石英在燒成過程中的晶型轉(zhuǎn)變

石英在燒成過程中的晶型轉(zhuǎn)變

石英作為陶瓷的主要原料之一，具有非可塑性。石英在高溫下轉(zhuǎn)變成莫來石晶體使得瓷器具有較高的機械強度和化學穩(wěn)定性。石英能增加坯體的半透明性，是配制陶瓷坯料和透明釉的良好原料。瓷坯中的石英在燒成過程中發(fā)生如下晶型轉(zhuǎn)化。

（1）石英晶型的低溫快速轉(zhuǎn)化

該階段轉(zhuǎn)化溫度低，晶體表里同時轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化速度快，轉(zhuǎn)化方向可逆性，轉(zhuǎn)化前后坯體的體積變化不大，對坯體加熱過程引起開裂的影響較大：

A：β-石英可逆轉(zhuǎn)化為α-石英，轉(zhuǎn)化溫度為573℃，體積膨脹0.82%；

B：γ-鱗石英可逆轉(zhuǎn)化為β-鱗石英，轉(zhuǎn)化溫度為117℃，體積膨脹0.20%；

C：β-鱗石英可逆轉(zhuǎn)化為α-鱗石英，轉(zhuǎn)化溫度為163℃，體積膨脹0. 20%；

D：β-方石英可逆轉(zhuǎn)化為α-方石英，轉(zhuǎn)化溫度為180-270℃，體積膨脹2.80%；

（2）石英晶型高溫緩慢轉(zhuǎn)化

該階段轉(zhuǎn)化溫度較高，由表面向內(nèi)部轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化進程緩慢。轉(zhuǎn)化時伴有較大的體積變化，由于轉(zhuǎn)化緩慢以及相液的緩沖作用，因此對坯體加熱過程引起的開裂影響不大。

A：α-石英可逆轉(zhuǎn)化為α-鱗石英，轉(zhuǎn)化溫度為870℃，體積膨脹16%；

B：α-鱗石英可逆轉(zhuǎn)化為α-方石英，轉(zhuǎn)化溫度為1470℃，體積膨脹4.7%；

C：α-石英可逆轉(zhuǎn)化為熔融態(tài)石英，轉(zhuǎn)化溫度為1713℃，體積膨脹0.1%；

晶型轉(zhuǎn)變時的體積膨脹能形成張應力，并且體積膨脹越多，產(chǎn)生的張應力就越大。這種應力往往是陶瓷制品在燒成過程中產(chǎn)生開裂的原因之一。因而，在擬定陶瓷產(chǎn)品燒成周期時，往往在石英晶型轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)采用慢速升溫，尤其在體積膨脹比較大的晶型轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)更要注意，以免產(chǎn)品發(fā)生過大的體積變化以致開裂。

制品燒成后冷卻過程中，由于坯體殘留的石英顆粒的晶型轉(zhuǎn)變，在低溫階段要慢冷，否則也易導致制品炸裂，對于厚的制品及高SiO2含量的制品更應注意。