第5章_陶瓷材料的燒結(jié)-經(jīng)典3（章節(jié)課程）

1、 陶瓷材料工藝學之第五章 陶瓷材料的燒結(jié)陶瓷材料工藝學的主線陶瓷原料原料加工配料計算坯體成型陶瓷燒結(jié)陶瓷修飾坯體成型的內(nèi)容回顧 1、注漿成型4、其它成型方法3、干壓成型2、可塑成型造粒成型、流延成型、軋膜成型和注射成型。坯料含水量：1826%科研實驗研究常用的方法，設備簡單。坯料含水量：68%紙帶成型、滾壓成型、印刷成型、噴涂成型和爆炸成型等。常壓注漿成型、加壓注漿成型。坯料含水量：3040%傣族慢輪制陶技藝是什么成型方法？陶瓷材料工藝學的主線陶瓷原料原料加工配料計算坯體成型陶瓷燒結(jié)陶瓷修飾 陶瓷材料工藝學之第五章 陶瓷材料的燒結(jié)本章學習的主要內(nèi)容和要求 5.1 概述（了解燒結(jié)的過程與分類）5

2、.2 燒結(jié)參數(shù)及其對燒結(jié)性能的影響（掌握，是重點）5.3 固相燒結(jié)過程及機理（了解）5.4 液相燒結(jié)過程與機理（了解）5.5 特色燒結(jié)方法（理解特色燒結(jié)方法的原理）5.6 燒結(jié)設備（掌握常見燒結(jié)設備的使用，是難點）5.7 最佳燒成制度的確定（掌握確定的方法，是重點）本次課學習的主要內(nèi)容5.1 概述（了解燒結(jié)的過程與分類）5.2 燒結(jié)參數(shù)及其對燒結(jié)性能的影響（掌握）裴李崗文化時期（約8000年）商代（約3700年）秦代（約2200年）漢代（約1800年）唐代（約1200年）宋代（約1000年）元代（約700年）明清代世博和鼎 世博會紀念品 瓷器的作用-征服世界的經(jīng)濟工具 西方學者漢斯.布羅埃爾（

3、1972年）在其著作中說：“中國憑借著在絲綢、瓷器等方面無與匹敵的制造業(yè)和出口，與任何國家貿(mào)易都是順差”。 中外學術(shù)界公認明代中國已具有占全球財富總量的1/3的經(jīng)濟實力。第五章 陶瓷材料的燒結(jié)5.1 概述 燒結(jié)（sintering）：是一種利用熱能使粉末坯體致密化的技術(shù)。其具體的定義是指多孔狀陶瓷坯體在高溫條件下，表面積減小、孔隙率降低、機械性能提高的致密化過程。 燒結(jié)的方法： 普通熱燒結(jié) 電爐熱壓燒結(jié) 等離子體燒結(jié) 微波燒結(jié) 自蔓延燒結(jié) 5.2 燒結(jié)參數(shù)及其對燒結(jié)性影響5.2.1 燒結(jié)類型液相燒結(jié):固相燒結(jié):燒結(jié)過程有液相存在的燒結(jié)。坯體在固態(tài)情況下達到致密化的燒結(jié)過程。燒結(jié)過程示意相圖BA

4、固相燒結(jié)液相燒結(jié)組分溫度x1T1T2T3過渡液相燒結(jié) (a)固相燒結(jié)和(b)液相燒結(jié)樣品顯微結(jié)構(gòu) 5.2.2 燒結(jié)驅(qū)動力 燒結(jié)的驅(qū)動力就是總界面能的減少。粉末坯體的總界面能可表示為A（為界面能，A為總的比表面積）。那么總界面能的減少為： 其中，界面能的變化（）是因為樣品的致密化，比表面積的變化是由于晶粒的長大。對于固相燒結(jié)，主要是固/固界面取代固/氣界面。 在燒結(jié)驅(qū)動力的作用下燒結(jié)過程中的基本現(xiàn)象 5.2.3 燒結(jié)參數(shù)材料參數(shù) 粉 體 形貌，粒度，粒度分布，團聚，混合均勻性等化學特性 化學組分，純度，非化學計量性，絕對均勻性等工藝參數(shù)燒結(jié)溫度，時間，壓力，氣氛，升溫和降溫速率等5.2.4 燒結(jié)

5、參數(shù)對燒結(jié)樣品性能的影響一、材料參數(shù)對燒結(jié)的影響 （1）顆粒尺寸對燒結(jié)的影響 在一定溫度下，半徑為r1的一列球形顆粒所需要的燒結(jié)時間為t1，半徑為r2的另一列排列相同的球形顆粒燒結(jié)時間為t2，則： 如果顆粒尺寸從1 m減小到0.01 m，則燒結(jié)時間降低106到108數(shù)量級。同時，小的顆粒尺寸可以使燒結(jié)體的密度提高，可降低燒結(jié)溫度、減少燒結(jié)時間。 （2）粉體結(jié)塊和團聚對燒結(jié)的影響 結(jié)塊：是指一小部分質(zhì)量的顆粒通過表面力和/或固體橋接作用結(jié)合在一起；團聚：是指顆粒經(jīng)過牢固結(jié)合和/或嚴重反應形成的粗大顆粒。結(jié)塊和團聚形成的粗大顆粒都是通過表面力結(jié)合。細小顆粒在液體和固體介質(zhì)中承受吸引力和排斥力形成結(jié)

6、塊和團聚體示意圖 （3）顆粒形狀對燒結(jié)的影響顆粒形狀和液相體積含量對顆粒之間作用力的影響 只有在大量液相存在的情況下，才能使這些具有一定棱角形狀的陶瓷粉體之間形成較高的結(jié)合強度。 （4）顆粒尺寸分布對燒結(jié)的影響 顆粒尺寸分布對最終燒結(jié)樣品密度的影響可以通過分析有關(guān)的動力學過程來研究，即分析由不同尺寸分布的坯體內(nèi)部，在燒結(jié)過程中“拉出氣孔”（pore drag）和晶粒生長驅(qū)動力之間力的平衡作用。 結(jié)論：較小的顆粒尺寸分布范圍是獲取燒結(jié)高 致密度的必要條件。（4）顆粒尺寸分布影響陶瓷材料燒結(jié)的材料參數(shù):（1）顆粒尺寸大?。?）粉體結(jié)塊和團聚（3）顆粒形狀本節(jié)小結(jié) 1、 燒結(jié)的定義和燒結(jié)的方法3、燒

7、結(jié)的驅(qū)動力 2、 燒結(jié)的類型4、燒結(jié)參數(shù)及其對產(chǎn)品性能的影響 顆粒尺寸大小粉體結(jié)塊和團聚顆粒形狀顆粒尺寸分布材料參數(shù)本節(jié)思考題2、燒結(jié)材料參數(shù)是如何影響陶瓷產(chǎn)品性能的？1、在陶瓷燒結(jié)過程中，原料顆粒尺寸愈小愈好對否？二、影響陶瓷材料燒結(jié)的工藝參數(shù)（1）燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響 燒成溫度：是指陶瓷坯體燒成時獲得最優(yōu)性質(zhì)時的相應溫度，即操作時的止火溫度。 （a）1240 （b）1280組成為Pb0.95Sr0.05(Zr0.58Ti0.47)+GeO 20.5%1介電強度；2抗折強度燒成溫度對壓電陶瓷機電性能的影響曲線結(jié)論：燒結(jié)溫度的確定主要取決于配方組成、 坯料細度和對產(chǎn)品的性能要求。（2）保溫

8、時間對產(chǎn)品性能的影響 結(jié)論：使物理化學變化更趨完全，使坯體具有足夠液相量和適當?shù)木Я３叽?；使組織結(jié)構(gòu)趨于均一。 1介電強度；2抗折強度保溫時間對電瓷機電性能的影響曲線（3）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響氣氛對Al2O3陶瓷燒結(jié)的影響曲線1C+H2；2H2；3Ar；4空氣；4水蒸氣（3）燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響 氣氛對陶瓷坯體過燒膨脹的影響： 氣氛對坯體的收縮和燒結(jié)的影響 氣氛對坯的顏色和透光度以及釉層質(zhì)量的影響氧化氣氛和還原氣氛對過燒膨脹量的影響有大有小，關(guān)鍵看坯體組成。氧化氣氛和還原氣氛對坯體收縮的影響有大有小，關(guān)鍵看坯體組成。影響鐵和鈦的價態(tài)；使SiO2和CO還原；形成氮化合物。 結(jié)論：氣氛的影

9、響有好有壞，關(guān)鍵是看坯體的組成。 （4）升溫與降溫速度對產(chǎn)品性能的影響75%Al2O3瓷的升溫速率與性能的關(guān)系曲線1抗折強度；2溫度系數(shù)；3介質(zhì)損耗角（4）升溫與降溫速度對產(chǎn)品性能的影響 降溫速率對坯體的白度和性能都有影響。特別是含玻璃相多的陶瓷，應采取高溫快冷和低溫慢冷的制度。 高溫快冷可避免泛黃、釉面析晶，提高光澤；低溫慢冷可減少應力，避免開裂等。（4）升溫與降溫速率影響陶瓷材料燒結(jié)的工藝參數(shù):（1）燒成溫度（2）保溫時間（3）燒成氣氛本節(jié)小結(jié) 1、 燒結(jié)的定義和燒結(jié)的方法3、燒結(jié)的驅(qū)動力 2、 燒結(jié)的類型4、燒結(jié)參數(shù)及其對產(chǎn)品性能的影響 顆粒尺寸大小粉體結(jié)塊和團聚顆粒形狀顆粒尺寸分布材料

10、參數(shù)燒成溫度保溫時間燒結(jié)氣氛升溫和降溫速率工藝參數(shù)本節(jié)思考題2、燒結(jié)工藝參數(shù)是如何影響陶瓷產(chǎn)品性能的？1、在陶瓷燒結(jié)過程中，原料顆粒尺寸愈小愈好對否？與燒結(jié)有關(guān)的概念燒結(jié)與燒成： 燒成包括多種物理和化學變化。而燒結(jié)僅僅指粉料經(jīng)加熱而致密化的簡單物理過程，顯然燒成的含義及包括的范圍更寬，一般都發(fā)生在多相系統(tǒng)內(nèi)。而燒結(jié)僅僅是燒成過程的一個重要部分。 燒結(jié)與熔融： 燒結(jié)是在遠低于固態(tài)物質(zhì)的熔融溫度下進行的。燒結(jié)與熔融這兩個過程都是由原子熱振動而引起的，但熔融時全部組元都轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，而燒結(jié)是在低于主要組分的熔點下進行的。燒結(jié)與固相反應： 這兩個過程均在低于材料熔點或熔融溫度之下進行的。并且在過程的自始

11、至終都至少有一相是固態(tài)。5.3 固相燒結(jié)過程及機理 固相燒結(jié)一般可分為三個階段：初始階段，主要表現(xiàn)為顆粒形狀改變；中間階段，主要表現(xiàn)為氣孔形狀改變；最終階段，主要表現(xiàn)為氣孔尺寸減小。 收縮a收縮b收縮無氣孔的多晶體c燒結(jié)過程燒結(jié)過程推動力證明：愈小愈易燒結(jié)，反之難燒結(jié)。 （其中 )5.3.1 雙球模型（two-particle model） 圖 (a)為未收縮的模型，顆粒之間的距離不發(fā)生變化，但是隨著燒結(jié)時間的增加，頸部尺寸會不斷增加，燒結(jié)樣品開始收縮，其收縮后幾何模型如圖 (b)所示，頸部增大主要是顆粒接觸間物質(zhì)擴散和坯體收縮造成的。 G.C.Kuczynski (庫津斯基)提出的雙球模型

12、中心距不變中心距縮短 燒結(jié)的驅(qū)動力主要來源于由于顆粒表面曲率的變化而造成的體積壓力差、空位濃度差和蒸汽壓差。對于圖中的模型示意圖，體積壓力差P為：空位濃度差為：蒸汽壓差為： 其中，s為固相的表面能，Vm為空位摩爾體積，Vm為固相的摩爾體積。由于上述體積壓力差、空位濃度差和蒸汽壓差的存在，促使物質(zhì)擴散。 物質(zhì)擴散機理材料部位接觸部位相關(guān)參數(shù) 1晶格擴散晶界頸部晶格擴散率,Dl 2晶界擴散晶界頸部晶界擴散率,Db 3粘性流動整體晶粒頸部粘度, 4表面擴散晶粒表面頸部表面擴散率,Ds 5晶格擴散晶粒表面頸部晶格擴散率,Dl6氣相傳輸蒸發(fā)凝聚晶粒表面頸部蒸汽壓差,p氣相擴散晶粒表面頸部氣相擴散率,Dg

13、燒結(jié)中的物質(zhì)傳輸機理 5.3.2 晶粒過渡生長現(xiàn)象 晶粒的異常長大是指在長大速度較慢的細晶基體內(nèi)有少部分區(qū)域快速長大形成粗大晶粒的現(xiàn)象。在燒結(jié)過程中發(fā)生異常長大與以下主要因素有關(guān)： 材料中含有雜質(zhì)或者第二相夾雜物 材料中存在高的各向異性的界面能，例如固/液界面 能或者是薄膜的表面能等 材料內(nèi)存在高的化學不平衡性。5.4 液相燒結(jié)過程與機理 液相燒結(jié)（Liquid Phase Sintering，簡寫為LPS）是指在燒結(jié)包含多種粉末的坯體中，燒結(jié)溫度至少高于其中的一種粉末的熔融溫度，從而在燒結(jié)過程中而出現(xiàn)液相的燒結(jié)過程。 優(yōu)點：）提高燒結(jié)驅(qū)動力。）可制備具有控制的微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)化性能的陶瓷復合材料

14、 5.4.1 液相燒結(jié)的階段(a)液相燒結(jié)不同階段的示意圖(O:熔化;:重排;:溶解-沉淀;及:氣孔排除)。(b)在不同溫度下，氧化鋁-玻璃體系中，實際致密化作為燒結(jié)時間的函數(shù)所示 意的不同LPS階段 三元相圖表示由SSS、LPS、粘滯復相燒結(jié)(VCS)以及粘滯玻璃相燒結(jié)(VGS)時的相的體積分數(shù)關(guān)系。箭頭表示初始密度為60時，各相體積分數(shù)變化方向。在IPS燒結(jié)區(qū)域ABCS表示出此燒結(jié)機理的不同分階段：重排，：溶解-沉淀，：氣孔排除 5.4.2 液相燒結(jié)過程的致密化機理一、顆粒重排（Particles Re-arrangement）在LPS燒結(jié)過程中，顆粒間的液相膜起潤滑作用。顆粒重排向減少氣

15、孔的方向進行，同時減小系統(tǒng)的表面自由能。當坯體的密度增加時，由于周圍顆粒的緊密接觸，顆粒進一步重排的阻力增加，直至形成緊密堆積結(jié)構(gòu)。二、溶解-沉淀（disolvation precipitation）濃度(a)LPS燒結(jié)溶解-沉淀階段的兩晶粒接觸示意圖物質(zhì)遷移的三個路徑，1：溶質(zhì)的外擴散()，2和4：溶解物組分(和)向晶粒接觸區(qū)域流動，以及3：在接觸區(qū)域的溶解-再沉淀。(b)三個組分液相所對應濃度梯度作為r的函數(shù)，其中rc是接觸半徑，h是液相膜厚度 三、氣孔排除在燒結(jié)中期，相互連續(xù)的氣孔通道開始收縮，形成封閉的氣孔，根據(jù)材料體系的不同，密度范圍從0.9至0.95。實際上，LPS燒結(jié)比SSS燒結(jié)

16、可以在較低的密度發(fā)生這種氣孔封閉。氣孔封閉后，LPS燒結(jié)進入最后階段。封閉氣孔通常包含來源于燒結(jié)氣氛和液態(tài)蒸汽的氣體物質(zhì)。 5.4.3 晶粒生長和粗化一般在大量液相中，球形顆粒的晶粒生長由下式給出： 式中，rs為在時間t時的晶粒平均半徑，為在時間為0時的晶粒平均半徑，k為晶粒生長速率常數(shù)。半徑（或晶料尺寸）指數(shù)n取決于晶粒生長機理；n3和n2分別為擴散控制相界面反應控制。 5.5 特色燒結(jié)方法）熱壓燒結(jié)）熱等靜壓）放電等離子體燒結(jié)）微波燒結(jié)）反應燒結(jié)）爆炸燒結(jié)5.5.1 熱壓燒結(jié)熱壓燒結(jié)（hot pressing）是在燒結(jié)過程中同時對坯料施加壓力，加速了致密化的過程。所以熱壓燒結(jié)的溫度更低，燒

17、結(jié)時間更短。熱壓技術(shù)已有70年歷史，最早用于碳化鎢和鎢粉致密件的制備。現(xiàn)在已廣泛應用于陶瓷、粉末冶金和復合材料的生產(chǎn)。 一、熱壓燒結(jié)的優(yōu)點（1）所需的成型壓力僅為冷壓法的1/10（2）降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時間，抑制了晶粒的長大。（3）易得到具有良好機械性能、電學性能的產(chǎn)品。（4）能生產(chǎn)形狀較復雜、尺寸較精確的產(chǎn)品。 熱壓法的缺點是生產(chǎn)率低、成本高。二、熱壓裝置和模具（a）電阻間熱式；（b）感應間熱式；（c）電阻直熱式；（d）感應直熱式三、熱壓燒結(jié)的驅(qū)動力在熱壓燒結(jié)的初始階段，假設所有粉體都是規(guī)則的球形顆粒立方堆積在一起，則作用在顆粒接觸面積上的有效壓力為: 其中，a為顆粒半徑，x為頸部半徑，

18、r為頸部曲率半徑。在燒結(jié)的最終階段，假設坯體中的氣孔成均勻分布狀況，則作用在顆粒接觸面積上的有效壓力為：其中為坯體的相對密度。 四、熱壓燒結(jié)的致密化過程（1）微流動階段 （2）塑性流動階段 （3）擴散階段 五、熱壓燒結(jié)機理（1）塑性變形機理 其中Y為燒結(jié)材料的屈服應力。（2）蠕變機理 其中0和n是和燒結(jié)材料有關(guān)的參數(shù)，其中n取值在38之間，f(, geo)為燒結(jié)體致密度和顆粒幾何形狀的函數(shù)。 （3）擴散機理晶格擴散： 晶界擴散： 顆粒尺寸對擴散機理作用的致密化速率的影響如下：5.5.2 熱等靜壓熱等靜壓工藝（Hot Isostatic Pressing，簡寫為HIP）是將粉末壓坯或裝入包套的粉

19、料裝入高壓容器中，使粉料經(jīng)受高溫和均衡壓力的作用，被燒結(jié)成致密件。其基本原理是：以氣體作為壓力介質(zhì)，使材料（粉料、坯體或燒結(jié)體）在加熱過程中經(jīng)受各向均衡的壓力，借助高溫和高壓的共同作用促進材料的致密化。 目前，熱等靜壓技術(shù)的主要應用有：金屬和陶瓷的固結(jié)，金剛石刀具的燒結(jié)，鑄件質(zhì)量的修復和改善，高性能磁性材料及靶材的致密化。 （1）陶瓷材料的致密化可以在比無壓燒結(jié)或熱壓燒結(jié)低得多的溫度下完成，可以有效地抑制材料在高溫下發(fā)生很多不利的發(fā)應或變化；（2）能夠在減少甚至無燒結(jié)添加劑的條件下，制備出微觀結(jié)構(gòu)均勻且?guī)缀醪缓瑲饪椎闹旅芴沾蔁Y(jié)體；（3）可以減少乃至消除燒結(jié)體中的剩余氣孔，愈合表面裂紋，從而提

20、高陶瓷材料的密度、強度；（4）能夠精確控制產(chǎn)品的尺寸與形狀，而不必使用費用高的金剛石切割加工，理想條件下產(chǎn)品無形狀改變。一、熱等靜壓的優(yōu)點二、熱等靜壓裝置三、熱等靜壓燒結(jié)工藝直接HIP工藝流程圖 后HIP工藝流程圖5.5.3 放電等離子體燒結(jié)放電等離子體燒結(jié)工藝(Spark Plasma Sintering，簡寫為SPS)是近年來發(fā)展起來的一種新型材料制備工藝方法。又被稱為脈沖電流燒結(jié)。該技術(shù)的主要特點是利用體加熱和表面活化，實現(xiàn)材料的超快速致密化燒結(jié)。 可廣泛用于磁性材料、梯度功能材料、納米陶瓷、纖維增強陶瓷和金屬間化合物等系列新型材料的燒結(jié)。 一、放電等離子體燒結(jié)的優(yōu)點燒結(jié)溫度低（比HP和

21、HIP低200-300）、燒結(jié)時間短（只需3-10min，而HP和HIP需要120-300min）、單件能耗低；燒結(jié)機理特殊，賦予材料新的結(jié)構(gòu)與性能；燒結(jié)體密度高，晶粒細小，是一種近凈成形技術(shù)；操作簡單，不像熱等靜壓那樣需要十分熟練的操作人員和特別的模套技術(shù)。 二、燒結(jié)裝置燒結(jié)系統(tǒng)大致由四個部分組成：真空燒結(jié)腔（圖中6），加壓系統(tǒng)（圖中3），測溫系統(tǒng)（圖中7）和控制反饋系統(tǒng)。圖中1示意石墨模具，2代表用于電流傳導的石墨板，4是石墨模具中的壓頭，5是燒結(jié)樣品。5.5.4 微波燒結(jié)微波燒結(jié)（Microwave Sintering）是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細微結(jié)構(gòu)耦合而產(chǎn)生熱量，材料在電

22、磁場中的介質(zhì)損耗使材料整體加熱至燒結(jié)溫度而實現(xiàn)致密化的方法。 目前，微波燒結(jié)技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于多種陶瓷復合材料的試驗研究。一、微波燒結(jié)的優(yōu)點（1）微波與材料直接耦合導致整體加熱。 （2）微波燒結(jié)升溫速度快，燒結(jié)時間短。（3）安全無污染。 （4）能實現(xiàn)空間選擇性燒結(jié)。 二、材料與微波場的作用類型材料與微波的作用方式示意圖 三、微波燒結(jié)系統(tǒng)5KW, 2.45GHz微波發(fā)生器紅外測溫裝置 & 控制冷卻水系統(tǒng)微波燒結(jié)陶瓷裝置示意圖保溫結(jié)構(gòu)多模諧振腔 四、微波燒結(jié)機理在絕熱環(huán)境下，當忽略材料在加熱過程中的潛能（如反應熱、相變熱等）變化時，單位體積材料在微波場作用下的升溫速率為： 式中f為微波工作頻率；為

23、材料介電損耗；0為空間介電常數(shù)；E為微波電場強度；Cp為材料熱容；為材料密度。5.5.5 反應燒結(jié)反應燒結(jié)（reaction-bonded sintering）是讓原料混合物發(fā)生固相反應或原料混合物與外加氣（液）體發(fā)生圍氣（液）反應，以合成材料，或者對反應后的反應體施加其它處理工藝以加工成所需材料的一種技術(shù) 。反應燒結(jié)的優(yōu)點：（1）反應燒結(jié)時，質(zhì)量增加 （2）燒結(jié)坯件不收縮，尺寸不變 5.5.6 爆炸燒結(jié)爆炸粉末燒結(jié)（explosion sintering）是利用炸藥爆轟產(chǎn)生的能量，以沖擊波的形式作用于金屬或非金屬粉末，在瞬態(tài)、高溫、高壓下發(fā)生燒結(jié)的一種材料加工或合成的新技術(shù)。 優(yōu)點 ：（1）

24、具備高壓性，可以燒結(jié)出近乎密實的材料；（2）具備快熔快冷性，有利于保持粉末的優(yōu)異特性；（3）可以使 Si3N4，SiC 等非熱熔性陶瓷在無需添加燒結(jié)助劑的情況下 發(fā)生燒結(jié)。 間接法爆炸燒結(jié)裝置（a.單面飛片；b.單活塞；c.雙活塞） 直接法爆炸燒結(jié)裝置 爆炸燒結(jié)機理 ： 顆粒的塑性變形以及顆粒問的相互碰撞、孔隙塌縮、顆粒表層的破壞導致顆粒表面的沉熱和熔化：發(fā)生焊接。 顆粒的破碎、孔隙的填充、顆粒表面由于熱量的沉積而發(fā)生部分熔焊或固態(tài)擴散結(jié)合。 5.6 燒結(jié)設備燒結(jié)是在熱工設備中進行的，這里熱工設備指的是先進陶瓷生產(chǎn)窯爐及其附屬設備。燒結(jié)陶瓷的窯爐類型很多，同一種制品可在不同類型的窯內(nèi)燒成，同一

25、種窯也可燒結(jié)不同的制品。本節(jié)將介紹常用的間歇式窯爐、連續(xù)式窯和輔助設備，如：電爐、電隧道窯以及電發(fā)熱元件等。5.6.1 間歇式窯爐 按其功能新穎性可分為電爐、高溫倒焰窯、梭式窯和鐘罩窯。一、電爐 電爐（electric furnace）是電熱窯爐的總稱。一般是通過電熱元件把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，可分為電阻爐、感應爐、電弧爐等。 箱式電阻爐實物圖（a）和爐體結(jié)構(gòu)示意圖（b） 管式電阻爐實物圖（a）和爐體結(jié)構(gòu)示意圖（b） 電磁感應加熱爐（magnetic induction heating） 由于電磁感應作用在導體內(nèi)產(chǎn)生感應電流，而這種感應電流因為導體的電阻而產(chǎn)生熱能的一種電爐。它又可分為感應熔煉爐和感

26、應加熱爐，常利用感應爐研制氮化硅等。電弧感應加熱爐（arc induction heating） 熱量主要由電弧產(chǎn)生的電加熱爐，用于人工合成云母、生產(chǎn)氧化鋁空心球及硅酸鋁耐火纖維優(yōu)質(zhì)保溫材料等。二、高溫倒焰窯（reverse flame kiln） 倒焰窯工作流程1-窯室；2-燃燒室；3-灰坑；4-窯底吸火孔；5-支煙道；6-主煙道；7-擋火墻；8-窯墻；9-窯頂；10-噴火口三、梭式窯（drawer kiln） 梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖1-窯室；2-窯墻；3-窯頂；4-燒嘴；5-升降窯門；6-支煙道；7-窯車；8-軌道四、鐘罩窯（bell kiln）5.6.2 連續(xù)式窯 連續(xù)式窯爐的分類方法有多種，

27、下面按制品的輸送方式可分為隧道窯、高溫推板窯和輥道窯。 與傳統(tǒng)的間歇式窯相比較，連續(xù)式窯具有連續(xù)操作性，易實現(xiàn)機械化，大大地改善了勞動條件和減輕了勞動強度，降低了能耗等優(yōu)點。一、隧道窯（tunnel kiln）二、高溫推板窯 椎扳式電熱隧道窯的通道由一個或數(shù)個隧道所組成，通道底由堅固的耐火磚精確砌成滑道，制品裝在推板上由頂推機構(gòu)推入窯爐內(nèi)燒成。三、輥道窯（roller kiln） 輥道窯是電熱式隧道窯的一種，只是傳遞燒結(jié)樣品的傳遞系統(tǒng)不是傳統(tǒng)的窯車、推板，而是同步轉(zhuǎn)動的陶瓷或金屬輥棒。每條輥子在窯外傳動機構(gòu)的作用下不斷地轉(zhuǎn)動；制品由隧道的預熱端放置在輥子上，在輥子的轉(zhuǎn)動作用下通過隧道的預熱帶、燒成帶和冷卻帶。5.6.3 窯爐輔助設備發(fā)熱元件 電爐按爐溫的高低可以分為低溫（工作溫度低