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seek269

铁虫 (正式写手)

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[交流] 【讨论】陶瓷中气孔的起源已有6人参与

欢迎大家讨论，哪些因素可以引起陶瓷烧结过程中产生气孔？
通常的大气孔（微米级），是由素坯烧结产生的。那么小气孔（那种很小的气孔，纳米到几百纳米之间的，尤其是前者通常产生于易挥发相的挥发等等）呢？

我想了解全面点，最好能给出参考文献，呵呵

[ Last edited by seek269 on 2010-4-14 at 12:06 ]

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1楼 2010-04-14 12:01:43

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ymxianghao

木虫 (小有名气)

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原因很多，下面列出了几种

★ ★ ★
seek269(金币+10):你提供得这么仔细，太感谢啦 2010-04-14 15:47
化学小工(金币+3):鼓励交流 2010-04-15 01:09

一：
(1)烧结过程是消除和减轻气泡的重要阶段，提高烧结温度和采用玻璃颗粒密堆积铺料有利于烧结过程中气泡的排除。
　　(2)晶化制度对气孔的消除与产生有重要影响。晶化温度一定要适当，必须根据不同物料，确定最佳晶化温度，否则也易产生气孔
　　(3)熔制澄清不好的玻璃料所引的气孔一般存在于晶化颗粒花纹中心，不可能在烧结、晶化过程被排除，所以要严格避免。
　　(4)外来杂质和气氛亦对气孔或孔洞的产生有较大影响。

参考文献：烧结法微晶玻璃中气孔的产生与消除，详见下面网页

http://www.ctaoci.com/html/2007-12-24/30993.html

二、
砖坯中气孔的产生：素坯在烧成中，由于坯体中的有机、无机盐没有完全排干净；另外，粉料中颗粒状的杂质（如铁质、未磨细的残渣颗粒），将产生比较大的气孔或气泡。解决的方法：在配方中尽量少用有机、无机盐较多的原料，烧失量控制在５％以下；原料制备过程中，控制好泥浆的细度，一般为０．５～０．８％（万孔筛筛余）；严格控制过筛除铁工序，采用磁力较大的除铁器；喷雾塔粉料运输过程中，要加强工艺控制，严防杂质的混入；在烧成过程中，要增加氧化时间，以有利于碳酸盐、硫酸盐的充分分解氧化。

微晶熔块颗粒中产生的气孔：如果玻璃态过多，玻璃颗粒流动性太强，单位体积密度增大，不但晶体态物质不容易产生，而且还容易产生气孔。仔细观察，大多数是从颗粒中冒了来的，形状为圆孔，比较小，而且密集。解决的方法：微晶熔块配方中，不宜过多地使用钾、钠、硼、铅的氧化物，熔制温度不能太低，一般超过１５００℃，保温时间要长，以便各种氧化物充分分解；要注意晶体物质与玻璃体的比例，严格控制烧成曲线，在微晶颗粒半熔融状态下，保持颗粒之间有一定的玻璃相就要开始冷却。

微晶熔块颗粒空隙间产生的气孔。主要原因：为了使晶核大量产生，需要尽量增大单位体积，采用不同级别的微晶熔块颗粒，这样颗粒之间的空隙就会产生，不可避免地有空气储存在颗粒之间，如果工艺控制不当，就会产生气孔，这种气孔的形态是圆形的，有大有小，一般内层与底层看到的气孔是比较典型的颗粒之间的气孔。解决的方法：要控制好微晶熔块颗粒级配，太细了熔点会偏低，还没有排完气体，就封闭了表面，再排气时就容易产生气孔，太粗则提高了烧成温度，大颗粒未熔融，使表面凹凸不平，抛光后就容易看到气孔了。最重要的是控制好烧成曲线，在始熔之前要尽量排完气体，要使颗粒体积及收缩缓慢地进行，窑炉不能有空气进入，微正压烧成。

烧成不当产生的气孔。主要原因：烧成温度偏高，熔块颗粒之间的体积收缩速度太快，单位密度增加也会过快，空气排除就会受阻；如果这时的温度继续升高，就会产生二次氧化，单位密度会减少，体积又膨胀，这样一缩一胀，将使表面产生微小的气孔，而且很密集，抛光后很容易看出来。相反，如果烧成温度偏低，制品表面的玻璃物质减少，难以熔合熔块颗粒之间的空隙，抛光后就会容易看出孔径不规则的气孔。还有一种情况是熔融时间不够，部分温度过高，使熔块颗粒粗的未熔融，细的熔融过头，这时的气孔有大的，有小的，也有微小的，显得很不规划，不容易判断。我们知道，一定的温度时，开始产生晶核，物体在熔融状态下，不会有晶相产生，当熔融物体冷至凝固点时，晶核周围开始层层围绕的晶体产生了，这时，熔融体内的饱和物体开始转变为晶体，熔融体变成脆性材料，形成了玻璃体，这种既有晶体又有玻璃体的物质，就构成了微晶玻璃。晶核在０．１μｍ～１μｍ之间，肉眼是无法看到的，我们看到的晶体在０．５～３ｍｍ之间。

抛光不当产生的气孔。主要原因：抛光时由于使用的磨光太粗，磨的深度过大，使内层的气孔抛到了表面，一般是局部的大小不一的气孔。解决的方法：抛光时磨头选择从粗到细，每个型号的磨头只能磨很浅的一小部分，抛光的总厚度控制在０．２ｍｍ左右，自动抛光机上的磨头必须采用万向型的；控制好晶化烧成表面的平整度，不能产生太大的起伏。

参考资料：微晶玻璃陶瓷复合砖气孔与平整度控制（http://www.glass.cn/news/newsinfo_2009.html）

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2楼2010-04-14 12:28:31

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seek269(金币+1):再感谢一下啊 2010-04-14 15:47

现行的二步烧结法工艺生产的微晶玻璃（含通体板材和复合板材），生产工艺过程中产生气孔的原因主要有以下几个方面：
1）、微晶熔块粒料的布料工艺使其在经过晶化烧结过程中晶化程度的不均衡性，加之传统工艺原料配方已经限制性地决定了粒料由外至内晶化、界面优先晶化原则等，导致了在特定高温环境条件下，产品内部反应的密封气体根本无法完全排出，从而不可避免使板材内部产生分散性气孔；
2）、原料在熔窑熔制过程中因澄清排气、冷却部产生的二次气泡、杂质引入等生成的微晶熔块内部残存性气孔，于后序的晶化工艺中无法有效排出和消融而产生粒料本身包融的聚积性气孔；
3）、现行传统特定的原料配方结构本身，就已经决定了在熔制及晶化工艺流程中极难以完全必要的消除气孔，据材料设计结构决定性能的原则，如普通平板玻璃配方则可完全做到无气孔等工艺性气孔缺陷；
4）、生产工艺外界因素条件致使制品产生的缺陷性气孔，典型的如非工艺要求而混入的铁渣、大颗粒灰尘、有机物等杂质，或者晶化温度制度过高或过低，人为控制失当等原因，会产生漂移性气泡影响。且在实际中往往是无定式的，且分析原因和影响制约因素也是极为复杂的，但是，这部分气孔的控制可以通过在企业强化管理，提高技能和操作责任心加以解决，做到尽量减少或排除；

参考资料：新型无孔纳米级微晶陶瓷（微晶石＼微晶铸石板）http://www.cerambuy.com/Ceramics/10791.htm

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3楼2010-04-14 13:09:33

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