陶瓷岩相学分析教学.ppt

§8-1概述一.晶相：晶相可以有一种或几种，两种以上的可分为主晶相、次晶相……，主晶相的性能往往决定物理化学性能。
陶瓷中晶体根据生长条件也有不同的自形程度和晶体形态，一般有粒状、柱状、板状、针状、片状、鳞片状等。自形晶等粒状均匀分布的晶相，陶瓷性能一般比较优越。陶瓷中晶体颗粒的大小对其性能也有很大的影响，如刚玉瓷随晶粒尺寸变小而机械强度上升（表9-2）。晶粒的大小受生产工艺条件影响很大，如刚玉瓷烧成温度不同而使晶粒大小有明显差别（图9-1）。
陶瓷中晶粒的取向是不规则的，晶粒长大到相遇时就形成晶界，通常晶界的机械强度比晶粒低得多，陶瓷破坏多是沿着晶界断裂。晶界也是杂质易于富集的地方。晶界有玻璃相，也存在晶相。二.玻璃相
是一种非晶态的低熔物，它的作用有：
①把分散的晶相粘结在一起；
②填充空隙，使瓷坯致密化；
③降低烧成温度；
④抑制晶体长大、防止晶型转变。玻璃相的数量因陶瓷种类不同而异。固相烧结的陶瓷没有玻璃相存在；有液相烧结的陶瓷中，玻璃相一般可在20~40％范围内变化，最高可达60％。三.气相
一般陶瓷气孔率可达5~10%。气孔产生原因及其特征为：
1.“生烧”：生烧气孔数量多而个小，以分散分布为主，气孔形状不规则。2.“过烧”：过烧气孔数量多而个大，分布不均匀，往往有玻璃相充填，形状以圆形或椭圆形为主。
3.“二次再结晶气孔”：长大的晶粒包裹了周围的小晶粒和其中空隙，多为斑晶内的包裹气孔，且在斑晶中心分布，向边缘逐渐减少。4.成型压制不当产生的气孔或裂隙：为层状分布，形状多为长条形或纺垂形（图9-4）。5.高温下原料矿物中的结构水、碳酸盐、硫酸盐分解物产生的气孔：一般成念珠状分布。
四.釉层
是陶瓷外面的覆盖层，成分应与坯体相近。釉层主要有玻璃相组成，其中有较多的气泡和少量的残余石英，有时有粘土团粒和云母残骸以及一些着色剂。釉层厚度一般为0.1~0.4mm。釉层结构如图9-5。五.陶瓷岩相的结构类型
是指陶瓷中矿物的结晶程度、颗粒形状、大小及相互关系。
现就部分结构类型的划分叙述如下。1.按组成矿物的结晶程度分类：
①全晶质结构：全部由结晶质矿物组成。
②半晶质结构：除结晶质矿物外，还有非
晶质，如玻璃相。
③非晶质结构：全部由玻璃相组成。2.按矿物晶形发育的完好程度分类：
①自形晶结构：晶体上各晶面发育完整。
②半自形晶结构：晶体上部分晶面发育完整。
③他形晶结构：晶体上各晶面发育不完整。

3.按陶瓷中颗粒大小（如刚玉瓷）分类：
①微粒结构：晶粒平均直径0.2–1.0µm。
②细粒结构：晶粒平均直径1.0–10µm。
③中粒结构：晶粒平均直径10–30µm。
④粗粒结构：晶粒平均直径30–100µm。
⑤粗大晶粒结构：晶粒平均直径>100µm。

4.按晶粒的相对大小分类：
等粒结构：矿物颗粒相近，大小之比一
般不超过3:1。
不等粒结构：矿物颗粒不同，大小之比
一般不超过5:1。
斑状结构：矿物颗粒相差悬殊，大小之
比一般都超过5:1。
5.按晶粒的分布特征或相互关系分类：
定向排列结构：柱状或板状晶体在空间按
基本一致的延长方向排列。
交织结构：针状或片状矿物交织分布。
霏细结构：晶体小而发育不好，成微细状。
④包裹结构：一种矿物包裹另一种矿物。§8-2普通陶瓷岩相结构
①主晶相刚玉的晶形存在差异：95瓷中呈短柱状晶体（图6-30），97瓷中亦以柱状为主，而99瓷则呈粒状，多趋向六边形粒状（图9-7，图6-31）。②瓷坯中的玻璃相：含量随Al2O3含量增加而减少，在95瓷中玻璃相约占5%，而99瓷中明显减少。
③烧成温度随Al2O3含量增加而提高：95瓷1600℃左右，99瓷1700℃以上。在95瓷和97瓷的坯体中一般均存在气孔，有晶内气孔和晶间气孔两类（图6-34）。刚玉瓷的缺陷还有：主晶相刚玉大小悬殊（图6-32）；晶体内产生不规则裂纹，尤其是穿晶裂纹（图6-35）；烧成温度或时间不够引起的欠烧，造成晶体细小，发育不完整（图6-36）。
二.莫来石瓷的岩相
主晶相为莫来石（3Al2O3·2SiO2），主要原料有粘土、长石、石英等。晶体会呈柱状（图1-1-1），但常见的是针状（图1-1-6，1-1-16，1-2-5，图1-2-6）。针状形态属二次莫来石，它是从长石熔解物中析出的，或由粘土分解的Al2O3和配料中的石英熔融物接触反应而生成的，在1250℃开始出现，到1300℃长大到几微米。
若温度继续升高，一次莫来石也会转变为二次莫来石。一次莫来石是由高岭石加热分解而成的，大约在1000℃开始生成，多属固相反应，其粒度一般100A左右，只有在电镜下能观察到它的鳞片状（图6-4）。以莫来石为主晶相，石英和方石英为次晶相的陶瓷是应用最广泛的普通陶瓷（日用瓷，建筑卫生瓷，电瓷等）。图9-6是电瓷显微结构，可以看到有