【膨胀系数】热膨胀系数通过配方怎么调节大小？

    热膨胀系数通过配方怎么调节大小？

从坯体角度调整膨胀系数是可以做到的，但调整时会改变坯体的结构和其它性能，甚至工艺方法也可能要改变。因此，在实际生产中，往往不从坯体角度调节膨胀系数。所谓膨胀系数是指陶瓷材料因热的原因而产生的体积变化的程度。材料的膨胀系数与物质的内部结构有很大关系，例如晶体类型、液晶气相比例、晶粒尺寸等。一系列的实验证明，对于同样的陶瓷配方系统，当坯体的基本结构(即烧结程度)确定后，小量地调整配方的组成(例如sio2、al2o3、k2o、na2o、cao、mgo含量等)，膨胀系数基本不会变化，只有坯体内部结构产生明显变化(例如吸水率较大改变)时，才能改变原有的膨胀系数。一般烧结程度越好，在200oc以下区域的膨胀系数越小，反之则越大。如果提高坯料烧结温度，窑炉的烧成温度也须同时升高，以保持原有的烧结程度，但材料的膨胀系数几乎没有变化。如果配方不变而降低煅烧温度，或者煅烧温度不变而提高坯料烧结温度，才会引起膨胀系数的改变。但通过提高坯料烧结温度的方法调整坯料的膨胀系数，所付出的工艺代价很大，因此，在实际生产中，往往只是从釉料配方角度调整膨胀系数。

　　在600-700oc阶段，坯体和釉料的膨胀系数差异较大，通过适当调整这个温度阶段的膨胀系数，可以缩小坯釉膨胀系数的差距，改善坯釉的适应性。理论上讲，坯釉的膨胀系数越接近越好，但由于其成分存在差异，所以其膨胀系数也不可能相同，只能要求其差异性在合理的要求范围内。

　　有实验表明，坯釉膨胀系数接近的，其化学成分有明显区别。坯体中某些原料的化学成分较高，如sio2、k2o、na2o等，约为釉含量的2倍，而釉中cao、mgo、zro2成分较高，是坯中的6倍以上。因此，配方中影响坯釉膨胀系数的成分如下：

　　1、sio2含量的影响：坯体中一般含有石英、莫来石、方石英和玻璃相等常见矿物相，而方石英的膨胀系数约是其余原料膨胀系数的2倍。温度在20-800oc阶段， a方石英的膨胀系数大于20×6/oc,而a石英的膨胀系数大于8×16-6/oc，在坯体配方化学成分中，sio2成分较高，因而坯体的膨胀系数也较大。

　　2、熔剂等组成的影响：在升温过程中，在600oc以后，坯体中逐渐出现液相，空间架构被溶解，固体石英含量降低，因而a坯体含量降低，若配方中坯体熔剂含量控制在5-8%范围，则形成的液相不多，sio2进入液相比例较低，始终是a坯体大于a面釉;另一方面，面釉的熔剂含量决定了其膨胀系数，若面釉中熔剂含量较高，控制在16-18%范围，形成的玻璃相比坯体多，sio2进入液相比例也多，因而显著降低了釉的膨胀系数。又由于釉中熔剂多以膨胀系数较低的cao、mgo、zro2为主，k2o、na2o为辅，所以进一步降低了釉中玻璃体的膨胀系数。

　　坯釉的化学成分不同，会导致膨胀系数不同，应在允许的范围内接近，坯釉的膨胀系数的差别会随温度的变化而变化，不能单看某个温度的数值;提高面釉的膨胀系数要有针对性，不能一味的提高，要看其膨胀曲线与坯体的匹配。

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