強(qiáng)度，是陶瓷材料中一項非常重要的指標(biāo)。它與陶瓷的破損率有直接關(guān)系，也會影響到耐磨、硬度等指標(biāo)。因此，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，陶瓷工作人員都在想方設(shè)法提高陶瓷的強(qiáng)度性能指標(biāo)。

在設(shè)計開發(fā)過程中，強(qiáng)度指標(biāo)受不同的工藝影響，如元素、配方、壓制、燒成等。一個產(chǎn)品的完美制造，每一個步驟都不可或缺。鑒于不同的資料來源對于強(qiáng)度影響因素的評論不同，再鑒于建陶燒成是快速燒成，其燒成的結(jié)構(gòu)與理論差異很大，因此，我們試著討論不同的影響。

1、對于產(chǎn)品的強(qiáng)度提升，最基層的描述，毫無疑問是微觀結(jié)構(gòu)的形態(tài)。

如果材料內(nèi)部是理想的大量纖維或針狀晶體摻雜編織，其玻璃基質(zhì)也是高強(qiáng)母相，然后沒有氣孔氣泡等缺陷。

在建陶快燒過程中，首先晶體含量值得商榷，晶體發(fā)育程度也是值得觀察的，材料內(nèi)部氣孔毫無疑問存在。因此，如果想要建陶產(chǎn)品的強(qiáng)度提高，筆者以為在燒成速度難以延長的情況下，其材料的特質(zhì)及結(jié)構(gòu)就是建陶產(chǎn)品開發(fā)需要關(guān)注的重點(diǎn)。

2、晶體發(fā)育及數(shù)量毫無疑問是強(qiáng)度性能提升的最佳考慮方向。

在考慮到晶體及數(shù)量的時候，鑒于燒成時間無法得到很好的延長大背景下（節(jié)能省耗），通過物料粉碎步驟，將物料盡量均勻化是增大晶體數(shù)量的有效措施。

物料均化越好，在燒成上，通過控制適當(dāng)?shù)臏囟确秶?，產(chǎn)品內(nèi)部析晶就會越多。均化差的體系，在產(chǎn)品內(nèi)局部就會出現(xiàn)高溫料過多或低溫料過多區(qū)域，這樣都會導(dǎo)致產(chǎn)品整體析晶數(shù)量較少。因此，均化步驟也就是原料堆場拌料及球磨造粒區(qū)域的工作，雖然看起來不好，確是非常重要的生產(chǎn)流程。

3、玻璃基質(zhì)強(qiáng)度的提高，會很有效提升產(chǎn)品性能。

陶瓷產(chǎn)品基本建立在鉀鋁硅體系的基礎(chǔ)上，這個體系其助熔性元素主要是側(cè)重于鉀元素。隨著窯爐技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)，也出現(xiàn)原材料選擇的不得已，這個體系對于鈉元素越來越關(guān)注。在此同時，也一直有鈣鎂元素的存在。

出于鈣鎂元素的解膠問題，以及鎂料本身多使用江西黑滑石（里面含有少量煤類有機(jī)物），以及鈣元素多為碳酸鈣類原料（燒失、氣孔及產(chǎn)品尺寸控制），行業(yè)對于鈣鎂的使用其實(shí)比較抗拒。再由于長石本身內(nèi)部含鋁硅數(shù)量多，因此配方中長石的改變對于溫度影響比較好控制，而鈣元素的加入確是對于溫度的下降非常明顯，在調(diào)溫控制時需要小心謹(jǐn)慎。

（窯爐控制室，圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

因此，在開發(fā)產(chǎn)品時，對鈣鎂類元素的使用比較謹(jǐn)慎保守，尤其是高度瓷化玻化產(chǎn)品，多以多元低共熔方式少量取用。但鈣鎂元素替換鉀鈉元素，對于玻璃基質(zhì)的強(qiáng)度提升，顯而易見，高鈣鎂也容易促進(jìn)析晶，可以更好提升基質(zhì)性能。筆者以為，在元素選用這塊，當(dāng)然需要從實(shí)際工藝生產(chǎn)情況出發(fā)。不過從自己的小實(shí)驗研究開發(fā)的時候，不妨適當(dāng)稍微放開，更好地理解一下鈣鎂的效果。

4、氣孔、微裂紋的存在，就是強(qiáng)度破壞的開始。

通過各種方式消滅氣孔，彌合微裂紋，可以很有效提升產(chǎn)品性能。氣孔往往來自于有機(jī)物燃燒，碳酸鹽分解以及材料在壓制時本身內(nèi)部就存在的微氣孔。有機(jī)物燃燒，碳酸鹽分解需要注意燒成工序，而壓制本身的微氣孔則是材料最緊密堆積和壓制排氣的問題。

最緊密堆積，是一個很難描述卻又真實(shí)影響的因素，而且影響因素很多，配料改變，篩余改變都會直接影響到粉料堆積。目前企業(yè)只能在生產(chǎn)過程中根據(jù)自身的生產(chǎn)狀況摸索最佳生產(chǎn)參數(shù)。微裂紋彌合一方面與玻璃基質(zhì)的性能有關(guān)，另外方面與燒成表面微觀區(qū)域冷裂有關(guān)，甚至與晶體晶型轉(zhuǎn)變體積改變有關(guān)等。

（出磚，圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

生在配方，死在燒成。這句話簡單直接概述了燒成對于產(chǎn)品的重要性。對于強(qiáng)度指標(biāo)而言，窯爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定有序改變，窯爐的保溫性能對于產(chǎn)品燒成內(nèi)部的作用很大。

建陶產(chǎn)品的性能提升，當(dāng)然還有如晶體摻雜、后期處理等。材料科學(xué)發(fā)展到今天，只要肯花錢，性能還有非常多可提升性的空間。譬如氣泡，把它放大，竟然就變成了一個新的方向發(fā)泡陶瓷。因此，在開發(fā)新產(chǎn)品的時候，盡可以發(fā)揮想象力。只是，在生產(chǎn)時，就不得不戴著鐐銬跳舞了。

王明華

畢業(yè)于陜西科技大學(xué)，現(xiàn)就職江西陶瓷工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料與機(jī)械工程學(xué)院陶瓷工程專業(yè)教師。希望碎片化的知識與觀點(diǎn)，能夠為建陶行業(yè)添磚加瓦。