石英在烧成过程中的晶型转变

石英在烧成过程中的晶型转变

石英作为陶瓷的主要原料之一，具有非可塑性。石英在高温下转变成莫来石晶体使得瓷器具有较高的机械强度和化学稳定性。石英能增加坯体的半透明性，是配制陶瓷坯料和透明釉的良好原料。瓷坯中的石英在烧成过程中发生如下晶型转化。

（1）石英晶型的低温快速转化

该阶段转化温度低，晶体表里同时转化，转化速度快，转化方向可逆性，转化前后坯体的体积变化不大，对坯体加热过程引起开裂的影响较大：

A：β-石英可逆转化为α-石英，转化温度为573℃，体积膨胀0.82%；

B：γ-鳞石英可逆转化为β-鳞石英，转化温度为117℃，体积膨胀0.20%；

C：β-鳞石英可逆转化为α-鳞石英，转化温度为163℃，体积膨胀0. 20%；

D：β-方石英可逆转化为α-方石英，转化温度为180-270℃，体积膨胀2.80%；

（2）石英晶型高温缓慢转化

该阶段转化温度较高，由表面向内部转化，转化进程缓慢。转化时伴有较大的体积变化，由于转化缓慢以及相液的缓冲作用，因此对坯体加热过程引起的开裂影响不大。

A：α-石英可逆转化为α-鳞石英，转化温度为870℃，体积膨胀16%；

B：α-鳞石英可逆转化为α-方石英，转化温度为1470℃，体积膨胀4.7%；

C：α-石英可逆转化为熔融态石英，转化温度为1713℃，体积膨胀0.1%；

晶型转变时的体积膨胀能形成张应力，并且体积膨胀越多，产生的张应力就越大。这种应力往往是陶瓷制品在烧成过程中产生开裂的原因之一。因而，在拟定陶瓷产品烧成周期时，往往在石英晶型转变的温度范围内采用慢速升温，尤其在体积膨胀比较大的晶型转变温度范围内更要注意，以免产品发生过大的体积变化以致开裂。

制品烧成后冷却过程中，由于坯体残留的石英颗粒的晶型转变，在低温阶段要慢冷，否则也易导致制品炸裂，对于厚的制品及高SiO2含量的制品更应注意。