Pr3+和Dy3的磁矩(P值)也很大的缘故。 在其他稀土玻璃中,含Eu*玻璃是个特殊情况。Eu呈三价,没有 不对称电子,理论上磁矩P=0,但在强还原气氛下熔制时,玻璃中的 Eu变成2价,具有一定的磁短,与此同时,在近紫外区产生吸收,有 可能得到比其他离子大的费尔德常数。 1.1.5.5超声延迟线皲璃 延迟线是利用超声波在介质中的传播速度比电磁波小(约为十万分 之一)的原理制造,由压电换能器与延迟媒介质构成。进入输入端换能 器的电信号,通过换能器变成弹性波(即超声波),该弹性波在延迟媒介 质传播一定距离后,再一次通过输出端的换能器,变成电信号,使该电 信号得到延迟。超声延迟线玻璃就是指用作这种延迟媒介质的玻璃。 因元件结构小,超声波在超声延迟线中的传播速度是个重要特性。 欲使超声波速度小,玻璃组成中必须选择密度大的成分,控制玻璃中 R,O的含量可有效地减少声能的传输损耗:在较易熔融和成型的玻璃 中,必须含有适量S02,合理调整成分,可得到零温度系数的延迟线玻 璃:在配方中加入少量的B,O,(不超过5M%),可使延迟变化最小位 移到所需的温度上而不增加很多的衰减。此外,为增加化学稳定性,适 当引入2vt%ZO,或TiO2:为了改普析晶性能,可加入3wt%的A0 及2vM%的Sb,03和2vM%的As2030 1.1.5.6声光皲璃 声光效应又称为弹光效应,指在介质中有声波(或称为弹性波)场 时,所通过的光波受到声波场的衍射而使其强度、相位及传播方向部被 声波场所带的信号调制的现象。声光器件按应用不同而分为低频 (0-80MHz)和高频(>80MHz)两大类。声光玻璃由于各向同性特点, 通常能制成低频各向同性衍射的各种优秀声光器件。 使用较多的声光玻璃有碲玻璃、重火石玻璃和石英玻璃等。其中碲 玻璃是一种亚碲酸盐的氧化物玻璃,主要组成是T©O2,其次是含有一些 重金属氧化物(如WO3、PbO,以及适量的助熔剂(如Li2O)。 6
1.2陶瓷组成 不同性能的陶瓷,其坯(釉)料组成各不相同。了解陶瓷坯(釉) 料组成,可有助于原料选择、配料方案确定和坯(釉)料配方设计。 1.2.1陶瓷还、釉料组成表示方法 陶瓷坯(釉)组成有多种表示方法,它们之间可相互换算。 1.2.1.1化学组成表示 对坯(釉)料进行化学分析,将主要分析结果如SiO2、AlO,、FCO、 CaO、MgO、K,O、Na,O、灼烧减量等的含量以质量百分数表示的方法, 又称为氧化物质量百分数表示法。 优点:较准确地反映了坏(釉)料的化学组成,并能根据其含量的 多少,推断出诸如坯料烧成温度、收缩、产品色洋等或者釉料熔融温度、 热膨胀系数等性能的大致情况。 1.2.1.2实验式表示 根据坏(釉)料的化学组成,将各氧化物的质量百分数除以其摩尔 质量,得到各氧化物的摩尔数,冠于各氧化物分子式前,再按碱性氧化 物(RzO+RO)中性氧化物(RO)酸性氧化物(RO2)的顺序排列 起来,并把其中一种的系数调整为1,即得实验式(即坯、釉式)。普 通陶瓷坏、釉料组成常用这种方法表示。 在我国,为了易于区别坯、釉组成,坯式通常以中性氧化物RO, 的摩尔数为基准,将其调整为1,可用下式表示: R1R303R02 (1-1) 另外,为了方便比较坯、釉的结合性能,也可以坏式中碱性氧化物 RO及RO的摩尔数和为基准,令其为1,则还式可写成: 1RmR203RO2 (1-2) 通常:硬瓷的坯式为:1(RO+R0)·(3-5)A1,0(15-21)Si02 硬瓷的釉式为:1(R20+R0)·(0.5-1.2)A1203(6.0-12.0)Si02 软瓷的坯式为:1(R0+R0)·(1.8-3.0)A10g(10-23)Si02 软瓷的釉式为:1(R0+R0)·(0.10.4)A1203 ·(2.0-4.0)Si0z(0.0-0.5)B203 17
借助坯(釉)式,可用下式(式中各物质化学式均表示其摩尔数) 计算酸度系数(CA),以大致判断材料的物理性能,其中B2O3并入酸 性氧化物RO2项计算。 RO C.A-R.O+ROR.O, (1-3) 硬瓷釉的酸度系数为1.82.5,软瓷釉为1.4~1.6,可见对于釉料, 随着酸度系数的增加,软瓷釉逐浙向硬瓷釉转变: 对于坯料,硬瓷的酸度系数为1.11.3,软瓷为1.68-1.75,精陶为 1.41.5,彩陶为1.4-1.45,其他陶瓷坯料的酸度系数变化范围较宽,但 都不超过2。随着酸度系数增大,坯体的脆性增加,强度降低,烧成时 变形加大,烧成温度降低:同时制品的透光度提高,但热稳定性下降。 1.2.1.3矿物组成(或示性组成)表示 将各天然原料中的同类矿物含量合并,换算成黏土、长石、石英三 种纯矿物的质量百分比含量来表示坯料配方组成,称为矿物组成(又称 示性组成)表示法,故可大致地反映反映坯料或陶瓷原料性能。 1.2.1.4化学式组成表示法 电子陶瓷常用化学式表示其组成。为了使这种压电陶瓷材料的性质 满足使用的要求,常需加入一些改性物质,它们的数量用质量百分数( %)或摩尔百分数(mol%)表示。 1.2.1.5配料比表示法 用配方中所用原料的质量百分数来表示组成的方法,又称生料量配 合法,能具体反映原料的名称和数量,便于直接进行生产和配方试验。 如刚玉瓷配方:工业氧化铝95.0%,苏州高岭土2.0%,海城滑石3.0 %。 此法简单,直观,易于称量配料,便于记忆,工厂中的配料最常用。 1.2.2普通陶瓷还料组成 陶瓷制品主要分为瓷器、炻器和陶器三大类。 且当今陶瓷制品的生产,广泛采用的是多组分坯料,坯料的多组分 性可为制品性能的稳定化创造条件,但也会使坯料的制备工艺变得复杂。 1.2.2.1瓷器坯料组成 A日用瓷坯料组成 18
日用瓷按熔剂原料种类可分为长石质瓷、绢云母质瓷、骨灰瓷和日 用滑石质瓷四种类型(软质瓷) a长石质瓷坯料组成 长石质瓷是普遍采用的一种瓷质,指以长石作助熔剂的“长石-石英 -高岭土”三组成配料系统瓷,其烧成范围较宽,为1150-1450℃,组成 范围在K20-A2O1-SiO2三元系统相图上处于莫来石相区,并在三角形 Si02-Kz0Al2036Si02-3A12032SiO2内。 长石质瓷体(相)由石英方石英-莫来石-玻璃相构成,其相组成范 围为玻璃相50%-60%,莫来石晶相10%-20%,残余石英8%-12%, 半安定方石英6%~10%。详见教村上的图和表 氧化物在瓷中的作用: (1)S02。是瓷的主要成分,含量很高,直接影响瓷的强度及其 他性能。如果超过75%接近80%,热稳定性变坏,易 自行炸裂。 (2)A,O,。可以提高化学稳定性、热稳定性、物理化学性能、机 械强度和白度。但含量过多会提高烧成温度,过少(低 于15%)则瓷坏趋于易熔,容易变形。 (3)K,0与Nz0。起助熔剂作用,提高透明度。KO可使瓷的 音韵洪亮,而Na2O过多,则瓷的声音沉哑。 一般Kz0与Na20总量控制在5%以下为宜, 否则会急剧地降低烧成温度与热稳定性。 (4)碱土金属氧化物(CaO、Mg0等)。在中国瓷中含量较少 只与碱金属氧化物共同起着助熔作用,但引入一定 量的CaO、MgO等,可以提高热稳定性、机械强 度、白度与透光度,并减弱铁、钛的不良着色作用。 (5)着色氧化物(Fe,0、T0)。含量较微,但危害较大,主要 影响瓷的色泽和外观。要求瓷组成中F©O,含量 应在1%以下,TiO2含量在0.2%以下为宜。 b绢云母质瓷组成 传统日用瓷之一,它是以组云母为熔剂的细云母-石英高岭土“系
统瓷。江西景德镇地区广为生产,盛名于世、历史悠久的中国瓷的代表。 坯料配方:以一种瓷石和一种高岭土,或几种瓷石和几种高岭土组 成。景德镇地区绢云母瓷坯的配料组成范围为:瓷石70%-30%,高岭 土30%~70%。烧成温度视其坯料中瓷石与高岭土用量比例不同可在 1250-1450℃范围内波动。 瓷质:由“石英-方石英-莫来石-玻璃相构成,除具有长石质瓷的 般特性外,还有透明度较高,还原气氛下烧成时呈“白里泛青”的特色。 坯料的示性矿物组成为: 绢云母:30%-50%,石英:15%-25%,高岭石:20%-50%,其 他矿物:5%~10%,与长石质瓷比较,绢云母瓷的化学组成中S0,含 量稍低(60%-70%)、A1203含量稍高(22%-30%)、碱性氧化物 (R20+R0)相近(4%7%)。 中国传统的古瓷先是以单一的水云母、绢云母质黏土为原料进行生 产,随着工艺技术的发展及新原料的采用,逐渐增加高岭土用量,长石 含量来提高瓷质的质地和性能,兼有长石质瓷的一些特点 c骨灰瓷组成 骨灰瓷是指以磷酸钙C(PO2为熔剂的“磷酸盐-高岭土-石英-长 石”系统瓷,其中磷酸盐可由骨胶生产的副产品—骨磷或由骨灰引入。 烧成后坯体主要由钙长石、阝-Ca(PO2和玻璃相所构成,其成瓷的物 理化学原理可以Ca;(P0)2-SiO2-Ca0Al,O32SiO2三元相图为依据,见图 11所示。 骨灰瓷可用于制造高级美术瓷器及精细 的餐茶具。瓷的白度高、透明度好、瓷质软、 光洋柔和,但瓷质较脆,热稳定性差,且烧 成范围窄而不易控制,一般采用两次烧成: 素烧温度1220-1280℃,釉烧温度1250℃左 1550 右。 00·N0·2签t, 英国以生产骨灰瓷著称,其瓷质特点为 图1-2骨灰瓷用三元系统相图 白里略带黄色,釉面光滑,针孔少。日本骨灰瓷的瓷质亦特别好。 根据分析,骨灰瓷组成似有如下规律,即: 20