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一系列反应,使它的结构在物理化学平衡的途径上发生变化,在烧成之后,其显微结构 并未完全达倒平衡状态,因而它既是一种结构复杂的材料,又是一种结构在空间中分布不 均匀的材料。陶瓷材料的显微结构由不同的晶相、玻璃相、气孔等构成。一般情况下普通 陶瓷的显微结构由下列几个组分构成:玻璃相(按体积计)为40%-65%,莫来石晶体为 10%~30%,残留石英(含方石英)为10%~25%,以及少量的气孔。 晶相是决定陶瓷基本性能的主导物相,其种类、发育状态、完整程度、存在方式、晶 体取向、品体缺陷等均对陶瓷材料性能产生影响。 玻璃相是陶瓷坯体中的低熔组成物,其黏度、数量、分布方式等也对陶瓷材料的性能 产生影响。 气孔(气相)是陶瓷材料中不可避免出现的,它的存在方式、数量、分布状态也对陶 瓷材料性能产生影响。 三组分陶瓷最终形成的物相与它的组成和烧成有关。下面将讨论陶瓷材料坯体的显微 结构形成。 A显微结构的形成 普通陶瓷材料是三组分陶瓷,其显微结构由高岭土、长石、石英等的反应物所构成。 研究这些原料的热变化是首要对象」 a高岭士 普通陶瓷中的主要原料之一是高岭土及其他黏土,最常见的黏土矿物是高岭石,高岭 石的加热变化是形成陶瓷材料的显微结构中最重要的反应之一,一般对高岭石加热时的物 相变化可以用下述反应式表示: Al032Si022H,0504sC→Al2032Si02+2H,0t 高岭石 偏高岭石 3(Al2032Si02)>95C→3Al2032Si02+4Si02 偏高皊石 (一次)莫来石无定形石英 高岭石脱水后形成的偏高岭石仍保持高岭石的结构,偏高岭石转化为莫来石的反应进 行到1200℃时,莫来石的生成趋近于平衡,晶体逐步长大和逐步完整。因此,黏土矿物在 瓷坯显微结构中可以出现两种状态的莫来石,即发育较差的鳞片状莫来石和发育较好的、 排列整齐的人字形莫来石 h长石 钾长石在1150℃以上熔融成熔体,钠长石在1120℃以上熔融成熔体,这时视长石周 边的物相不同而呈现出不同的表现形式:当石英颗粒处于长石熔体包表之中时,部分石英 熔解于熔体之中,形成高硅氧玻璃相:当长石玻璃熔体中的钾离子向周边扩散,中心部位 贫钾,其组成逐渐转为莫来石组成,在熔体中析晶出二次针状莫来石晶体:长石熔体流动 填充进黏土分解形成的一次莫来石产物区内,减少空隙。 c石英 石英在烧成过程中随着烧成温度的提高,会出现晶相转变。当烧成温度达573℃时, B-石英转化为α-石英,伴随着体积变化效应,会导致大颗粒的石英破碎。当温度继续上升 时,视条件的不同发生各类转变。在较低温度下烧成时就保留其完整的原始外形:在较高 温度下烧成时,石英顺粒边缘熔脚,外形涿光趋向军圆,其周边有一圈熔蚀边:有时可以 在颗粒边界上析出犬齿状方石英。根据上述不同形态和不同变体的存在,可以了解瓷坯烧 10
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