還原焰就是燃燒時生成還原性氣體的火焰，在燃燒過程中，由於氧氣供應不足，而使燃燒不充分，在燃燒產物中含有一氧化碳等還原性氣體，火焰中沒有或者含有極少量的氧分子。這種還原性火焰，在瓷器的燒制過程中有特殊的作用。
基本介紹
- 中文名：還原焰
- 外文名：reducing flame
- 釋義：空氣供給不充分，燃燒不完全
- 又稱："還原氣氛"
- 影響：坯體含鐵量的多少
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定義
還原焰是在空氣供給不充分，燃燒不完全的情況下產生的一種火焰。它的特徵是有煙、渾濁，燃燒產物中含有一定數量的可燃物質，如CO、H2、CH4等。按照CO含量的多少，又可把還原焰區分為強還原焰和弱還原焰。強還原焰的CO含量為5~7%，弱還原焰的CO含量為2~5%。還原焰的空氣過剩係數應小於1，過剩氧的含量應在1%以下。
還原焰的濃度主要應根據坯體含鐵量的多少來確定。如含鐵量較大，還原焰就應濃些；反之，就可以淡些，甚至不燒還原焰。我國北方各瓷區，由於原料中含鐵量較少，一般都採用氧化燒成。而陶器產品，因為表面白度等要求不高，故一般都採用氧化燒成。
特性
火焰的組成決定了火焰的氧化還原特性，並直接影響到待測元素化合物的分解及難解離化合物的形成，進而影響到原子化效率和自由原子火焰區中的有效壽命。影響火焰組成的因素較多，例如火焰的類型，同類火焰的燃助比，火焰的燃燒環境等。對於同一類型火焰，根據燃助比的變化可分為富燃焰、化學計量焰和貧燃焰。所謂化學計量焰是指燃助比例完全符合該燃氣與助燃氣的燃燒反應係數比。這種火焰溫度最高，但火焰本身不具有氧化還原特性。富燃焰是指燃氣大於化學計量焰的燃助比中燃氣的火焰，這種火焰溫度雖然略低於化學計量焰，但它由於燃氣增加使得火焰中碳原子的濃度增高，使火焰中具有一定的還原性，有利於基態原子的產生。
氧化焰和中性焰
燃料的燃燒是一種較為複雜的過程，在煤燒窯時，火焰在不同時期會發生不同的性質變化。不同的環境、氣氛決定了氧化焰、還原焰、中性焰的形成。不同性質的火焰有不同的作用。
氧化焰是在空氣供給充分而燃燒完全的情況下，所產生的一種無煙而透明的火焰。此時煙囪不冒黑煙，燃燒產物的主要成分是CO，與剩餘氧氣，氧含量在弱氧化焰時為2%～5%、強氧化焰時大於5%。鈞瓷的燒成在1050℃以前，要求氧化氣氛，其作用是使坯體內的水分蒸發、有機物與碳酸鹽分解氧化而揮發排出，從而使坯體得到正常的收縮，為進入還原期打好基礎。
在充分供給空氣時，如過剩空氣過多，會使升溫停滯或溫度下降，理想的方法應該使燃料能得到完全燃燒，而又能限制導入過剩空氣，但這是很不容易得到的。在使用固體燃燒時，如不供給過剩空氣，就很難充分燃燒，一般是或多或少會有過剩空氣，才能獲得完全燃燒。
中性焰，從理論上講，中性焰是進入的空氣量恰好能燃燒盡時產生的。燃燒時實際消耗的空氣量與理論上所需的空氣量相等，而無剩餘的CO或O2存在。事實上，純粹的中性焰很難獲得，它總是稍偏於氧化，或稍偏於還原。在鈞釉充分熔融發光後，沒有再用強還原焰的必要，但也不應採用氧化焰，否則會將已還原呈色的銅重新氧化，所以要用的中性焰常用弱還原焰來替代。
還原焰燒制陶瓷
陶瓷工藝學中所說的“還原焰燒成”，是指陶瓷壞釉住燒戍過程中某一高溫階段，需要處於體系內自由氧的壓力小於氧化物分解隆力的過程，高溫階段也就是自1000℃至燒成溫度的一段時期。比時窯內空氣過剩係數小於1，維持還原性氣氛，前期為強還原期，燃燒產物中一氧化碳含量為4%左右，後期為弱還原氣氛，一氧化碳含量在2%以下。
這一工藝過程使坯體小的氧化鐵還原成氧化亞鐵，再與二氧化能反應生成青白色的亞鐵矽酸鹽，使瓷件顯現白里泛青色調，且生成較多的液相，促進瓷件緻密；並使硫酸鹽提前分解，二氧化硫、三化硫乾釉而玻化前逸出，避免產生高溫火泡。
