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釉的分相分析

日期:2012-5-8 (来源:互联网)

分相是某些高温釉在烧成过程中所发生的一种特殊的物理一化学现象。分相釉具有特定的化学组成范围,其主要特点是它们的硅铝比要比不分桕的透明釉要高。图4.4的结果表明,在釉层中散布着较多的针状或者柱状的微米或者亚微米级钙长石晶体,尤其在胎釉交界处存在着钙长石的密集析出层。在汝官窑青瓷釉中,与析晶伴生的分相呈现两种结构:一种是呈形貌相似、尺度各异的三维连通状结构,另一种是呈孤立滴状结构,这种结构是因为釉中的富S102相被HF酸选择性腐蚀,显现黑色的沟道或孔洞。这种分相结构的产生与汝官窑瓷釉相对较低的Si02含量和相对较高的Ca0含量有关。一般来说,晶体越密集的区域晶体构架成的间隙面积越小,玻璃相分相的尺度相对越大。因为在钙长石析晶密集的区域,Al3+消耗大,Si02/Al203摩尔比值较高,晶间玻璃基质的分相倾向相应也较大,该组成所对应的最高不混溶温度相应也较高,因此,在烧成过程中特别是降温过程中,该局部的玻璃熔体在分相温度区域的黏度相应也较高;在烧成过程中,迁移离子的扩散速度也较大,在分相温度区域的停留时间也相对较长,有利于分相结构的发展长大。

汝官窑青瓷釉晶体分布较稀疏2STA2121而且相互不发生架接的区域形貌。从图中可看到分相区过渡到不分相区的清楚边界。在晶体较少的情况下,晶体周围较小区域的玻璃相就可以满足析晶所需要的Al3+供应。因此在离晶体稍远的区域,AI3+浓度迅速上升,分相当即被抑制。能谱分析发现很好地印证了这个推断,在分相玻璃区的S102/Al203摩尔比值为9.73~10.92;而在均匀玻璃区该比值为7.5左右。

由晶体边缘向晶隙中心连续过渡的多层次分相结构,在分相形貌上为连通至半连通至滴状连续变化的分相结构。分相尺度向中心逐渐变小,此类结构出现在晶体架构相对较大的间隙区内。离子扩散使区域的组成分布具有一定的梯度规律,因此,反映到分相形貌上也有着比较丰富的变化和较强的规律性。能谱分析结果表明:随着与晶体距离的增大,玻璃相中Al3+浓度上升,分相倾向下降,导致分相尺度减小;而Ca2+的相对含量呈现递减的趋势,当晶隙中心区域的Caz+浓度降低至某临界值时,富Ca0、Mg0、Fe203相所占体积分数减小到不足以与富S102相三维穿通,于是发生微相功能转变,转而以孤立液滴形式存在,富S102的基底被HF腐蚀掉了,所以液滴看上去像是堆积在一个“坑”里。

如果不混溶两相中的一相的体积分数小于25%,此相则可能发展成孤立的液滴状,另一相则成为连续的基体相;当两相的体积分数接近时,形貌可能发生很大的变化,可能形成两相互相串通的连通结构。一般来说,当化学组成熔点落在K20-Ca0-Al203-Si02系统中的Si02摩尔百分数(73.5±3.5)附近,在1200℃以上的分相区的高钙区时,则容易出现的孤立富Si02相;如果组成点位于分相区界线内的中钙区域,则会形成两相穿插的连通结构。由于动力学因素的变化,分相结构的形成过程相当复杂,分相进行到什么程度,视化掌组成及分布、烧成制度、熔体的高温黏度特性的变化情况而定,瓷釉的显微结构实际是化学组成和烧成状态的综合反应。