一种压电陶瓷的烧成温度与组织结构之间的关系
体 积 密 度
一种
压电
陶瓷
的烧
成温
介
度与
电
其压
常 数
电性
能组
织结
构之
间的
关系
介 电 损 耗
最佳烧成范围：1240~1260℃
一、烧成制度与产品性能的关系
（二）保温时间对产品性能的影响
在适宜的烧成温度下，适当保温有利于使坯釉的物理化学反应 更趋完全，形成均匀的内部结构。但若保温时间过长，也会导 致大量小晶粒溶解、晶粒平均尺寸增大、晶相总量减少。无论 普通陶瓷还是特种陶瓷都是如此。
日用瓷坯在不同烧成气氛下的最大烧结线收缩变化的比较
（四）烧成气氛对产品性能的影响 1. 普通陶瓷的烧成情况
（3）气氛对坯体过烧膨胀的影响
日用瓷坯在不同烧成气氛下过烧40℃产生的线膨胀比较
（四）烧成气氛对产品性能的影响 1. 普通陶瓷的烧成情况
（4）气氛对坯体线收缩速率的影响
日用瓷坯在不同烧成气氛下的最大线收缩速率的比较
另外，采取还原气氛烧成时，在制品进入还原气氛烧成之前，往往要进 行一段时间的氧化保温焙烧，即：使制品在950~1050℃附近，于强氧 化气氛下保温一定时间。其作用是使坯体的氧化分解反应在釉层玻化之 前能充分反应完全，沉碳得以烧尽，为烧还原气氛做好准备。
（四）烧成气氛对产品性能的影响 1. 普通陶瓷的烧成情况
烧成温度 （℃）
玻璃相
物 相 组 成（%） 莫来石 （方）石英 气孔（Vol.%）
1210
56
9
32
3
1270
58
13
28
2
1310
61
15
23
1
1350
62
10
10
1
一、烧成制度与产品性能的关系
（一）烧成温度对产品性能的影响
在不过烧的情况下，随着烧 成温度的提高，制品的体积 密度增大，吸水率和气孔率 逐渐减小，则其机械强度将 增大，釉面光泽度及显微硬 度也会提高。
CaSO4 1250～1370℃ CaO + SO3
MgSO4 ＞ 900℃ MgO + CO2 Na2SO4 1200～1370℃ Na2O + SO3
还原气氛下
1080~1100℃
2Fe2O3 1250～1370℃ 4 FeO + O2
Fe2O3 + CO 1000～1100℃ 2 FeO + O2
● 各项烧成制度的内容： 温度制度：升温速度、（最高）烧成温度、保温 时间、冷却速度 气氛制度：气氛性质、气氛浓度、气氛转换温度
压力制度：压力性质、压力大小、零压位位置
6.1 烧成制度
● 各项烧成制度都可以用一个曲线图表示：
油（气）烧隧道窑的温度制度曲线
6.1 烧成制度
油（气）烧隧道窑的压力制度曲线
● 烧成温度或烧成范围的确 定，主要决定于配方组成、 坯料的加工细度，以及产品 的质量性能要求。同时还要 考虑烧成时间的长短。
抗介 折电 强强 度度
抗折强度 介电强度
1200
1280
1360
烧成温度(℃)
烧成温度对电瓷机电性能的影响
一、烧成制度与产品性能的关系
（一）烧成温度对产品性能的影响
过高的烧成温度对特种陶瓷制品来说也是有害的。会导致制品中的 晶粒平均尺寸过大或少数晶粒猛增，甚至将一些气孔包裹进去，从 而破坏显微组织结构的均匀性，使产品的机电性能变差。
介抗 电张 强强 度度
1
1：抗张强度
2
2：介电强度
保温时间
电瓷的机电强度随保温时间的变化
一、烧成制度与产品性能的关系
（二）保温时间对产品性能的影响
2 3 1
保温时间 (h)
高铝瓷保温时间与其部分性能的关系
1— 抗折强度
2— 玻璃相含量 3— 介电损耗角
Hale Waihona Puke 一、烧成制度与产品性能的关系
（二）保温时间对产品性能的影响
升温速度的快慢对制品烧成过程中所产生的体积收缩、残存的气孔 率有明显影响，从而影响制品的机械性能和光学性能。
(×10-4) MPa
抗
折
强 度
300
（
） 200
抗折强度 介质损耗角正切
介 质 损 耗 5角 正 4切 3
温度范围：900~1200℃
2
100
500 400 300 200 100 升温速度 (℃/h) 75氧化铝瓷的升温速率对部分性能的影响
一、烧成制度与产品性能的关系
（四）烧成气氛对产品性能的影响
烧成气氛对坯釉中有关组分在高温下的反应温度及反应速度、体积效 应均有影响，从而将直接影响着制品的矿物组成、晶粒的尺寸及数量、 玻璃相的组成及含量、气孔的数量及形态等，并进而严重影响产品的 质量性能。
通常，还原气氛都能在一定程度上降低化学反应的开始温度，例如：
一、烧成制度与产品性能的关系
（三）升、降温速度对产品性能的影响
● 普通陶瓷烧成后，缓冷可导致较大的体积收缩、较小的 气孔率。生产实践证明，对于含玻璃相多的致密烧结坯体， 应采取高温快冷、低温缓冷的冷却制度。高温快冷不但可以防
止粗晶形成，还可防止低价铁的重新氧化及釉面析晶，提高釉面 光泽度。但是，对于膨胀系数大、或含有大量SiO2 、ZrO2的坯体， 由于晶型转变伴随较大的体积效应，故在转变温度附近冷却速度 也不能太快。此外，对于厚且大的坯件，也要注意适当缓冷，否 则会因内外温差太大，造成太大的内应力而引起开裂。
一、烧成制度与产品性能的关系
（四）烧成气氛对产品性能的影响
1. 关于气氛的有关概念
非中性气氛还存在一个 “浓度”的问题，即根据窑内烟气中的游离 氧或CO浓度的大小，氧化气氛和还原气氛有强弱之分：
性实 质际 及生 其产 强中 弱， 程对 度窑 的内 界气 定氛
氧化气氛
强氧化气氛：游离氧浓度为8~10% 普通氧化气氛：游离氧浓度为4~5%
3
： 18h 内 由 常 温
2
升至1300℃
1
某种卫生瓷的升温速率对其部分性质的影响
一、烧成制度与产品性能的关系
（三）升、降温速度对产品性能的影响
冷却速度的快慢对制品结构中的晶粒大小、体积收缩有明显影响， 从而影响制品的性能。对于某些特种陶瓷制品，也包括含玻璃相多 的普陶制品高温段的冷却，急冷可以防止粗晶的形成，因此可显著 改善其机电性能。
中性气氛： 游离氧浓度为1~1.5%
还原气氛
强还原气氛：CO浓度为6~9% 弱还原气氛：CO浓度为2~4%
CO浓度2~9%， 游离氧＜1%
（四）烧成气氛对产品性能的影响
1. 关于气氛的有关概念
普通陶瓷制品的烧成只有两种情况：氧化气氛烧成或还原气氛烧成。
氧化气氛烧成时，坯体始终处于氧化气氛中加热升温。而还原气氛
二次烧成：工序较多、生产周期长、能耗高；坯体活性低、不易 形成良好的坯釉中间层；但对烧成工艺控制难度小、釉面效果易 保证、釉料损失少。
二次烧成又有两种情况：（1）高温素烧、低温釉烧；（2）低温素 烧、高温釉烧
6.1 烧成制度
为了保证既定的烧成过程的顺利进行，即为了实现上述目标， 必须制定一整套合理的烧成制度。一套完整的烧成制度包括： 温度制度、气氛制度、压力制度。
● 总之，在实际生产中，适当地降低烧成温度，而通过保温一 定时间来完成烧结过程，常能保证产品质量和降低烧成废品率。 生产实践证明，对于同一种陶瓷或耐火材料制品，在稍高的烧 成温度下、适当缩短保温时间，或者在稍低的烧成温度下、适当
延长保温时间，都能得到质量合格的产品。
一、烧成制度与产品性能的关系
（三）升、降温速度对产品性能的影响
一、烧成制度与产品性能的关系
（三）升、降温速度对产品性能的影响
如果保温时间相同，普陶制品的坯体在快速升温的情况下，产 生的体积收缩要比慢速升温的情况小，因而通常残存的气孔率 要大，则强度较小，透光率也低。
(%) MPa
抗
折
强 度
200
（
150
） 100
50
气 孔 率
4
： 24~48h 内 由
常温升至1300℃
另外，Fe2O3 含量较高时，若采取氧化焰烧成，不但会使坯体泛黄， 还易导致釉面气泡或针孔：
Fe2O3 + SiO2
2 FeO·SiO2 +
1 2
O2
对于含 TiO2量较高的坯体，应采取氧化焰烧成。否则，部分TiO2会变 成蓝到紫色的 Ti2O3，有时还会形成黑色的FeO·Ti2O3尖晶石及其他铁 钛混合晶体，并加深呈色。
第六章 烧成与窑具
6.1 烧成制度
烧成是对陶瓷、耐火材料生坯进行高温焙烧，使之发生质 变成为陶瓷或耐火材料成品的过程。其间，坯体及釉料将 发生一系列物理化学变化，从而最终形成一定的矿物组成 和显微结构，并获得所要求的性能。
陶瓷制品的烧成方式通常有一次烧成和二次烧成两种情况。 一次烧成：工序较简单、生产周期短、能耗小；生坯活性大、 易形成良好的坯釉中间层、烧后产品的坯釉结合牢固；但对 生坯强度要求较高、烧成工艺控制难度较大。
一、烧成制度与产品性能的关系
（四）烧成气氛对产品性能的影响
一般来讲，对含铁量高、有机物含量少、吸附性弱的坯体应采取还 原气氛烧成。反之宜在氧化气氛中烧成。
窑 头 室温
氧化分解阶段
高温阶段
300℃
T1 T2
950℃
氧化气氛
强弱 还还
原原
止火 温度
冷却阶段
窑 尾 常温
还原气氛
采取还原气氛烧成时的窑内气氛制度示意图
（一）烧成温度对产品性能的影响 在各项烧成工艺参数中，温度无疑是影响坯釉在高温下的物理 化学变化的最主要因素。