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技術(shù)文章
陶瓷坯體的顯微結(jié)構(gòu)特征—陶瓷顯微結(jié)構(gòu)分析
制品的坯體顯微結(jié)構(gòu)取決于原料顆粒的大小形狀、各相的數(shù)量、性質(zhì)和氣孔率等。
經(jīng)燒結(jié)而形成的制品坯體，是由晶相、玻璃及氣相構(gòu)成，這些相的數(shù)量比就是制品坯體的相組成，它決定著制品的物理性質(zhì)。
一、晶相
以瓷器為例，它的晶體主要是由莫來石、未起反應(yīng)的石英顆粒、少量未反應(yīng)的高嶺石殘留物、再結(jié)晶的方石英及其他晶體構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)成分的數(shù)量比取決于坯料的組成、熔劑的數(shù)量及其活性、燒成溫度和保溫時間。
在1350～1400℃燒成硬質(zhì)瓷，具有顯著的莫來石化致密結(jié)構(gòu)。在具有較少單相結(jié)構(gòu)和較多多孔結(jié)構(gòu)的精陶坯中，能清楚分辨出黏土煅燒物、石英和含有莫來石晶體的個別區(qū)域。
長石熔體中保留的，在未熔石英量，在硬質(zhì)瓷中為引入量的10%～16%，在低溫瓷中為13%～24%在精陶中為18%～27%，在彩陶制品中則仍保留壞料中所引入的石英量。
殘余石英顆粒在大小基本上為2～25μm；其余顆粒的大小，在瓷器中為90～120μm，在精陶中為160～200μm。石英顆粒的表面被長石熔蝕，邊緣出現(xiàn)一些裂隙。邊緣的熔蝕寬在彩陶中，則看不到石英的熔蝕邊緣。石英雖然能提高制品的強度，但也會降低制品的熱穩(wěn)定性。在瓷器中形成的微應(yīng)力與殘余石英的含量成正比，與瓷器單位體積中全部石英顆粒的總表面積成正比。當(dāng)石英顆粒的半徑是熔體層厚度的3倍時，微應(yīng)力則可達到值。在壞料中*初所含石英顆粒的70%左右已被 熔化。中間玻璃質(zhì)對形成應(yīng)力的影響很大。熔劑可提高應(yīng)力值。殘余的長石顆粒在顯微鏡下不易看出。因為熔融長石已失去了其清晰輪廓。
二、 玻璃相
玻璃相對瓷體的形成起著特殊作用，瓷器中玻璃相的化學(xué)組SiO2 70%~80% A12O3。 8%~16% K2O＋Na2O 8%~12%。
瓷器坯料中擴散在其他各項中的主要部分是玻璃相。在精陶坯體中形成坯體晶架則是黏土物質(zhì)。由于晶陶坯體中的薄膜狀玻璃相分布在晶體之間，因而保證了晶體的牢固結(jié)合。在彩陶坯體中，玻璃相的含量少，玻璃相起著縮小空隙和使晶體顆�？烤o的作用。
瓷體玻璃相中，穿插著許多細(xì)小莫來石 晶體。在長石熔體分布區(qū)域中，針狀莫來石長達10～12μm，在個別區(qū)域中可達20～40μm莫來石排成密網(wǎng)狀，很少遇見凸粒狀的。瓷器中玻璃莫來石的含量波動范圍很寬：在軟質(zhì)瓷中可達80%；而在硬質(zhì)瓷中則可降低到66%；在化學(xué)瓷中可降到45%；在精陶中則更少，主要是細(xì)小莫來石晶體，未見到針狀莫來石晶體。
精陶坯體中莫來石晶體不同于在瓷器中所見到的莫來石晶體，它們細(xì)而分散，只有通過X身線分析才能鑒別出來。
細(xì)炻器制品在1100～1200℃燒成的低溫瓷中，坯體的結(jié)構(gòu)致密，但莫來石化程度較硬質(zhì)瓷弱一些，主要是細(xì)小的莫來石晶體群，10～5μm的針狀莫來石微晶極少見到，僅在長石體區(qū)域中見到凸粒狀和厚氈狀莫來石。
在950～1050℃燒成的彩陶制品中，玻璃相含量總共有8%～10%，未發(fā)現(xiàn)莫來石。
玻璃相對陶瓷坯體物理技術(shù)性質(zhì)的影響，不僅取決于其數(shù)量及物理化學(xué)性質(zhì)，而且還與玻璃相同晶相之間的比例有關(guān)。瓷器的基本性質(zhì)，包括機械強度在內(nèi)，主要取決于玻璃相中產(chǎn)生的應(yīng)力；在較程度上，也與形成莫來石晶體的數(shù)量和大小有關(guān)。玻璃相能給瓷器以透光性，但也能降低其白度和熱穩(wěn)定性。當(dāng)莫來石化程度較差、針狀晶體較小、晶體交織程度較大時，瓷器坯體的機械強度就比較高。
三、 氣相
氣相是瓷器坯體中第三個組成部分。瓷坯中總是會有閉口氣孔的，所有這些氣孔皆充滿了氣相。
氣相的來源是：空隙中含有空氣，脫水反應(yīng)、離解反應(yīng)和脫碳作用產(chǎn)生的氣體，原料中經(jīng)常存在的硫酸鹽和硫化物及其他礦物成因分解產(chǎn)生的氣體，原料中氧化還原以及原料中的有機殘留物和空隙中炭黑經(jīng)過氧化而產(chǎn)生的氣體，坯體組分在熔融過程中及其他過程中釋放出氣體。
四、 顯微結(jié)構(gòu)類型
傳統(tǒng)陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)為�；豢棸郀罱Y(jié)構(gòu)�；|(zhì)為玻璃、莫來石微晶，它們呈交織網(wǎng)狀排列，無一定方向。斑晶為殘留石英、齒狀為粒狀方石英。傳統(tǒng)陶瓷具氣孔構(gòu)造，一般氣孔占5%～10%，莫來石占15%～35%，蝕邊的石英占2%～25%，多種長石組分玻璃占40%～60%。
原創(chuàng)作者：上海微圖儀器科技發(fā)展有限公司
