釉層形成過程
釉在加熱過程中，會發生一系列複雜的物理化學變化，如脫水，有機物、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等分解和固相反應，原料自身熔化、相互熔解形成低共熔物以及坯釉之間在加熱過程中的反應等。
本節主要內容
一、釉料在加熱過程中的變化
二、釉層冷卻時的變化
三、釉層內的氣泡
一、釉料在加熱過程中的變化
不同釉料在加熱過程中的熱分析表明，其發生的物理化學反應有以下幾類：
一）原料的分解；
二）化合與固相反應；
三）燒結；
四）熔融。
而這些變化往往又重疊交叉出現或重複出現。
（一）原料的分解
◆ 在575~900℃ 溫度範圍內，碳酸鹽、硫酸鹽、純鹼、菱鎂礦、白雲石等分解形成氧化物，硝酸鹽分解放出氮氣和氧氣等。由於大量氣體的排出，這一階段應緩慢公升溫，充分地排除氣態產物以防止氣泡產生及釉面針孔、裂紋等缺陷形成。
◆ 需要注意，雜質的存在會降低化合物的分解溫度。例如純白雲石的分解溫度為750~760℃ ，而含5%na2co3或k2co3的白雲石分解溫度則為630℃，而1%的nacl會使白雲石分解溫度降低100℃左右。
（二）化合與固相反應
在釉料**現液相之前除了分解反應發生外，同時還有許多化合物間的固相反應發生。在溫度繼續公升高時，易熔氧化物同al2o3和sio2等發生反應，形成新的共熔物。
研究表明，na2co3與sio2在700℃以下能發生完全固相反應，在800℃時能發生少量燒結現象。 caco3與sio2 固相接觸可反應生成偏矽酸鈣（casio3），如果加熱時間很長，在610℃可以起反應，在800℃時反應劇烈，950℃可完全角成可熔性矽酸鹽，1150℃時成為流動性熔體。
（三）燒結
燒結是指將粉末狀態的物質經過加熱轉化為具有一定強度的凝集塊狀物質的過程。
燒結過程受諸多因素的影響。
（四）熔融
釉熔融出現液相有兩方面原因：一是自熔，即指釉料中長石、碳酸鹽、硝酸鹽、氧化鉛及熔塊等易熔物的融化；其次是共熔，是指釉料中幾種物質形成各種低共熔物。例如碳酸鹽與長石、石英；鉛丹與石英、粘土；硼砂、硼酸與石英及碳酸鹽等。
隨著溫度公升高，釉層中最初出現的液相使粉料由固相反應逐漸轉化為有液相參與的反應，並不斷地熔解釉料成分，最終使液相量急劇增加，絕大部分成分變成熔體。而溫度的繼續公升高，使液態充分流動，對流作用使釉的組成逐漸均勻化。
事實上，釉層不可能完全均勻，在釉中仍然存留著殘留石英或方石英以及未熔的乳濁劑和著色劑顆粒，同時還有少量的氣體存在。
影響熔融和均化的因素：
①釉料內部的高溫排氣。在高溫下，釉料內氣泡的排出會在釉熔體中起攪拌作用。溫度愈高，釉粘度下降愈大，攪拌作用愈強，從而使釉層均化較好。
②原料的狀態。原料顆粒愈細，混合的愈均勻，愈能降低熔化溫度，大大縮短熔化時間，增強均勻程度。
③釉燒時間和溫度。釉燒時間長，溫度高，會使釉熔化和均化更充分。
二、釉層冷卻時的變化：
◆ 熔融的釉層在冷卻時要經過三個階段：
①從低粘度的流動狀態冷卻到軟化溫度（tf ） ；
②粘度增加，經過粘性狀態；
③超過轉變溫度（ tg）後凝固形成玻璃體。
◆ 第一階段，粘度小於10pas，溫度與粘度大致成直線關係，釉處於熔融狀態。 第二階段，隨溫度降低，熔體粘度增加，粘度在10~100pas，為硬化階段或轉變區域，此範圍內釉還處於粘性狀態。第三個階段，粘度大於100pas，溫度低於轉變溫度點（tg）時，釉面由粘性狀態進入脆性狀態，釉面硬化。
三、釉層內的氣泡
◆ 釉層內普遍存在氣泡，即使是表面平滑、光澤良好的釉層，利用顯微鏡等手段也總是能見到斷面上存在著氣泡。釉中氣泡主要是由n2、水汽、co、o2、so2、h2等氣體所組成。
◆ 釉層產生氣泡的原因很多，歸納起來，有如下幾個方面：
1、由於坯釉本身反應產生的氣泡
①坯體中存在著很多氣孔，可以分為兩類：開口氣孔和閉口氣孔。在溫度公升高時，開口氣孔體積膨脹並進入釉層而排出。
另外，隨溫度公升高，釉層熔融將坯體濕潤，由於釉對坯體的熔解作用可以開啟原來已封閉的閉口氣孔，也會使其通過釉層排出而形成針孔、凹坑等缺陷。對於沒有排出的氣孔，則留在釉層中形成氣泡。
②坯釉中含有co32-、so42-、no3-、pb3o4等，在高溫下分解而排出氣體，產生氣泡。
③熔塊中溶入的水分在高溫下逸出，形成氣泡。
④fe2o3在高溫下發生分解反應生產feo和o2，o2在釉層中形成氣泡或通過釉層產生缺陷。
2、由於碳素形成氣泡
包括兩方面的原因：
一方面，燒成氣氛中的co氣體容易被方石英所吸附，而且co在高溫下裂解產生co2和c，co2氣體在釉層形成氣泡。
另一方面，裂解的c沉積在釉表面，在高溫下氧化而形成co2引起釉層出現氣泡。
3、由工藝因素影響而形成的氣泡
①乾燥後的釉層透氣性較差，坯體孔隙中的氣體不易排出，而在高溫時坯中氣體通過釉面而產生氣泡。
②在施釉時將一部分氣體封閉在釉層中，也會產生氣泡，或者在釉中加入一些新增劑而引入氣泡。
③在燒釉或燒製熔塊時，窯爐中的燃燒產物會夾帶進入釉層中形成氣泡。
④快速燒成時，坯釉中氣體來不及排出，被已燒融並硬化的釉層封閉在其中形成氣泡。
釉中氣泡的存在，會給釉面效能帶來很大影響。
1）在外觀品質上，氣泡的存在使釉面透光度降低，同時針孔、凹坑及不平整等缺陷增加，使外觀品質下降。釉中氣泡的大小也會對釉的外觀產生很大影響，其影響見表3-32。
2）釉中氣泡還會影響釉面的理化效能，會降低釉面耐磨性、耐酸耐腐蝕能力及力學強度等。
3）、中間層的形式
◆ 中間層的形成：坯與釉在燒成過程中，由於坯與釉中的個別氧化物彼此互相擴散，釉從坯裡富集了sio2、al2o3，而坯從釉內取得了鹼性氧化物及鹼土氧化物，結果在坯釉中間形成了中間層。
◆ 中間層的形成受下列條件影響：1）坯體的性質和狀態，如多孔或少孔的，素坯或生坯。2）燒成溫度的高低與燒成時間的長短。
3）釉料是用製成的熔塊，還是用生料。4）釉成分中是否含有強熔劑。5）釉層的厚度。
6）熔體釉的粘度和表面張力。7）坯釉組成的相互擴散作用。
中間層的厚度一般為10~50um，深入釉層中1/20~1/4。
中間層的結構在很大程度上由製品的燒成溫度、保溫時間及窯內氣氛性質所決定。
中間層的組成：根據坯和釉組成不同，中間層可含有莫來石、矽灰石、鈣長石、磷石英和方石英，以及呈氣泡狀的氣相。
坯釉適應性
坯釉適應性是指熔融效能良好的釉熔體，冷卻後與坯體緊密結合成完美的整體，釉面不開裂和不剝脫的特性。影響坯釉適應性因素是複雜的，主要有四方面：坯釉二者膨脹係數差、坯釉中間層、坯釉的彈性和抗張強度以及釉層厚度。
（一）膨脹係數對坯釉適應性的影響
1、α釉》α坯
如圖3-15（p206）所示，當α釉》α坯時，在坯釉冷卻過程中，釉層的收縮大於坯體的收縮，坯體受到釉層的壓縮應力；而釉卻受到拉伸應力(張應力)，當張應力超過了釉層的抗張強度時，就出現導致釉層斷裂的網狀裂紋（一般稱為發裂、龜裂）。膨脹係數相差愈大，龜裂程度就愈大。
2、α釉<α坯
如圖3-16（p207）所示，當α釉<α坯時，在冷卻過程中，釉的收縮小於坯體收縮，則釉受到坯體的壓縮作用，在釉層中產生可能引起釉層剝落的壓應力，這樣處於壓應力的釉可以抵消一部分由於熱應力或機械應力而加於製品上的張應力，從而可提高製品的機械強度和熱穩定性。
一般釉的耐壓強度較抗張強度大得多，要在相當大的壓應力下才出現剝脫現象。
3、坯釉的膨脹係數相等或非常接近（ α釉=α坯）
當α釉=α坯時，在冷卻過程中，釉中既不會出現張應力也不會出現壓應力，釉層和坯體結合完美，但這只是最理想的狀態，坯和釉的膨脹係數不可能完全一致。
因此，在實際配製釉的時候，應配製出釉的膨脹係數略小於坯的膨脹係數的釉料，使釉中產生不大的壓應力，可以在提高釉的熱穩性及力學強度的情況下而不出現裂紋。
提高燒成溫度，延長保溫時間，使釉中組分na2o、b2o3、pbo揮發，坯料中al2o3通過中間層向釉中遷移，從而降低釉的膨脹係數，使釉層造成壓應力，提高了坯釉結合強度。
也可通過快速冷卻方法在釉的表面形成壓應力以避免產生發裂。
（二）中間層對坯釉適應性的影響
在釉燒時，釉中一些組分遷移到坯體的表層，而坯體中有些組分也會擴散到釉中，在釉中熔解，通過這種相互的擴散、熔解和滲透，使坯釉接合部位的化學組成及物理性質均介於坯與釉之間，結果形成了中間層。
中間層對提高坯釉結合性有利。當坯釉組成相似、膨脹係數相差不大時，這時中間層的影響就很小；而當坯釉膨脹係數相差較大時，中間層就起著非常重要的作用。
影響中間層發育的主要因素
①坯釉組成對中間層發育的影響。若坯釉化學組成相差愈大，則反應得愈激烈，中間層形成速度快，而且厚、發育較好。
②燒成制度對中間層發育的影響。燒成溫度愈高，燒成時間愈長，則釉的熔解作用愈大，釉中組分的擴散作用愈強，則坯釉反應愈充分，中間層發育良好，則坯釉結合性變好。
③釉料的細度和厚度。釉料愈細則愈適於坯釉反應，擴散作用加強，中間層發育良好。釉層薄，熔化後釉組分變化大，中間層相對厚度增加，發育較好。
（三）釉的彈性、抗張強度對坯釉適應性的影響
一般來說，具有較低彈性模量的釉，其彈性形變能力大，彈性好，抵抗坯釉應力或外界機械張力及熱應力的能力強，對坯釉適應有利。
釉的抗張強度也是影響釉面開裂和釉產品強度的重要因素。釉的抗張強度大，也可抵消部分坯釉應力，對坯釉結合也非常有益。
實踐證明，如果釉的彈性模量低，抗張強度高，即使坯和釉的膨脹係數相差較大，釉層也不一定開裂。當釉的抗張強度小而彈性模量又較高時，稍受應力就可能使釉層開裂。
（四）釉層厚度對坯釉適應性的影響
一般薄的釉層對坯釉適應有利，原因有以下兩方面：
①薄釉層在煅燒時組分的改變比厚釉層相對變動大，釉的膨脹係數變化得也多，使坯釉膨脹係數相接近，同時中間層相對厚度增加，故有利於提高釉的壓應力，使坯釉結合良好。
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