简而言之，陶瓷制品的孔隙率由三个主要因素决定：粘土主体的成分、烧成的最高温度以及在该温度下保持的时间。这些要素共同控制着玻化的程度——即粘土颗粒熔化、熔合并形成玻璃的过程，从而封闭陶瓷主体内的孔隙。
控制陶瓷孔隙率的核心挑战不仅仅是选择正确的材料，而是精确管理烧成过程。您本质上是在控制有多少粘土主体转化为玻璃，目标是在孔隙率与其他关键特性（如强度和热冲击阻力）之间取得平衡。
烧成的关键作用
烧成周期是您可以控制以影响最终孔隙率的最重要因素。这不仅仅关乎窑炉的最高温度，还关乎热量随时间的应用方式。
烧成温度：主控旋钮
烧成过程中达到的最高温度对孔隙率有最直接的影响。随着温度升高，粘土主体中称为助熔剂的特定矿物质开始熔化并形成液态玻璃。
这种玻璃流入更耐火（耐热）颗粒之间的空隙，将它们拉得更近，从而封闭孔隙。更高的温度会产生更多的液态玻璃，导致主体更致密、孔隙率更低。
- 陶器 (Earthenware)：在低温下烧成（约 1000-1150°C），玻化程度最低，孔隙率仍然很高（吸水率 10-15%）。
- 炻器 (Stoneware)：在较高温度下烧成（约 1200-1300°C），部分或完全玻化，使其非常坚固且孔隙率极低（吸水率 0.5-2%）。
- 瓷器 (Porcelain)：在最高温度下烧成（约 1280-1400°C），完全玻化并具有半透明性，孔隙率接近于零（吸收率 <0.5%）。
热量功 (Heatwork)：温度与时间的关系
热量功是温度和时间的综合效应。在最高温度下保持较长时间（“浸泡”或“保温”）的陶瓷制品，其玻化程度将高于达到相同温度后立即冷却的制品。
这个浸泡期为熔融的玻璃提供了更多流动、成熟和封闭剩余孔隙的时间，从而有效地降低了孔隙率。
粘土主体的影响
粘土本身的配方预先决定了其玻化的潜力。不同的成分在促进或抑制孔隙封闭方面起着特定的作用。
颗粒大小
具有宽泛颗粒尺寸范围的粘土主体在未烧制（生坯）状态下会更紧密地堆积在一起。较小的颗粒会填充较大颗粒之间的空隙，留给烧成过程中需要填充的空隙更少，从而导致最终孔隙率较低。
助熔剂：玻璃形成剂
助熔剂是熔点低于粘土的矿物质，如长石 (feldspar)、霞石正长石或滑石。它们是窑炉中首先熔化的成分，形成将所有其他物质粘合在一起的玻璃相。
增加粘土主体中的助熔剂含量将使其能够在较低的温度下变得致密且无孔。
开孔剂和夹杂物
像熟料 (grog)（预先烧制并研磨的粘土）、沙子或蓝晶石等材料被添加到粘土主体中，以增加其孔隙率并减少收缩。这些粗糙的、不收缩的颗粒会形成更开放的结构，并抵抗玻化过程。
这种受控的孔隙率可能非常理想，因为它能改善粘土的干燥性能及其承受热冲击的能力。
理解权衡
操纵孔隙率总是一种平衡行为。将孔隙率降至零并非总是理想的结果，因为它可能会对其他期望的特性产生负面影响。
孔隙率与强度
通常，随着孔隙率的降低，陶瓷制品的机械强度和耐用性会增加。像瓷器这样完全玻化主体的玻璃状结合使其极其坚固且不易碎裂。相比之下，多孔的陶器则要弱得多。
孔隙率与热冲击阻力
完全致密、玻化的主体在受到快速温度变化时可能很脆，容易开裂。稍微多孔一些的主体（通常含有熟料）中的微小空隙可以充当裂纹阻滞剂，阻止微裂纹在制品中扩展。这就是为什么炊具和乐烧坯体被特意设计成具有一定的孔隙率。
过度烧成的危险
为了追求零孔隙率而将粘土主体推过其理想成熟点可能导致起泡 (bloating)。熔融主体内被困住的气体膨胀，形成大的气泡和空隙。这讽刺性地增加了总体孔隙率并严重削弱了结构，通常会毁坏制品。
根据您的目标做出正确的选择
最终，理想的孔隙率取决于陶瓷制品的预期用途。
- 如果您的主要重点是食品安全和耐用性（餐具、马克杯）：目标是通过使用炻器或瓷土主体并将其烧至适当的成熟温度来实现完全玻化。
- 如果您的主要重点是热冲击阻力（炊具、披萨石）：使用含有熟料或其他调节剂的专用粘土主体，以保持受控的孔隙率水平。
- 如果您的主要重点是装饰或园艺（雕塑、花盆）：低火陶器主体非常合适，因为其高孔隙率不是功能上的缺点，甚至可能对植物根系有益。
- 如果您需要在多孔主体上获得防水表面：依靠精心贴合的釉料，在陶器上形成一层不透水的玻璃层，但请注意，釉料上的任何裂纹或碎屑都会暴露下面的吸水粘土。
通过理解这些相互关联的因素，您可以从仅仅遵循食谱转变为做出有意识的选择，从而生产出坚固、美观且实用的陶瓷制品。
摘要表：
| 因素 | 对孔隙率的影响 | 关键细节 |
|---|---|---|
| 烧成温度 | 温度越高 = 孔隙率越低 | 控制玻化程度；例如：陶器（多孔）与瓷器（致密）。 |
| 烧成时间（浸泡） | 浸泡时间越长 = 孔隙率越低 | 为玻璃流动和封闭孔隙提供更多时间（热量功）。 |
| 粘土主体成分 | 决定潜在孔隙率 | 颗粒大小、助熔剂（如长石）和开孔剂（如熟料）至关重要。 |
| 权衡 | 孔隙率 vs. 强度和热冲击 | 零孔隙率并非总是理想的；平衡是实现功能性的关键。 |
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