陶瓷制品在烧成过程中因热应力而损坏的原因有哪些？如何避免？
图5快烧隧道窑的结构和气流示意图。
5.1绿色釉烧成过程中的物理化学变化
青釉的烧制是一个从量变到质变的复杂过程。在整个烧制过程中，釉料在窑中经历温度和气氛的变化，同时伴随着重量损失、收缩以及密度、颜色、强度和硬度等物理性质的变化，经历显著的质变和化学变化。根据青釉烧成过程中物理化学变化的特点，可将烧成组成分为五个阶段，如表6所示。
表6釉坯在烧成过程中的物理化学变化
阶段名称温度范围的主要功能
物理变化，化学变化
低温阶段在室温~300℃除去机械水和吸附水，减轻了重量，增加了孔隙率。
在氧化分解阶段，重量在300~1000℃时减少(1)
(B)孔隙率增加
(3)硬度和机械强度的增加(1)氧化反应:
1.碳和有机物氧化；2.硫化铁的氧化
(2)分解反应:
1.结晶水的分解和消除；2.碳酸盐分解；3.硫酸盐分解；4.氢氧化铁的分解
(3)晶体转变:
1.应时的晶体转变；
2.氧化铝的晶体转变
在玻璃化和成瓷过程中，强度在1000℃时增加(1)
(2)孔隙率下降直至最小值。
(3)体积缩小，相对密度增加。
(4)颜色变白(1)继续氧化和分解(主要是碳和硫酸盐)
(2)固相熔化形成液相
(三)新晶体——莫来石的形成
(4)将高价铁还原成低价铁，并在还原气氛下烧结的制品中形成低铁硅酸盐。
保持烧成温度在高温保温阶段(1)玻璃相进一步增多，莫来石晶体进一步发育长大。
(2)晶体扩散，固相和液相分布更加均匀
冷却阶段的烧结温度~室温(I)液相凝固
(2)亮度和光泽度增加。
(3)随着硬度和机械强度增加的应时晶体转变:
1.当冷却到573℃时，α-应时→β-应时。
2.当冷却到270℃时，α平方应时→β平方应时。
5.2点火系统
5.2.1快烧隧道窑横截面温度分布及其平衡
通常预热带至烧结带的过渡温度为900 ~ 950℃，然后窑内传热方式为对流传热和辐射传热两种。当高温带窑温差超过65438±05℃时，可能会造成橘色釉、针孔、釉泡和变形，因此更有必要在烧成带采取必要的温度平衡。为了减小烧成带的温差，首先要确定合适的烧成窑断面结构。为使窑壁热辐射与顶焰互补，上烧嘴的最佳位置应选在窑顶与烧成品上缘之间，并通过改进烧嘴结构避免窑内局部温度升高。
5.2.2快烧隧道窑急冷段的温度分布及其平衡
从烧成温度到800℃，由于坯体中的液相仍处于热塑性状态，可以实施快速冷却。这样既可以防止坯体中液相结晶和晶体生长影响制品的力学性能，又可以防止制品因釉面结晶而失去光泽，同时满足快速烧成的需要，缩短烧成周期[6]。但如果急冷速度过快，窑内局部温度过低，温差过大，可能导致窑内不同部位的产品或不同部位的产品结晶程度不同。如果淬火速度过快，可能会超过窑具所能承受的冷却应力极限，影响窑具的使用寿命。为了防止淬火区的温差过大，可采取以下措施:
l)由于急冷区的传热主要是对流传热，它有一个类似于预热区的窑段，在隧道窑的急冷区设置“屏障”有助于抑制高温烧结区的热辐射。
2)通过设置在产品上方和下方的多个喷孔，横向于淬火区吹冷风或低温热风，可以达到预期的淬火效果。但为了避免窑内局部过冷，应注意喷嘴的合理选择及其结构和形状的设计。
3)在窑体的急冷区设置分散可变的热风抽取系统，可以减少热风向烧成区的流动，有利于窑段的温度分布。
5.2.3快烧隧道窑缓冷带和终冷带的温度分布及其平衡
当制品冷却到800℃以下时，坯体中的液相已基本凝结成脆性固态，失去热塑性，制品只能靠弹性抵抗热应力；尤其是卫生陶瓷制品，当冷却到573℃时，会发生应时晶型转变，导致坯体发生急剧变化(体积收缩)，产生一定的破坏应力。因此，在常规烧成阶段应采用缓冷工艺。而在卫生陶瓷快速烧成的冷却阶段，如果坯体内部的温度分布更加均衡，产品就会安全快速地度过这个关键阶段。为了缩短冷却时间并确保窑冷却带部分的温度分布均衡，可采取以下措施:
l)在冷却带的初始阶段，为了减少自然提升对热气流分布和截面温度均匀性的影响，窑顶可设计成低平的小间隙悬顶结构。
2)快速冷却后缓慢均匀冷却(如图5所示)有利于应时晶型转变的顺利完成。
3)在冷却带中后期，增加了上下冷风鼓风机和热风抽气装置(如图5所示)，不仅有利于断面温度均匀，而且有利于快速烧结。
5.2.4快烧隧道窑对装窑方式、窑车台面结构和窑具的要求。
关于料堆的堆放，原则上应尽量减小料堆与窑顶、窑壁和窑车台面之间形成的料堆中的外轨道与内通道之比[7]。首先要省略平顶以减少顶部的外通道，然后通过合理堆放产品来减少顶部的空隙，从而优化装窑密度。也可采用“上密下疏”的包装方式，热容量大的产品可放在上部，减少上下温差。窑车平台结构应采用轻质或中空、耐热、隔热材料，窑具应采用抗热震性好、负荷软化温度高的轻质薄壁耐火材料，窑具与产品的质量比应控制在2.0以内。