♈生产技术｜陶瓷烧成过程中膨胀、起泡问题及解决办法

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　　膨胀是指从一个已经达到玻化状态的坯体内排出大量气体，这些气体又进一步导致器皿上的某个局部或者整个器皿体积增大。因此素烧坯体基本上不会膨胀，除非烧成温度过高，导致坯体熔融。一般来说，只有釉烧坯体才会膨胀，坯釉结合层将器皿表层牢牢封住，导致坯体软化、易碎。　　有些时候，坯体上膨胀的位置会出现一些小气泡，我们称之为“起泡”。通常，只有达到熔融状态的坯体才会起泡，例如瓷器坯体的素烧温度太高，黏土达到熔融状态，坯体表层看上去比较粗糙，就像是器皿的外表面上蒙上一层土屑 。当用钨头刀具的边缘敲打起泡部位时，气泡的表皮会破裂并在其下方形成一个孔洞。

高温烧成的陶瓷器皿外表面膨胀，这是其横截面近景。这是典型的由过烧引起的气体排放形成的坯体膨胀，其成因亦有可能是可溶性盐类物质在烧成的过程中浓缩于一点所致。经电子显微镜测定，东西向距离为5mm。（照片由斯坦福大学提供）

　　坏体的外表面上起起小气泡，其原因通常是过烧所致。当气泡比较大时，其成因既有可能是过烧，也有可能是烧成速度大快。大气泡通常是由于烧成速度太快导致的。　　应当把膨胀变形的陶瓷坯体砸开，以便观察和研究气泡都出现在哪些部位。当气泡的位置位于坯体中层时，说明烧成速度过快，以至于气体未能及时排出。当孔洞的位置位于坯体表层时，说明烧成速度过快，但是其成因更有可能是过烧所致。有些时候，气泡里层的颜色较外表面颜色要深很多，当出现这种“黑心”或者层理时，说明在烧成的过程中，坯体中心部位缺氧或者热功到达坯体深层，挥发物未能彻底排尽。当黏土内部的挥发物无法从已经熔融的坯体外表面排出时就会造成坯体膨胀。　　当分析结果显示烧成速度过快有可能是导致问题出现的原因时，应当减缓烧成速度——特别是当烧成温度介于600～1000℃时，必须预留出足够的时间，以确保坯体中的挥发物彻底排尽。在此阶段，对于器壁厚度为12 mm的坯体而言，其最佳烧成速度为每小时100℃，当烧制更厚的坯体时，必须将烧成速度再适当减缓。值得注意的是：在超快速烧成情况下，在烧成温度达到1 000℃之前需要保温th。例如当窑温达到800℃时开始保温，之后的200℃必须非常缓慢地提升，因为挥发物的排放周期很长。

（左上）过烧导致未经施釉的瓷器外表面膨胀起泡。

（左下）红色陶泥，未达到熔融状态。坯体的颜色较鲜亮，孔洞呈黑色。这些串联在一起的孔洞是坯体本身就有的。

（右上）熔融的红色陶泥。（值得注意的是：熔融令坯体表层上开敞的孔洞几近消失）

（右下）膨胀的红色陶泥。坯体的颜色较鲜亮，孔洞呈黑色。从坯体中挥发出来的气体不断膨胀，但由于坯体表层无渗透层，进而导致气体无法排出，于是便生成了照片中的这些大圆洞。（这四张照片均由斯坦福大学提供）

　　含砂量较大的陶瓷坯料，其渗透性也较好。往质地细腻的坯料中添加窑砂可以令坯料的质地变得松散，以方便坯体中的挥发物顺利排出。　　在烧成过程中保持良好的通风很重要。同样的坯体以及同样的烧成温度，用电窑烧制比用气窑烧制坯体更容易膨胀。其原因是：气窑内持续运动的气流使窑炉中的坯体处于相对更好的通风环境中。　　有些时候，整整一窑坯体全部都会膨胀。砸碎出问题的器皿，以便弄清楚其成因：当气泡出现在坯体中层时（烧成速度过快所致），或者坯体就像被充过气时——气泡内满是小气囊，看上去就像一块玻化的海绵。采用气窑还原气氛烧成时，且当烧成温度介于坯俸内挥发物排出的范围时，与白色陶瓷坯料相比，红色陶泥或者其他有色泥料更易出现膨胀和起泡现象。用密封性能良好的火窑烧制器皿，坯体易出现起泡现象。采用气窑烧成时，强还原气氛也会导致坯体出现起泡问题——坯体中混杂的铁元素会在还原气氛中熔融，并堵塞器皿的外表面，陶瓷坯体在这种情况下极易膨胀起泡。

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