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制品的坯體顯微結構取決于原料顆粒的大小形狀、各相的數量、性質和氣孔率等。
經燒結而形成的制品坯體,是由晶相、玻璃及氣相構成,這些相的數量比就是制品坯體的相組成,它決定著制品的物理性質。
一、晶相
以瓷器為例,它的晶體主要是由莫來石、未起反應的石英顆粒、少量未反應的高嶺石殘留物、再結晶的方石英及其他晶體構成的。結構成分的數量比取決于坯料的組成、熔劑的數量及其活性、燒成溫度和保溫時間。
在1350~1400℃燒成硬質瓷,具有顯著的莫來石化致密結構。在具有較少單相結構和較多多孔結構的精陶坯中,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域。
長石熔體中保留的,在未熔石英量,在硬質瓷中為引入量的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定性。在瓷器中形成的微應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。當石英顆粒的半徑是熔體層厚度的3倍時,微應力則可達到最大值。在壞料中最初所含石英顆粒的70%左右已被 熔化。中間玻璃質對形成應力的影響很大。熔劑可提高應力值。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。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,穿插著許多細小莫來石 晶體。在長石熔體分布區域中,針狀莫來石長達10~12μm,在個別區域中可達20~40μm莫來石排成密網狀,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:在軟質瓷中可達80%;而在硬質瓷中則可降低到66%;在化學瓷中可降到45%;在精陶中則更少,主要是細小莫來石晶體,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,它們細而分散,只有通過X身線分析才能鑒別出來。
細炻器制品在1100~1200℃燒成的低溫瓷中,坯體的結構致密,但莫來石化程度較硬質瓷弱一些,主要是細小的莫來石晶體群,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%,未發現莫來石。
玻璃相對陶瓷坯體物理技術性質的影響,不僅取決于其數量及物理化學性質,而且還與玻璃相同晶相之間的比例有關。瓷器的基本性質,包括機械強度在內,主要取決于玻璃相中產生的應力;在較程度上,也與形成莫來石晶體的數量和大小有關。玻璃相能給瓷器以透光性,但也能降低其白度和熱穩定性。當莫來石化程度較差、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、離解反應和脫碳作用產生的氣體,原料中經常存在的硫酸鹽和硫化物及其他礦物成因分解產生的氣體,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過氧化而產生的氣體,坯體組分在熔融過程中及其他過程中釋放出氣體。
四、 顯微結構類型
傳統陶瓷的顯微結構為;豢棸郀罱Y構;|為玻璃、莫來石微晶,它們呈交織網狀排列,無一定方向。斑晶為殘留石英、齒狀為粒狀方石英。傳統陶瓷具氣孔構造,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%。
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