1 添加剂的分类 在瓷料中引入各种添加剂是改进瓷器结构和性能的有效方法之一。 根据添加剂对瓷器的结构形成过程的作用机理，添加剂可分为四种类型。第一种包括调节瓷悬浮液凝结触变结构并使其转向凝聚结构的添加剂（电解质、表面活性物质等）。第二种是强化烧结过程，即加速由凝聚结构向结晶和结晶假凝结结构转化的添加剂。第三种是强化新生成物结晶过程的添加剂。第四种是基本不溶于玻璃相熔体的添加剂（锆英石、刚玉等），可作为晶相补充构成源改善瓷器性能，其中包括其光散射效应。后一种添加剂一般比莫来石、石英、玻璃相具有更高的折射指标，从而可提高煅烧材料的光散射能力。 所有添加剂依据组成又可分为独立添加剂和复合添加剂。同时，复合添加剂又可视为独立添加剂的组合。同一种添加剂根据其在结构形成各个阶段对初始成分作用机理的影响，又可能属于不同种类。但是，研究其对结构形成各阶段的影响，有助于确定它的某一最佳作用机理，以此选定最有效的复合材料。 在瓷料制备和热处理条件下，在多分散物系（瓷料）发生的化学反应、理化过程和结构变化，会完全地反映在坯料相组成和材料性能中，因此，最好在分析组成-结构-性能系统关系的基础上预测出结构的大致存在区，指出产生过程和矿化剂的添加剂的作用机理。
2 添加剂于瓷结构形成各阶段的作用 在第一阶段，瓷料的凝结触变结构形成，并向凝聚结构转化。塑性陶瓷坯料的凝结结构起基体作用，在此基础上形成以后的结构类型。凝结触变结构的存在温度范围不大--由室温100-130℃（第一次内热效应范围）。在去除黏土矿物的水合膜时，凝结触点转变为点接触。某些添加剂，其中包括瓷渣、氧化铝、煅烧高岭土等，基本不与瓷悬浮液发生作用，因此也不影响凝结触变结构；相反，可溶添加剂却极为活跃。同样，它们可分为矿物添加剂（电解质）和有机表面活性物质--絮凝剂和反絮凝剂。 过去曾有人确定，在引入易溶盐的情况下，可以用最少量的添加剂最大限度地降低瓷器的烧结点。在分析不溶矿物添加剂时，必须查明其矿物形式（磨碎度、与其它成分的机械活化能力等）、初始粒度及于瓷料中分布的均匀度。 矿物添加剂--电解质在溶于分散介质时可能会对瓷悬浮液产生胶溶作用（如硼酸盐白垩）和凝结作用（水镁石、镁石）。电解质的凝结效果取决于离子价及其浓度：价越高，添加剂含量越少。对于胶溶过程，情况相反，因此即使含钙镁添加剂较少溶于分散介质，也会促进瓷悬浮液的凝结，引入含钠盐杂质的硼酸盐白垩，会促进胶凝。 有机添加剂对凝结触变结构的作用，可用以下例子来说明。 向高岭土悬浮液组成中引入聚丙烯酰胺时，高岭石聚集体的平均尺寸增大，阳离子的交换容量降低。 在瓷料组成中引入液体细菌培养基时，由于细菌的活性，向分散介质中析出外聚糖--促进黏土粒子反絮作用的表面活性物质。由于该过程，陶瓷悬浮单位体积粒子数增加，接触量也相应增多，但其强度比不含添加剂悬浮液中的低。与阻隔分散成分表面吸附中心矿物电解质不同，有机表面活性物质的分子吸附在高岭石粒子的缺口和边棱上，中和其正电荷。系统中存有这种电荷，会形成平面 - 边棱型空间凝结结构。同时，聚集体内部分氢键会受陨，其尺寸减小。中和正电荷的目的之一，就是增加粒子的负电荷总量，提高其稳定性，延缓触变恢复。 鉴于此，形成凝结触变结构的一个重要条件就是添加剂于瓷悬浮液分布的均匀度。引入可溶添加剂有助于改变分散相粒子凝结触点量和类型。 在干燥瓷料时，黏土粒子的水合膜消除：凝结触点转变为凝聚触点，直至出现凝聚结晶触点；物质通过蒸汽相迁移，并以非结晶和弱结晶氧化物和氢氧化物膜（将某些粒子强固结合成聚集体）的形式使其沉淀于分散相，主要是黏土成分的粒子上。 在第二阶段，瓷悬浮液硬质分散相的结晶结构于400~800℃范围形成。由于添加剂在该温度范围的参与，致使在成分的相结构变化及初始烧结阶段动力学方面都存在着差异。 当温度长至超过凝聚结构存在范围的程度时，发生脱羟基化反应的有如下矿物：铝硅酸盐--高岭石、白云母等、氢氧化铁--针铁矿、含水针铁矿、氢氧化镁--水镁石；发生脱碳反应的是菱铁矿、方解石等。 在此情况下，含矿化剂添加剂瓷料的最低温度（570~600℃）和内热效应范围宽度（465~730℃）可能基本无变化。在坯料组成中引入其它添加剂，如水镁石，会移动最低温度，扩大吸热效应范围。这种移动是由355~480℃范围的吸热效应所致，而该 效应又与水镁石的脱水作用有关。 消除配位OH粒子，可能伴随有矿物晶格重建和中间物形成。 不含添加剂瓷料的烧结点在930~950℃范围。含水溶添加剂或水镁石瓷料的相同过程向较低温区移动了30~200℃。因为在不同组成瓷系区固相烧结过程的动力仍相同（表面能），所以含添加剂瓷料的性状差别可能仅与物质的不同迁移机理有关：蒸发 - 凝聚、表面和体积扩散。 扩大粒子-粒子和粒子-薄膜触点界面的化学势差别，是活化物质迁移的动力。这就决定了在固相烧结时热扩散过程在结晶结构形成中的主导地位。 因矿物热损失而出现的游离氧化物此时深入到偏高岭石晶格中，补偿剩余负电荷，并形成不稳定的中间细散相--固溶体。 总之，在结晶结构形成过程中，瓷的固相中参与有两类添加剂：第一类为可溶添加剂，坯料干燥时凝聚在黏土粒子上，直至出现凝聚结晶结构；
第二类为矿物添加剂，通过400~800℃范围的脱水和脱碳作用而损坏。这两类添加剂热活化偏高岭石的分解过程，从而形成中间化合物--莫来石形成活化中心。 在第三阶段，假凝结结晶结构于800~900℃至1000℃范围形成。在该温度范围出现的共熔物决定了通过液相作用的分散相的新相界面，并形成假凝结触点。液相依靠扩散和粘滞强化物质的迁移过程。 在假凝结结晶结构形成区持续有固相反应，同时由偏高岭石分解物于仍保持规整性的非晶化长石颗粒内形成莫来石。这种固相反应具有局部化学性质，并根据结构遗传理论实施。 随着温度的提高，偏高岭石的分解固相反应使其非晶化并部分分离为氧化物。但是由于固态扩散的困难性，偏高岭石不会完全分离。因此，与氧化物同时参与的还有具备部分规则结构的原子团。 
在所形成材料的多相结构中，尖晶石类矿物的晶体可能成为晶化中心--产生莫来石晶体的晶核。沿高岭石晶粒形成的莫来石晶体比原始高岭石粒子小得多，但却保持与其相同的定位和均质性。在偏高岭石转化成莫来石过程中必须注意，偏高岭石分离成氧化物和原子团时具有比表面极大的特点，因此可能会产生晶化中心的多相形成物。此外，生长中的晶体尺寸受原始材料粒子尺寸的制约。在这一煅烧过程阶段的扩散进行缓慢。 这样，莫来石的形成速度就主要取决于晶化中心的形成速度，而且后者与所形成尖晶石类矿物的体积成比例。因此，在瓷结构形成过程中原子团的出现起着重要作用。如果所形成原子团的的尺寸超过某一极限值，则真继续生长；如果它的尺寸小于极限值，则原子团溶解。矿化剂可以改变假凝结结晶结构的形成过程。 第一，添加矿化剂可通过形成共熔物将熔融物产生点移向较低温区，并相应改变熔融物的结构和性能。例如，在瓷料中引入氧化镁添加剂或氧化镁和氧化锌构成的复合添加剂时，液相的出现温度降低了100~120℃，表观粘度也随之降低。 第二，添加第二族金属氧化物（CaO、MgO、ZnO、BaO）可将第一次放热效应最高值温度移动20~70℃，将表观粘度-温度关系曲线最高值温度移动20~50℃。 外效应的性质与尖晶石类矿物的晶化和莫来石晶核的形成有关。少量金属氧化物添加剂的作用是：氧化镁促进尖晶石类矿物的形成；氧化钙使原子团转变为作为莫来石晶化晶种的钙铝黄长石。因为莫来石的晶化过程与成核生长模型相符，而氧化钙和氧化镁添加剂又能通过对偏高岭石的选择作用强化了分离，所以自发成核作用向较低温区进行了移动。此时，莫来石的晶化速度大大加快
第三，共熔物粘度较低，从而加快热扩散过程，提高其溶解能力。 偏高岭石转化物显微结构的特点是：其中一个相--莫来石以小岛形式分布于被铝硅酸盐原子团包裹的另一由无定形氧化硅粒子代表的相内。随着温度的提高，在参与有矿化剂形成的共熔物内无定形氧化硅溶解，平衡位移，而后原子团分离。
第四，引入添加剂可依靠粘滞流强化瓷料的烧结过程，在瓷料混合物各成分之间出现液膜，活化非晶化长石颗粒和偏高岭石分解物之间的热扩散过程，从而构成于非晶化长石颗粒内形成莫来石的基础。 第五，在偏高岭石于800~900℃范围内分离的情况下，与氧化铝和氧化硅析出的同时形成磁有序相，当进一步加热到950℃以上时该相损坏，并转入顺磁状态。同时，由于适合铁的莫来石类质同晶容量小，较少部分铁离子进入莫来石结构，大部分以原子团形式于加热物多相系统析出。 在第四阶段，玻璃相熔融物中的新生成物晶化。该阶段与同固相反应的液相烧结相符（1100~1400℃）。加速液相熔融，与共熔物的出现密切相关。矿化剂于液相熔融物内新生物晶化过程中的作用是：在钙镁硅酸盐添加剂（透灰石、透闪石）的参与下改变化学组成和玻璃相熔融物产生过程动力学。钙镁硅酸盐添加剂与其他矿物添加剂（水镁石、白垩、镁石等）不同，它的熔融温度较高。 此外，在瓷结构于固相烧结阶段形成时，也形成中间相。如果固溶体由非晶形状态物质生成，则它具有较高的溶解性。当进一步加热构成溶解成分量很高的条件时，固溶体可能分解，而在较高的温度下它又重新生成。根据结构遗传规则，在这种系统内会重新出现结构与原始物质结构具有极小差别的相。 因此，在出现大量铝硅酸盐熔融物的结构形成阶段，发生一次莫来石溶解、原子团-偏高岭石的分解物最终溶解是完全必然的。
3结束语
借助现代理化分析法，可以极可靠地阐述添加剂对瓷结构形成过程的作用。在制瓷工艺中使用的添加剂可分为四种类型： 调整瓷料凝结触变结构的添加剂；调整固相反应阶段烧结过程的添加剂；强化新生物晶化过程的添加剂；对冷却玻璃相时所形成铝硅酸盐熔融物溶解能力迟钝并赋予材料一系列重要性能的添加剂。 使用氧化镁和氧化钙添加剂，可大大强化形成结晶的晶化过程。依靠复合添加剂的作用改变瓷的相组成和结构。有助于提高其成熟程度和改善它的性能。
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