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為什麼陶瓷盤會從中間裂成兩半?

作者:由 劉國濤 發表于 收藏時間:2014-11-25

很遺憾,這麼可愛的盤子就這麼“光榮”了。我是做高溫陶瓷的,不瞭解日用陶瓷的具體生產細節,但陶瓷材料都是相通的,就來解答一下,獻一下醜。

陶瓷,有千百種好處,硬度高、強度高、無汙染、耐高溫、盛多熱的菜或湯也不會產生有害物質或氣體,等等等等,但,很可惜,卻逃不過“脆性”這個“桎梏”,特點就是遇到外力時,要麼完好無損,要麼斷裂。每種陶瓷材料(即使成分相同,內部顯微結構不同,也是“不同的材料”)都有所能承受的極限應力,應力在極限以下,材料完好,但一旦超過極限,則不會變形,而是直接斷裂。

你的盤子,就是“斷裂”了。

你不是很愛惜嗎?肯定沒捨得摔過。但,材料受到的應力分為兩種:外部機械應力,就是敲擊或摔之類導致的;還有一種,就是“熱應力”,當材料有溫度變化時,內部就會產生熱應力,溫度梯度越大,熱應力越大(盤子或碗的兩個面之間的溫度差也是溫度梯度,也會產生熱應力)。

你的盤子是在不知不覺中出現的裂紋吧?

這麼愛惜,大的摔擊等外力肯定沒有,也就是所受的機械應力很小;雖然非材料專業的可能不怎麼懂“熱應力”,但急冷急熱會使玻璃碎裂的常識應該是知道的,因此你的盤子應該也會避免從高溫直接丟到冷水中冷卻這種事情。

但小的機械應力是難以避免的,如放到堅硬的洗碗池上時不小心用力大了,發出清脆的聲音;小的熱應力同樣也是難以避免的,如盛裝熱菜或湯的瞬間,或放到微波爐上加熱時,溫度梯度的存在自然會引起熱應力。

雖然這些正常使用過程中的應力很小,按常規不會損壞盤子。

但很可惜,你的盤子雖然看起來很完美,那只是因為盤子外面有一層滑膩的“釉”,欺騙了你的眼睛。其實釉層包裹著的陶瓷材料,甚至包括釉層本身,材料內部都是不均勻的,而這種“不均勻”,第一會帶來缺陷,第二會導致受熱時熱膨脹不同。

缺陷部位承受應力的能力會異常低;熱膨脹不同會使同樣的溫度梯度下,產生的熱應力更大,因此熱膨脹差異最大的部位,也最薄弱。

也就是在常規的“小”應力條件下,你的盤子內部缺陷處或熱膨脹差異較大處,其實已經被損壞了,通常是產生裂紋,剛產生時,裂紋很小。

但陶瓷材料的脆性所帶來的另一個很討厭的特點,就是一旦內部有裂紋產生,後來受到的應力,就有點“欺軟怕硬”,只要有可能,就會彙集到最初產生的裂紋處,“專注”地擴大這一條裂紋。當裂紋的擴充套件還沒有達到能損毀盤子時,就會抓住一切機會擴充套件。這時外表看起來還依然是完好的,但已經像“老人”一樣了,內部傷痕累累。而盤子整體承受應力的能力也隨著內部裂紋的擴充套件而迅速降低,當應力終於達到新的“極限”應力點時,盤子就很乾脆地裂開了。

現在知道了吧?在常規使用過程中,你的盤子內部會“變老”,逐漸變得弱不禁風,受不得一點敲擊。

但如果想買一個內部完全沒有缺陷的盤子,難度是很大的,不管是燒成溫度的提高,還是製作工藝的精細化,都會帶來成本的提高,但也難以做到無缺陷,只會更好。

在超市裡買盤子時,有一點簡單的方法,可以有效判斷裡面是不是有明顯的缺陷:用鑰匙敲擊一下幾個部位,聲音越清脆,裡面缺陷越少,如果可以辨別出雜音,那就是一個殘次品。

希望可以幫到你。

標簽: 盤子  應力  熱應力  裂紋  缺陷