浏览数量: 28 作者: 本站编辑 发布时间: 2025-08-21 来源: 本站
铁(Fe):是最常见的着色杂质。原料中若含氧化铁(Fe₂O₃),烧结时会与氧化铝反应生成铁铝尖晶石(FeAl₂O₄),使陶瓷呈黄色、褐色或棕红色;若铁含量过高或分布不均,会出现局部深色斑点。
钛(Ti):微量二氧化钛(TiO₂)可能与氧化铝形成固溶体,或在高温下生成钛酸铝(Al₂TiO₅),导致陶瓷整体偏灰黑色,且随钛含量增加颜色加深。
其他杂质:锰(Mn)可能导致棕色,铬(Cr)可能形成绿色或黑色斑点,碳(C)则会使局部呈灰黑色(如原料中混入未燃尽的有机杂质)。
添加剂纯度不足:若烧结助剂含上述过渡金属杂质,会随烧结过程扩散到陶瓷中,成为着色源。例如,劣质氧化镁若含铁杂质,可能加剧发黄。
有机添加剂残留:粘结剂、润滑剂等有机物若未在烧结前(低温排胶阶段)完全分解燃烧,残留的碳会在高温下与氧化铝或杂质反应,形成黑色斑点或条纹。尤其当坯体厚度不均时,厚壁处有机物挥发慢,更易残留碳污染。
添加剂比例失衡:过量添加某些助剂(如氧化锆)可能导致局部成分偏离,形成异色相(如氧化锆富集区可能呈灰白色)。
烧结温度过高或过低:
温度过低:坯体未完全致密,残留大量孔隙,光线在孔隙处散射,导致整体颜色偏暗、发灰,且孔隙分布不均时会出现局部 “阴影”。
温度过高:氧化铝晶粒异常长大,或部分成分(如低熔点杂质)挥发,形成局部成分差异。例如,高温下铁杂质可能在晶界富集,形成深色条纹。
烧结气氛异常:
氧化铝陶瓷通常需在氧化气氛(空气)中烧结,若炉内混入还原性气体(如燃料燃烧不充分产生的 CO、碳粉挥发的 C),会导致杂质离子价态变化 —— 如 Fe³⁺(可能呈黄色)被还原为 Fe²⁺(可能呈蓝绿色),引发颜色突变;若气氛中含硫(如炉内残留硫化物),可能与金属杂质形成硫化物(如硫化铁呈黑色)。
炉内污染:
烧结炉内衬、垫板若使用旧材料(如之前烧结过含着色剂的陶瓷),表面残留的杂质(如钴、镍等)可能在高温下挥发,附着在新坯体表面,形成异色斑点;若垫板材质与坯体反应(如使用含硅的垫板,高温下可能生成低熔点硅铝酸盐),也会导致接触部位变色。
坯体污染:成型后的坯体若接触油污(如手摸留下的油脂、模具润滑剂残留)、灰尘(含金属颗粒、碳粉),或在干燥过程中落入杂质,烧结时这些污染物会碳化或与陶瓷反应,形成黑色或褐色污点。例如,手指接触坯体后,汗液中的盐分(含钠、钾)高温下可能扩散,导致局部发白或发灰。
坯体密度不均:成型时压力分布不均(如干压成型的模具磨损),会导致坯体局部致密度差异,烧结后这些区域因光反射率不同,呈现 “深浅不一” 的色差。
原料 / 添加剂中的着色杂质(铁、钛等);
烧结过程中气氛、温度失控或炉内污染;
坯体预处理时的外来污染或密度不均。