陶瓷的热稳定性取决于坯釉料的化学成分、矿物组成、相组成、显微结构、制备方法、成型条件及烧成制度等应素以及外界环境。由于陶瓷内外层受热不均匀,坯釉的热膨胀系数差异而引起陶瓷内部产生应力,导致机械强度降低,甚至发生开裂现象。一般陶瓷的热稳定性与抗张强度成正比,与弹性模量、热膨胀系数成反比。而导热系数、热容、密度也在不同程度上影响热稳定性。
釉的热稳定性在较大程度上取决于釉的膨胀系数。要提高陶瓷的热稳定性首先要提高釉的热稳定性。陶坯的热稳定性则取决于玻璃相、莫来石、石英及气孔的相对含量、粒径大小及其分布状况等。陶瓷制品的热稳定性在很大程度上取决于坯釉的适应性,所以它也是带釉陶瓷抗后期龟裂性的一种反映。
陶瓷热稳定性测定方法一般是把试样加热到一定的温度,接着放入适当温度的水中,判定方法为
(1) 根据试样出现裂纹或损坏到一定程度时,所经受的热变换次数;
(2) 经过一定的次数的热冷变换后机械强度降低的程度来决定热稳定性;
(3) 试样出现裂纹时经受的热冷最大温差来表示试样的热稳定性,温差愈大,热稳定性愈好。
本实验采用试样出现裂纹时,平均经受的热冷最大温差来表示试样的热稳定性。
1. 将10个合格的试样放入样品筐内,并置于炉膛中。 2. 连接好电源线、热电阻和接地线。 3. 连接好进水管、出水管及循环水管。 4. 给恒温水槽中注入水。5. 打开电源开关,指示灯亮,将炉温给定值及水温给定值调至需要位置(在水温控制中,下限控制压缩机、上限控制加热器,上限设定温度≤下限设定温度)。 6. 打开搅拌开关,指示灯亮,搅拌机工作。 7. 根据需要选择“单冷”,“单热”或“冷热”。(a:“单冷”即仪器只启动制冷设备,超过给定温度时,自动制冷至给定温度后自动停止。 b:“单热”即仪器只启动加热设备,低于给定温度时自动加热至给定温度后自动停止。 c:“冷热”即当水温超过给定温度,仪器自动制冷,当水温低于给定温度,仪器自动加热,保证水温在所需温度处。)8. 接好线路并检查一遍,接通电源以2℃/分的速度升温。9. 当温度达到测量温度时,保温15分钟(使试样内外温度一致)后,拨动手柄,使样品筐迅速坠入冰水中,冷却5分钟。如没有冰水,试样坠入冷水中。每坠入一次试样,就要更换一次水,目的使水温保持不变。10. 从水中取出试样,擦干净,不上釉和上白釉试样放在品红酒精溶液中,检查裂纹。上棕色釉试样放在薄薄一层氧化铝细粉的盘内,来回滚动几次或手拿着试样在氧化铝粉上擦几次,检查是否开裂(如开裂,表面有一条白色裂纹),并详细记录。将没有开裂的试样放入炉内,加热到下次规定的温度(每次间隔20℃),重复试验至十个试样全部开裂为止。