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如哥窯等瓷器可能在燒製的過程中開片,開片裂紋擴充套件的路徑是否體現著某些物理規律?可否由方程描述?

作者:由 liou 發表于 收藏時間:2019-11-15

冒昧回答一下。對熱應力有所瞭解,不是很懂瓷器。

我認為開片的物理過程是燒結後冷卻產生的熱應力導致的表面開裂,而熱應力是由陶瓷件不同深度處緻密化過程不同步導致的。這在陶瓷件製備過程中很常見(即使是4*4*25mm的小試樣)。裂紋路徑是由表面層緻密度/孔隙分佈/晶界等“弱結合位置”確定的。因此問題可以轉化為:不同材料、製坯工藝與窯口對陶瓷緻密化過程與孔隙分佈有怎樣的影響。

對於材料:不同體系的可燒結性不同,主要由成分中的低熔點組分控制。此外不同種陶瓷晶界厚度(一個有點含混的詞)、晶界強度與化學勢(影響空隙形狀與位置)不同,對後期開裂有影響。

對於製坯工藝:製坯工藝影響坯體水分/粘性與成分均勻性等。這些會影響陶瓷燒成後不同位置的孔隙度與緻密度。

對於窯口,我想到的是升溫速率、加熱體位置與爐冷速率,這些對陶瓷熱應力的分佈與強度有很大影響。

由此可以說,每一個陶瓷都是獨一無二的。

對於它的分析,首先要從考慮材料缺陷開始,這是材料學的思考方法。對於它的建模,我認為是相當困難的。一方面,成分影響很大,而陶瓷是著名的混合物;另一方面,日用瓷器本身緻密度低,成分不均勻性高;第三點,它不僅是分析力學問題,同時應該考慮統計力學。陶瓷的韋-布林分佈函式加蒙特卡洛方法說不定可以一試。

想一想,要設計一種燒結後呈現固定開裂紋路的陶瓷說不定更容易一些……

標簽: 陶瓷  熱應力  晶界  製坯  不同