气气孔孔孔孔移移移移动动动动速速速速率率率率影影影影响响响响。气气气气孔孔孔孔的的的的移移移移动动动动依依依依赖赖赖赖于于于于表表表表面面面面扩扩扩扩散散散散把把把把前前前前表表表表面面面面的的的的物物物物质质质质迁迁迁迁移移移移到到到到后后后后表面。表面。表面。表面。含有连续第二相的体系含有连续第二相的体系含有连续第二相的体系含有连续第二相的体系玻玻玻玻璃璃璃璃相相相相的的的的出出出出现现现现有有有有利利利利于于于于烧烧烧烧结结结结过过过过程程程程。连连连连续续续续玻玻玻玻璃璃璃璃相相相相存存存存在在在在时时时时，晶晶晶晶粒粒粒粒长长长长大大大大的的的的驱驱驱驱动动动动力力力力来来来来源源源源于于于于两两两两边边边边晶晶晶晶界界界界曲曲曲曲率率率率不不不不同同同同造造造造成成成成的的的的压压压压力力力力差差差差，进进进进而而而而形形形形成成成成化化化化学学学学位位位位差差差差异异异异。小小小小晶晶晶晶粒粒粒粒表表表表面面面面原原原原子子子子通通通通过过过过液液液液相相相相扩扩扩扩散散散散到到到到大大大大晶晶晶晶粒粒粒粒表表表表面面面面，使使使使之之之之长大。长大。长大。长大。包包裹裹相相晶界移动晶界移动(ydng)(ydng)气气孔孔(q(qkkng)ng)第33页/共68页第三十四页，共67页。35 l l晶界晶界晶界晶界l l陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料烧烧烧烧结结结结过过过过程程程程中中中中，晶晶晶晶体体体体颗颗颗颗粒粒粒粒不不不不断断断断发发发发展展展展，结结结结果果果果是是是是晶晶晶晶粒粒粒粒相相相相互互互互接接接接近近近近，并并并并抑抑抑抑制制制制对对对对方方方方生生生生长长长长，形成晶界；形成晶界；形成晶界；形成晶界；l l陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料的的的的破破破破坏坏坏坏大大大大多多多多沿沿沿沿晶晶晶晶界界界界破破破破坏坏坏坏。晶晶晶晶粒粒粒粒越越越越细细细细，即即即即 晶晶晶晶 界界界界 越越越越 多多多多，裂裂裂裂 纹纹纹纹 扩扩扩扩 展展展展 时时时时 消消消消 耗耗耗耗(xioho)(xioho)的的的的能能能能量量量量越越越越多多多多，因因因因此此此此材材材材料料料料强强强强度度度度越越越越高高高高。当晶粒小于当晶粒小于当晶粒小于当晶粒小于2m2m时，晶界的影响不能忽视；时，晶界的影响不能忽视；时，晶界的影响不能忽视；时，晶界的影响不能忽视；l l晶晶晶晶界界界界区区区区域域域域是是是是过过过过渡渡渡渡区区区区域域域域。其其其其宽宽宽宽度度度度取取取取决决决决于于于于相相相相邻邻邻邻晶晶晶晶粒粒粒粒位位位位相相相相差差差差和和和和材材材材料料料料纯纯纯纯度度度度。位位位位相相相相差差差差越越越越大大大大或或或或纯纯纯纯度度度度越越越越低低低低，晶晶晶晶界界界界越越越越宽宽宽宽，一一一一般般般般为为为为几几几几个个个个原原原原子子子子层层层层到到到到几百个原子层厚度。几百个原子层厚度。几百个原子层厚度。几百个原子层厚度。第34页/共68页第三十五页，共67页。36 小小小小角角角角度度度度晶晶晶晶界界界界时时时时，晶晶晶晶界界界界质质质质点点点点形形形形成成成成刃刃刃刃位位位位错错错错；大大大大角角角角度度度度时时时时，晶晶晶晶界界界界质质质质点点点点的的的的排排排排列列列列(pili)(pili)(pili)(pili)可可可可能能能能呈呈呈呈无无无无定定定定形形形形排排排排列列列列(pili)(pili)(pili)(pili)。由由由由于于于于晶晶晶晶界界界界上上上上质质质质点点点点不不不不规规规规则则则则排排排排列列列列(pili)(pili)(pili)(pili)，形成晶界应力。晶粒越大，应力越大。，形成晶界应力。晶粒越大，应力越大。，形成晶界应力。晶粒越大，应力越大。，形成晶界应力。晶粒越大，应力越大。晶晶晶晶界界界界是是是是位位位位错错错错集集集集中中中中的的的的地地地地方方方方，如如如如果果果果是是是是刃刃刃刃位位位位错错错错上上上上部部部部质质质质点点点点用用用用直直直直径径径径较较较较小小小小质质质质点点点点代代代代替替替替，下下下下部部部部用用用用直直直直径径径径较较较较大大大大质质质质点点点点代代代代替替替替，则则则则可可可可减减减减轻轻轻轻晶晶晶晶界界界界应应应应力力力力，降降降降低低低低系系系系统统统统能量，使得外来杂质向晶界富集。能量，使得外来杂质向晶界富集。能量，使得外来杂质向晶界富集。能量，使得外来杂质向晶界富集。刃位错刃位错第35页/共68页第三十六页，共67页。37 晶晶晶晶界界界界是是是是物物物物质质质质扩扩扩扩散散散散的的的的主主主主要要要要通通通通道道道道。通通通通过过过过改改改改变变变变晶晶晶晶界界界界的的的的状状状状态态态态，提提提提高高高高材材材材料料料料的的的的性性性性能能能能，即即即即“晶界工程晶界工程晶界工程晶界工程”。主要途径包括：。主要途径包括：。主要途径包括：。主要途径包括：