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坯釉膨脹系數(shù)匹配是解決開裂的關(guān)鍵，但更需要坯體處理、釉料配方和燒成制度的系統(tǒng)化協(xié)同。

陶瓷釉面開裂是行業(yè)普遍存在的技術(shù)難題，尤其在厚泥坯產(chǎn)品中更為突出。這一缺陷不僅影響產(chǎn)品外觀，更會(huì)顯著降低陶瓷制品的機(jī)械強(qiáng)度和實(shí)用性能。研究表明，超過60%的釉面開裂問題源于坯體與釉料之間的熱膨脹系數(shù)不匹配。

當(dāng)釉的膨脹系數(shù)大于坯體時(shí)，在冷卻過程中，釉的收縮大于坯體收縮，釉層會(huì)受到拉伸應(yīng)力。當(dāng)張應(yīng)力超過釉層的抗張強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致釉層斷裂的網(wǎng)狀裂紋（通常稱為龜裂）。

一、釉面開裂的力學(xué)機(jī)理與表現(xiàn)形式

釉面開裂的本質(zhì)是坯釉系統(tǒng)在熱處理過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過了材料自身的強(qiáng)度極限。釉本質(zhì)上是覆蓋在陶瓷制品表面的玻璃質(zhì)薄層，在燒成過程中經(jīng)歷從固態(tài)到熔融態(tài)再凝固的復(fù)雜相變過程。

釉層開裂的主要類型包括釉縮和龜裂。釉縮表現(xiàn)為釉層卷曲、結(jié)塊、甚至局部脫離坯體；而龜裂則呈現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋。從力學(xué)角度分析，當(dāng)釉的膨脹系數(shù)大于坯體時(shí)，冷卻過程中釉的收縮會(huì)受到坯體的制約，產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，當(dāng)該應(yīng)力超過釉的抗張強(qiáng)度極限時(shí)，便發(fā)生開裂 。

釉料的彈性模量在這一過程中起著關(guān)鍵作用。釉的彈性可以部分補(bǔ)償坯和釉之間產(chǎn)生的應(yīng)力，但必須認(rèn)識(shí)到，彈性模量的調(diào)節(jié)能力存在臨界閾值。即使膨脹系數(shù)存在差異，適當(dāng)優(yōu)化釉料組成可增強(qiáng)釉層彈性，在一定范圍內(nèi)緩沖應(yīng)力，避免開裂。

二、影響釉面開裂的多因素綜合分析

除了膨脹系數(shù)這一核心因素外，釉面開裂還受到多種工藝參數(shù)的復(fù)雜影響。

釉料組成方面，塑性成分含量過高會(huì)導(dǎo)致干燥期間釉層過度收縮，產(chǎn)生微細(xì)裂紋。釉料中熔劑成分的比例不當(dāng)會(huì)改變釉的高溫粘度和熔融范圍，進(jìn)而影響釉面質(zhì)量。例如，釉料過于粘稠（粘度大）會(huì)阻礙其在坯體表面的均勻流動(dòng)，形成局部堆積和裂紋。

施釉工藝參數(shù)對(duì)開裂有直接影響。釉漿濃度過高、釉層過厚、坯體表面清潔度不足都會(huì)增加開裂風(fēng)險(xiǎn)。特別對(duì)于厚泥坯，由于其干燥收縮率較大，需要更精確控制釉層厚度。研究表明，透明釉、單色釉和結(jié)晶釉因特性不同，所需的釉漿濃度和施釉時(shí)間存在差異。

坯體處理不當(dāng)同樣是不可忽視的因素。坯體干燥不均勻會(huì)導(dǎo)致不同部位收縮率不一致，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。坯體過薄或存在結(jié)構(gòu)性缺陷時(shí)，上釉后更容易因應(yīng)力集中而開裂。先進(jìn)行低溫素?zé)偕嫌裕捎行p少縮釉概率，提高燒制成功率。

三、膨脹系數(shù)調(diào)控的技術(shù)路徑與創(chuàng)新方案

降低釉料膨脹系數(shù)是解決厚泥坯上釉開裂問題的核心路徑，需要通過科學(xué)的釉料配方設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

基礎(chǔ)組成調(diào)整是常用方法：增加SiO?含量同時(shí)降低熔劑含量，可有效降低膨脹系數(shù)，但需注意SiO?過量會(huì)導(dǎo)致釉面無光。適量引入B?O?可降低釉的熔融溫度，同時(shí)調(diào)節(jié)膨脹特性。用摩爾質(zhì)量小的助熔劑（如CaO）按等摩爾數(shù)置換摩爾質(zhì)量大的助熔劑，也是調(diào)節(jié)膨脹系數(shù)的有效手段。

低膨脹組分的引入具有顯著效果。在釉料配方中添加2-5wt%的氧化鎂（MgO），可降低釉料膨脹系數(shù)，提高彈性，促進(jìn)中間層形成。MgO的添加不僅能改善釉料懸浮性，還能拓寬熔融范圍，但需注意過量添加可能導(dǎo)致釉面失透。

新型低膨脹釉料系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。以石英砂、Al?O?、ZrSiO?、Al?TiO?等為骨料的釉料系統(tǒng)，具有較低的熱膨脹系數(shù)和穩(wěn)定的化學(xué)性能。研究表明，骨料組成含量在30-75wt%，熔劑組成含量在25-70wt%的配方，可獲得較低的熱膨脹系數(shù)（α<6.0×10??/℃）和適宜的燒成溫度（700-1000℃）。

肇慶市新潤豐高新材料有限公司在研發(fā)低膨脹釉料助熔材料方面，通過科學(xué)配比和粒徑級(jí)配，使煅燒氧化鋅在降低釉料膨脹系數(shù)的同時(shí)，兼顧釉面光澤度和硬度等實(shí)用性能，為陶瓷企業(yè)提供系統(tǒng)的坯釉原料適配解決方案。

四、系統(tǒng)性解決方案與工藝控制要點(diǎn)

解決厚泥坯釉面開裂問題需要采取系統(tǒng)化方案，單一措施往往難以徹底解決問題。

釉料配方優(yōu)化是基礎(chǔ)?；谂黧w的熱膨脹特性，設(shè)計(jì)相匹配的釉料組成是關(guān)鍵。例如，適當(dāng)增加滑石、氧化鋅的含量，并引入鋰輝石、氧化鋁等成分，能有效減小釉的膨脹系數(shù)，提高釉的彈性并促進(jìn)坯釉中間層的發(fā)育。

施釉工藝精細(xì)化對(duì)厚泥坯尤為重要。上釉前釉料需充分?jǐn)嚢杈鶆?，?/span>100目篩網(wǎng)過濾釉漿，去除因存放產(chǎn)生的小顆粒。針對(duì)不同釉料類型，透明釉浸釉時(shí)間宜短，單色釉停留1-2秒，結(jié)晶釉和開片釉則可延長至4-7秒，以確保釉層均勻性和適當(dāng)厚度。

燒成制度控制是保障。針對(duì)厚度大于2cm的泥坯，在600℃以下需控制升溫速率<50℃/h，防止坯體水分蒸發(fā)過快。在800-900℃適當(dāng)保溫15分鐘內(nèi)，950-1025℃階段需緩慢升溫以避免釉層氣泡。冷卻階段，在500℃左右可短暫開窯引入冷空氣，促進(jìn)釉面應(yīng)力均衡釋放，但需嚴(yán)格控制降溫速率。

實(shí)踐表明，最有效的開裂控制策略是建立坯釉膨脹系數(shù)的精密匹配關(guān)系，同時(shí)結(jié)合坯體處理、釉料組成優(yōu)化和燒成制度調(diào)整的系統(tǒng)化方法。肇慶市新潤豐高新材料有限公司基于其在陶瓷原料領(lǐng)域的長期技術(shù)積累，開發(fā)出具有優(yōu)化粒徑級(jí)配的煅燒氧化鋅產(chǎn)品，可有效促進(jìn)坯釉中間層形成，降低整體熱膨脹系數(shù)差。

對(duì)于陶瓷生產(chǎn)企業(yè)而言，建立坯釉膨脹系數(shù)的精密匹配關(guān)系是解決厚泥坯開裂的首要任務(wù)。現(xiàn)代陶瓷生產(chǎn)已經(jīng)開始采用釉料設(shè)計(jì)軟件，通過輸入坯體組成和燒成制度，即可計(jì)算出最適宜的釉料配方范圍。

肇慶市新潤豐高新材料有限公司正與多家科研機(jī)構(gòu)合作，開發(fā)基于人工智能的坯釉適配系統(tǒng)，未來有望實(shí)現(xiàn)釉料配方的精準(zhǔn)預(yù)測和優(yōu)化，為陶瓷產(chǎn)業(yè)提供更加科學(xué)的原料解決方案