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搪瓷釉料的热膨胀性能详细分析
热膨胀是搪瓷釉料的主要性能之一。搪瓷釉料或瓷层的热膨胀,一般都是以它们的体积热膨胀系数来衡量的,体积膨胀系数约是线膨胀系数的3倍,即:α体=3α线。本文的主旨是关于搪瓷釉料的热膨胀性能,做详细的分析和说明。
瓷釉的热膨胀系数,应尽可能的与胚体金属相近。因为,瓷釉的膨胀系数比金属大时,则制品在烧成后的冷却过程中,瓷层就比胚体金属收缩的快,瓷层就会受到金属胚体产生的张应力影响,当这种张应力大于瓷层的抗张强度时候,就会产生裂纹甚至爆瓷。如果瓷釉的膨胀系数比金属小,则瓷层比胚体收缩的慢,瓷层就受到一个压应力,当这个压应力大于瓷层的抗压强度时,就产生脱瓷。
实际上,瓷釉的抗压强度比抗张强度大10~20倍,所以,一般要求瓷釉的膨胀系数应比金属胚体的膨胀系数小。
由于胚体各部分的冷却速度也不同,各部位产生的应力也不同,所以,瓷釉的膨胀系数与金属胚体的膨胀系数,应尽可能接近。尤其是曲率半径很小的部位更应注意。
瓷釉的膨胀与化学组成成分有关。Na2O、K2O、Li2O能使膨胀系数增大,尤其是Li2O更甚;SiO2、B2O3、MgO等,则能使瓷釉的膨胀系数减少。
瓷釉的膨胀系数的计算公式:3α=(a1α1+a2+α2+...+anαn)×10-7/k
上述公式中,3α代表瓷釉的体积热膨胀系数;an代表瓷釉化学组分的百分含量;αn代表化学组分的热膨胀系数因素(见下表)
化合物 |
因素 |
|
化合物 |
因素 |
|
化合物 |
因素 |
|
化合物 |
因素 |
K2O |
8.5 |
|
MnO2 |
2.2 |
|
Al2O3 |
5.0 |
|
CeO2 |
4.2 |
Na2O |
10.0 |
|
CoO |
4.4 |
|
Sb2O3 |
3.6 |
|
V2O5 |
2.0 |
Li2O |
18 |
|
NiO |
4.0 |
|
Fe2O3 |
4.0 |
|
P2O5 |
2.0 |
NaF |
7.4 |
|
CaF2 |
2.5 |
|
Cr2O3 |
5.1 |
|
V-26 |
4.3 |
CaO |
5.0 |
|
CdS |
2.7 |
|
AlF3 |
4.4 |
|
Na2SiF6 |
5.0 |
MgO |
0.1 |
|
CdSe |
2.7 |
|
SiO2 |
0.8 |
|
Na3AlF6 |
7.4 |
ZnO |
1.8 |
|
SrO |
1.7 |
|
TiO2 |
4.1 |
|
|
|
BaO |
3.0 |
|
BeO |
4.7 |
|
SnO2 |
2.0 |
|
||
PbO |
3.0 |
|
B2O3 |
0.1 |
|
ZrO2 |
2.1 |
|
来源:湖南诺立。