陶瓷工藝原理章陶瓷坯體的成型

第4章陶瓷坯體的成型4.1概述成型是將制備好的坯料，用各種不同的方法制成具有一定形狀和尺寸的坯體（生坯）的過程。成型需滿足的要求：1．坯體應(yīng)符合產(chǎn)品所要求的生坯形狀和尺寸（應(yīng)考慮收縮）。2．坯體應(yīng)具有相當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，以便于后續(xù)工序的操作。3．坯體結(jié)構(gòu)均勻，具有一定的致密度。4．成型過程適合于多、快、好、省的組織生產(chǎn)現(xiàn)在是1頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理從工藝上講，根據(jù)坯料的性能和含水量的不同，陶瓷的成型方法可分為三類：注漿成型(slipcasting)、可塑成型(plasticmolding)和壓制成型(compressionmoulding)。等靜壓成型：使用橡皮模干壓成型：使用鋼?？伤艹尚统尚头椒ㄗ{成型半干壓成型：使用鋼模冷法石膏模常壓冷法注漿加壓冷法注漿抽真空冷法注漿熱法（熱壓注法）：鋼模有模無模壓制成型現(xiàn)在是2頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.2原料的處理4.2.1原料的精選原料精選，主要是對原料進(jìn)行分離、提純，除去原料中各種雜質(zhì)，使之在化學(xué)組成、礦物組成、顆粒組成上更符合制品的質(zhì)量要求。4.2.1.1物理方法該法適用于除去與原料顆粒以分離狀態(tài)存在的雜質(zhì)。目的：除去粗粒雜質(zhì)；控制原料的顆粒組成。1.分級法水簸(淘洗)、水力旋流、風(fēng)選、篩選等。原理：利用礦物顆粒直徑或密度差別來進(jìn)行。濕法：效果好，精度高，但需要脫水。干法：噪音和粉塵大，但處理能力大?，F(xiàn)在是3頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（1）水簸(淘洗)淘洗系統(tǒng)由粉碎機(jī)、攪拌機(jī)、除砂機(jī)（溝）、沉淀池與壓濾機(jī)等組成。根據(jù)顆粒沉降速度的差異進(jìn)行分離。淘洗的大致工藝流程軟質(zhì)黏土風(fēng)化粗篩粉碎過篩沉淀池均化除砂溝化漿(加水高速攪拌)壓濾脫水干燥現(xiàn)在是4頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（2）水力旋流器邊界粒度：溢流漿中最大的物料粒度，大于這個粒度的物料由排砂口排出?，F(xiàn)在是5頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理磁選法用來分離原料中的含鐵礦物。2.磁選法利用礦物的磁性差別進(jìn)行分離?，F(xiàn)在是6頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理超聲波是用來分離原料與其表面的氧化鐵和氫氧化鐵薄膜。3.超聲波法現(xiàn)在是7頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.2.1.2化學(xué)法目的：除去原料中難以以顆粒形式分離的微細(xì)含鐵雜質(zhì)，如FeS,Fe(OH)3高溫下:2Fe2O3+6Cl2=4FeCl3

+3O2

(1)升華法(2)溶解法用酸或其它反應(yīng)劑使Fe變?yōu)榭扇茺}，水洗除去?，F(xiàn)在是8頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.2.1.3物理化學(xué)方法1.浮選法利用各種礦物對水的潤濕性不同，從懸浮液中將憎水顆粒粘附在水泡上浮游分離的方法。浮選劑（捕集劑）：使待除去的礦物懸浮，提高浮選效果，它使物質(zhì)的潤濕特性發(fā)生改變。常用浮選劑：石油碘酸、銨鹽、磺酸鹽。浮選法適于精選含鐵、鈦礦物和有機(jī)物的粘土（10~100um）。2.電解法用于除去含鐵雜質(zhì)。是一種基于電化學(xué)的原理除去混雜在原料顆粒中雜質(zhì)的方法?，F(xiàn)在是9頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.2.1.4水的處理對坯料、制品性能的影響1.水中的離子Ca2+、Mg2+、SO42-等易引起泥漿絮凝。將硬水轉(zhuǎn)化為軟水的方法：（1）離子交換（2）加入添加劑：磷酸鈉、焦磷酸鈉等，生成不溶性物質(zhì)（3）蒸餾2.pH值pH值影響坯料的可塑性。一般要求水的pH=6.0~8.5。3.磁化水國外采用磁化水而使生坯和產(chǎn)品的強(qiáng)度有一定提高?，F(xiàn)在是10頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.2.2原料的預(yù)燒4.2.2.1原料預(yù)燒的意義4.2.2.2預(yù)燒的作用1.使其發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，得到所需晶型；引起體積變化，產(chǎn)生應(yīng)力。2.除去原料中的雜質(zhì)，提高純度。3.改善物質(zhì)結(jié)構(gòu)，改變物性，滿足生產(chǎn)工藝要求。4.降低原料的塑性。現(xiàn)在是11頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.2.2.3舉例1.Al2O3的預(yù)燒（1）晶型轉(zhuǎn)變（2）除雜（3）保證制品的體積穩(wěn)定性現(xiàn)在是12頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.石英的預(yù)燒3.ZrO2的預(yù)燒4.滑石的預(yù)燒現(xiàn)在是13頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.3坯料的制備坯料的種類和質(zhì)量要求4.3.1.1坯料的種類1.坯料：將陶瓷原料經(jīng)過配料和加工后，得到的具有成型性能的多組分混合物。2.分類根據(jù)成型方法不同，可將陶瓷坯料分為三類：（1）注漿坯料含水量約28～35％（2）可塑坯料含水量約18～25％（3）壓制坯料 a.半干壓坯料含水量約8～15％ b.干壓坯料含水量約3～7％現(xiàn)在是14頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.3.1.2坯料的性能要求（一）基本要求1.配方準(zhǔn)確2.組分均勻3.粒度及粒度分布合理4.空氣含量少（二）注漿坯料各種坯料均應(yīng)滿足以下基本要求：1.流動性好2.懸浮性好3.觸變性適當(dāng)4.濾過性適當(dāng)5.泥漿含水量少現(xiàn)在是15頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（三）可塑坯料（四）壓制坯料1.具有良好的可塑性2.具有一定的形狀穩(wěn)定性3.含水量適當(dāng)4.成型坯體的干燥強(qiáng)度和收縮率適當(dāng)1.流動性好2.堆積密度大3.水分均勻、含水量適當(dāng)壓制粉料制備后，造粒后假顆粒的形狀、粒度及粒度分布，直接影響粉料的流動性和堆積密度?，F(xiàn)在是16頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.3.2原料粉碎粉碎是指將大顆粒研磨或減小成小顆粒的過程。它是獲得無機(jī)材料工業(yè)大量使用的粉體的最主要方法，在傳統(tǒng)陶瓷粉體制備中起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)無機(jī)材料粉體制備（conventionalceramicpowderpreparation）的概念主要是指通過研磨或粉碎過程進(jìn)行粉體加工的方法。常用的方法：研磨或球磨。現(xiàn)在是17頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.3.3篩分與攪拌4.3.3.1篩分1.定義將已經(jīng)粉碎的物料，放在具有一定大小孔徑的篩面上進(jìn)行振動或搖動，使其分離為顆粒大小近似相等的若干部分。這種方法叫篩分。2.作用（1）使原料顆粒適合于下一制造工序的需要。（2）粉碎過程中及時篩去已符合粒度要求的顆粒，使粗粒得到充分粉碎，可提高設(shè)備的粉碎效率。現(xiàn)在是18頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（3）確定顆粒大小及其比例，并控制原料或坯料中粗顆粒的含量，因而可以提高成品的品質(zhì)。3.篩分方法（1）干篩（2）濕篩4.篩分設(shè)備搖動篩：分離12mm以下的物料。與中碎設(shè)備構(gòu)成閉路循環(huán)系統(tǒng)?；剞D(zhuǎn)篩：振動篩：現(xiàn)在是19頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理攪拌（泥漿）1.作用（1）泥漿攪拌工序使儲存的泥漿保持懸浮狀態(tài)，防止分層。（2）粘土或回坯泥的加水浸散以及用干粉配料在漿池中加水混合等。2.設(shè)備雙軸攪拌機(jī)螺旋漿攪拌機(jī)3.攪拌池形狀：八角形或六角形泥漿真空攪拌機(jī)壓縮空氣攪拌機(jī)現(xiàn)在是20頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.3.4泥漿脫水4.3.4.1機(jī)械脫水（壓濾脫水法）可得到含水量為20～25％的坯料。1.設(shè)備：箱式液壓自動壓濾機(jī)現(xiàn)在是21頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.影響壓濾效率的因素（1）壓力大?。?）加壓方式（3）泥漿溫度（4）泥漿密度（5）泥漿性能（6）電解質(zhì)現(xiàn)在是22頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理熱風(fēng)脫水（噴霧干燥、噴漿造粒）可得到含水量<8％的坯料。1.噴霧干燥裝置現(xiàn)在是23頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.工藝過程霧化與干燥既是脫水過程，又是造粒過程。泥漿的制備與輸送熱源的發(fā)生與熱氣流的供給干粉的收集與廢氣分離3.霧化方式氣流式霧化、離心式霧化、壓力式霧化4.熱源油、煤氣、煤炭、電等?，F(xiàn)在是24頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理5.影響粉料性能和干燥效率的主要因素（1）泥漿濃度現(xiàn)在是25頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是26頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（2）進(jìn)塔熱氣溫度和排出廢氣溫度現(xiàn)在是27頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（3）離心盤轉(zhuǎn)速和噴霧壓力現(xiàn)在是28頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理6.噴霧干燥的工藝特點(diǎn)（1）工藝簡單，可連續(xù)化生產(chǎn)，效率高。（2）粉料性能穩(wěn)定，可隨時調(diào)節(jié)，顆粒呈球形，流動性好，成型性能好。（3）一次性投資較大，能量消耗大?，F(xiàn)在是29頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.3.5造粒（造粒過程－粒化過程）1.定義是將細(xì)碎后的陶瓷粉料制備成具有一定粒度（假顆粒）的坯料，使之使用于干壓和半干壓成型工藝，這個過程稱為造粒。2.粒化過程球粒形成球粒長大球粒緊密三個階段主要依靠加水或其他粘結(jié)劑和用滾動或噴霧的方法產(chǎn)生的作用來實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在是30頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理3.水分在造粒過程中的形態(tài)及作用吸附水薄膜水毛細(xì)管水重力水?；^程中，起決定性影響的是毛細(xì)管水和分子結(jié)合水(吸附水和薄膜水)?，F(xiàn)在是31頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.粉粒間的鏈接作用固體鏈鏈接毛細(xì)管作用粘結(jié)力和粘附力固體顆粒之間的吸附力顆粒表面凹凸交錯的結(jié)合力Rumpf分類方案：現(xiàn)在是32頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理5.?；椒霸O(shè)備（1）噴霧造粒（噴霧干燥法）（2）輪碾造粒（3）滾動造粒（4）擠壓造粒（6）熔融造粒（5）破碎造粒（7）壓縮造?，F(xiàn)在是33頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.3.6坯料的陳腐和真空練泥4.3.6.1坯料的陳腐1.定義：經(jīng)過細(xì)磨后的坯料（可塑坯料、注漿坯料、干壓坯料），陳放一段時間后可使水分均勻，性能提高，工藝上稱為陳腐。注漿料粘度降低，流動性增加，漿料性能改善泥餅組織均勻，水分均勻，可塑性提高造粒后粉料水分更加均勻現(xiàn)在是34頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.陳腐的作用（1）通過毛細(xì)管作用，使水分更加均勻。（2）通過粘土顆粒充分水化和離子交換，提高可塑性。（3）坯料中的有機(jī)物發(fā)酵、腐爛轉(zhuǎn)變?yōu)楦乘犷愇镔|(zhì)，提高可塑性。（4）發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體擴(kuò)散、流動使泥料松散均勻。3.陳腐設(shè)施、條件在密閉的倉、池中，保證一定的溫度和濕度，以利于坯料氧化和水解反應(yīng)的進(jìn)行。陳腐時間長，則效果好?，F(xiàn)在是35頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.3.6.2坯料的真空處理1.真空練泥排出泥餅中殘留空氣，提高致密度和可塑性，并使泥料組織均勻，改善成型性能，提高干燥強(qiáng)度和成瓷后的機(jī)械強(qiáng)度以及介電性能、化學(xué)穩(wěn)定性，透光性等。作用：現(xiàn)在是36頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理排氣機(jī)理：真空（負(fù)壓）膨脹壓力差促使泥料膜破裂2.泥漿的真空脫氣現(xiàn)在是37頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是38頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是39頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是40頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是41頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是42頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是43頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.4注漿成型(slipcasting)4.4.1概述4.4.2泥漿的成型性能4.4.3基本注漿成型方法4.4.4強(qiáng)化注漿成型方法熱壓鑄成型流延法成型現(xiàn)在是44頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理工藝過程：將制備好的坯料泥漿注入多孔性模型內(nèi)，由于多孔性模型的吸水性，泥漿在貼近模壁的一側(cè)被模子吸水而形成一均勻的泥層，并隨時間的延長而加厚，當(dāng)達(dá)到所需厚度時，將多余的泥漿傾出，最后該泥層繼續(xù)脫水收縮而與模型脫離，從模型取出后即為毛坯。4.4.1概述現(xiàn)在是45頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理工藝特點(diǎn)：（1）適于成型各種產(chǎn)品，形狀復(fù)雜、不規(guī)則、薄、體積較大而且尺寸要求不嚴(yán)的器物，如花瓶、湯碗、橢圓形盤、茶壺等。（2）坯體結(jié)構(gòu)均勻，但含水量大且不均勻，干燥與燒成收縮大。傳統(tǒng)的定義：在石膏模的毛細(xì)管力作用下，含有一定水分的粘土泥漿脫水硬化、成型的過程。目前：將所有基于坯料具有一定液態(tài)流動性的成型方法統(tǒng)歸為注漿成型?，F(xiàn)在是46頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.4.2泥漿的成型性能4.4.2.1陶瓷泥漿的流變特性4.4.2.2影響泥漿澆注性能的因素4.4.2.3注漿過程的物理化學(xué)變化現(xiàn)在是47頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.4.2.1陶瓷泥漿的流變特性1.陶瓷泥漿的流動曲線2.影響泥漿流變性能的因素(1)泥漿的濃度(2)固相顆粒的粒度及粒度分布(3)電解質(zhì)的加入(4)陳腐(5)有機(jī)物質(zhì)(6)可溶性鹽類現(xiàn)在是48頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理1.陶瓷泥漿的流動曲線現(xiàn)在是49頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理陶瓷泥漿就其固相顆粒大小講，是介于溶膠－懸浮體－粗分散體系之間的一種特殊系統(tǒng)。既具有溶膠的穩(wěn)定性，又會聚集沉降。因此，要控制泥漿的流變性能，既要從固相顆粒本身出發(fā)，又要考慮外在條件（濃度、粒度分布、電解質(zhì)的種類和數(shù)量，泥漿制備方法等）的影響。現(xiàn)在是50頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.影響泥漿流變性能的因素(1)泥漿的濃度現(xiàn)在是51頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(2)固相顆粒的粒度及粒度分布一定濃度的泥漿中固相顆粒越細(xì)，顆粒間的平均距離越小，吸引力增大，位移時所需克服的阻力增大，流動性減小?，F(xiàn)在是52頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是53頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(3)電解質(zhì)的加入在泥漿中加入一定數(shù)量和一定種類的電介質(zhì)，可以使泥漿在含水量最少的情況下，具有良好的流動性?，F(xiàn)在是54頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是55頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是56頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(4)陳腐新鮮調(diào)制的泥漿及解凝程度不夠的泥漿，流變性能是不穩(wěn)定的，經(jīng)過陳腐（可長達(dá)幾周的時間）后，可以穩(wěn)定下來?，F(xiàn)在是57頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是58頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(5)有機(jī)物質(zhì)腐植質(zhì)是一系列酸性的高分子聚合物，其官能團(tuán)主要是羧基、酚式羥基及少量烯醇式羥基。它們可以影響粘土顆粒的絮凝，進(jìn)而影響其流動性。主要是降低泥漿的粘度，增加其流動性?，F(xiàn)在是59頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是60頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(6)可溶性鹽類包括堿金屬、堿土金屬的氯化物、硫酸鹽，它們能使泥漿的粘度提高?，F(xiàn)在是61頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.4.2.2影響泥漿澆注性能的因素1.流動性2.吸漿速度3.脫模性4.挺實(shí)能力5.加工性(1)固相的含量、顆粒大小和形狀的影響(2)泥漿溫度的影響

(3)水化膜厚度的影響(4)泥漿的pH值的影響(5)電解質(zhì)的作用現(xiàn)在是62頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理1.流動性影響泥漿流動性的因素：(1)固相的含量、顆粒大小和形狀的影響泥漿流動時的阻力來自三個方面：a.

水分子本身的相互吸引力；b.

固相顆粒與水分子之間的吸引力；c.固相顆粒相對移動時的碰撞阻力。若用經(jīng)驗(yàn)公式表示可寫為：η＝ηo(1－c)＋κ1cn＋κ2cm式中η——泥漿粘度；ηo——液體介質(zhì)粘度；c——泥漿中固相濃度；n、m、k1、k2——常數(shù)。（對高嶺土泥漿來說，n＝1，m＝3，k1＝0.08，k2＝7.5）現(xiàn)在是63頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理固相顆粒越細(xì)，流動性減小等軸顆粒產(chǎn)生的阻力最小。反映顆粒形狀與懸浮液粘度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式：η＝ηo(1＋KV)式中η——懸浮液粘度；ηo——液體介質(zhì)粘度；V——懸浮液中固相體積百分?jǐn)?shù)；K——形狀系數(shù)。顆粒形狀球形橢圓形層片狀長/厚=12.5棒狀20×6×3形狀系數(shù)K2.54.85380現(xiàn)在是64頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(2)泥漿溫度的影響

將泥漿加熱時，分散介質(zhì)（水）的粘度下降，泥漿粘度也因而降低。企業(yè)的試驗(yàn)結(jié)果泥漿溫度℃11.517.027384255流動性秒151140102796656此外，提高泥漿溫度還可加速泥漿脫水，增加坯體強(qiáng)度。所以生產(chǎn)中有采用熱漿進(jìn)行澆注的方法。若泥漿溫度為35～40℃、模型溫度為35℃左右，則吸漿時間可縮短一半，脫膜時間也相應(yīng)縮短?，F(xiàn)在是65頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(3)水化膜厚度的影響粘土原料經(jīng)過干燥后配成的泥漿其流動性有所改變。粘土干燥溫度與泥漿流動性的關(guān)系這和粘土干燥脫水后，表面吸附離子的吸附性質(zhì)發(fā)生變化（這種現(xiàn)象稱為固著現(xiàn)象）有關(guān)?，F(xiàn)在是66頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理在同一含水量條件下，膠團(tuán)中結(jié)合水減少,導(dǎo)致自由水增多，因而顆粒易于位移，泥漿流動性增大。但若干燥溫度超過一定數(shù)值后，粘土顆粒表面結(jié)構(gòu)受熱破壞，吸附的離子和粘土顆粒結(jié)合變松，再水化時粘土對水的耦合力較強(qiáng)，能形成較厚的水化膜，使結(jié)合水量增加，而自由水量相對減少，因而泥漿的流動性又變差。吸附離子與粘土顆粒的固著狀態(tài)現(xiàn)在是67頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（4）泥漿的pH值的影響控制料漿的pH值促使瘠性料漿形成膠團(tuán)。料漿的pH值改變時，會改變膠粒表面作用力和影響電位，最終使其膠溶或絮凝?，F(xiàn)在是68頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（5）電解質(zhì)的作用加入電解質(zhì)是改善泥漿流動性的一個主要方法。電解質(zhì)起稀釋、凝聚作用的原因：改變泥漿中膠團(tuán)的雙電層厚度和－電位。工業(yè)生產(chǎn)中常用的電解質(zhì)為Na2CO3及Na2SiO3兩種，一般用量為0.3～0.5%左右，含粘土多的泥漿要求電解質(zhì)多些。

不用NaOH作為稀釋劑，因它與粘土吸附的Ca2+交換后生成的Ca(OH)2溶解度大而仍舊產(chǎn)生Ca2+，因此泥漿仍發(fā)生凝聚現(xiàn)象而達(dá)不到稀釋的目的。而CaCO3及CaSiO3為難溶解的沉淀，從而使Ca2+的含量降低?，F(xiàn)在是69頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.吸漿速度(1)吸漿速度的定量描述阿德柯克推導(dǎo)出吸漿速度的定量公式：式中l(wèi)——坯體厚度；t——吸漿時間；s——坯體中固體顆粒的比表面積；p——泥漿與模型間的壓力差；η——水的粘度；N——常數(shù)，與坯體疏松程度及泥漿濃度有關(guān)；現(xiàn)在是70頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理將上式移項(xiàng)積分得：

K值稱為吸漿速度常數(shù)，為描述在一定條件下吸漿快慢的常數(shù)，除依賴于泥漿和石膏模的性質(zhì)外，還和注漿時的溫度有關(guān)。也就是說，在其他條件固定不變情況下，坯體厚度的平方l2與吸漿時間成正比。若以l2～t作圖則得到一條直線。直線的斜率即為吸漿速度常數(shù)K。K值越高則吸漿速度越大?，F(xiàn)在是71頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(2)影響吸漿速度的因素①泥漿的性質(zhì)主要是指吸附泥漿的組成因素：顆粒粒度越細(xì)，填充率越高，則吸漿速度越低。②泥漿的溫度泥漿的溫度升高，其粘度就會降低，從而使吸漿速度升高。③泥漿的濃度④壓力增高，水分通過模型毛細(xì)管的速率增大，吸漿速度增加。⑤模型的制造工藝?？刂颇Ｐ偷奈芰Α，F(xiàn)在是72頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是73頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理(3)增大吸漿速度的方法①減少模型的阻力一般可增加水與熟石膏的比值，適當(dāng)延長石膏漿的攪拌時間，真空處理石膏漿等。②減少坯料的阻力泥漿中塑性原料含量多則吸漿速度小，瘠性原料多的泥漿則吸漿速度大；泥漿顆粒愈細(xì)，其比表面愈大，越易形成致密的坯體，疏水性差，吸漿速度因而降低；泥漿中加入稀釋劑可以改善其流動性，但由于促使坯體致密化，則減慢吸漿速度?，F(xiàn)在是74頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理③提高吸漿過程的推動力從吸漿速度方程式可知，泥漿與模型之間的壓力差是吸漿過程的推動力。在一般的注漿方法中，壓力差來源于毛細(xì)管力。若采用外力以提高壓力差，必然有效的推動吸漿過程加速進(jìn)行。泥漿中若加入少量絮凝劑，形成的坯體結(jié)構(gòu)疏松，可加快吸漿過程。實(shí)踐證明，加入少量Ca2＋、Mg2＋的硫酸鹽或氯化物都可增大吸漿速度。在保證泥漿具有一定流動性的前提下，減少泥漿中的水分，增加其比重，可提高吸漿速度?，F(xiàn)在是75頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理3.脫模性脫模性：指坯體離模的難易程度，可用離模系數(shù)（G）表示。G為吸漿完畢至離模時坯體中固體粒子所占體積百分比的變化，或者說這兩種情況下坯體水分的變化。G要求適當(dāng)：G過小，水分變化不大，坯體柔軟疏松，在后續(xù)工序中易變形開裂。G過大，坯體致密，水分小而強(qiáng)度大，但在模型內(nèi)收縮大，易開裂。現(xiàn)在是76頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.挺實(shí)能力指脫模時坯體有足夠的硬度或濕強(qiáng)度、不致變形的能力。注漿坯體脫模后斷面上水分分布是不均勻分布的，離模型表面越近，水分越低，坯體強(qiáng)度越高。脫模后水分含量隨時間的延長而趨于均勻。現(xiàn)在是77頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理5.加工性指注漿成型的生坯能承受鉆孔、切割等加工工序的能力。坯體的加工性與坯料組成、電解質(zhì)等因素有關(guān)系?，F(xiàn)在是78頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.4.2.3注漿過程的物理化學(xué)變化1.注漿時的物理脫水過程毛細(xì)管力是泥漿脫水過程的推動力。這種推動力取決于毛細(xì)管的半徑和水的表面張力。毛細(xì)管愈細(xì)，水的表面張力愈大，則脫水的動力就愈大。當(dāng)水:石膏＝78:100時，總阻力最小而相應(yīng)的吸漿速度最大。脫水阻力模型阻力：取決于毛細(xì)管的大小和分布；坯體阻力：決定于泥漿本身的性質(zhì)和坯體的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在是79頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.注漿時的化學(xué)凝聚過程

CaSO4和泥漿中的Na-粘土及水玻璃發(fā)生離子交換反應(yīng)： Na-粘土＋CaSO4＋Na2SiO3→Ca-粘土＋CaSiO3↓+Na2SO4石膏起著絮凝劑的作用，促進(jìn)泥漿絮凝硬化，縮短成坯時間。

由于CaSO4的溶解與反應(yīng)，模型的毛細(xì)管增大，表面出現(xiàn)麻點(diǎn)，機(jī)械強(qiáng)度下降。現(xiàn)在是80頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.4.3基本注漿成型方法1.空心注漿法（單面注漿）draincasting現(xiàn)在是81頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.實(shí)心注漿(雙面注漿)solidcasting現(xiàn)在是82頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.4.4強(qiáng)化注漿成型方法（注漿方法的改進(jìn)）

在注漿過程中人為地施加外力，加速注漿過程的進(jìn)行，使吸漿速度和坯體強(qiáng)度得到明顯改善的方法。1.真空注漿(vacuumcasting)真空脫氣壓力注漿示意圖1-攪拌池2-泥漿泵3-容器4-空氣壓縮機(jī)5-緩沖容器6-真空泵7-注漿臺現(xiàn)在是83頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.離心注漿(centrifugal-casting)使模型在旋轉(zhuǎn)情況下進(jìn)漿，料漿在離心力的作用下緊靠模壁形成致密的坯體。氣泡較輕，易集中在中間最后破裂排出，故可提高吸漿速度與制品質(zhì)量。要求：泥漿中的顆粒分布范圍窄，否則大顆粒集中在靠近模型的坯體表面，而小顆粒集中在坯體內(nèi)面，造成坯體組織不均勻，收縮不一致?，F(xiàn)在是84頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理3.壓力注漿(pressurecasting)

通過提高泥漿壓力來增大注漿過程推動力，加速水分的擴(kuò)散，不僅可縮短注漿時間，還可減少坯體的干燥收縮和脫模后坯體的水分。注漿壓力越高，成型速度越大，生坯強(qiáng)度越高。但是受模型強(qiáng)度的限制。模型的材料：石膏模型、多孔樹脂模型、無機(jī)填料模型。根據(jù)壓力的大小可將壓力注漿分為：微壓注漿：壓力<0.03MPa采用石膏模型中壓注漿：壓力0.15～0.4MPa強(qiáng)度較高的石膏模型，樹脂模型高壓注漿：壓力>2MPa高強(qiáng)度樹脂模型現(xiàn)在是85頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理微壓注漿成型原理圖

微壓注漿成型工藝過程：（1）注漿；（2）吸漿；（3）空漿；（4）一次鞏固（微壓鞏固）；（5）開模、二次鞏固、脫坯。現(xiàn)在是86頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理高壓注漿成型原理圖現(xiàn)在是87頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理現(xiàn)在是88頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.熱漿注漿在模型兩端設(shè)置電極，料漿注滿后，馬上接交流電，利用料漿中少量電解質(zhì)的導(dǎo)電性加熱，升溫至50℃左右，可加快吸漿速度。當(dāng)泥漿溫度為15～55℃，粘度會降低50～60％，坯體成型速度提高32～42％?，F(xiàn)在是89頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理5.電泳成型根據(jù)料漿中粘土粒子（帶有負(fù)電荷）在電流作用下能向陽極移動，把坯料帶往陽極而沉積在金屬模的表面而成型的。模型用鋁、鎳、鍍鈷的鐵等。影響因素：主要為電壓、電流、成型時間、泥漿濃度及電解質(zhì)含量等。圓筒形電泳成型機(jī)1-多余的再循環(huán)稀漿排除口；2-電泳形成的沉積層；3-中心電極（陰極）；4-供泥漿的管子；5-鋅陽極；6-雙層陶瓷坯體帶；7-運(yùn)輸帶現(xiàn)在是90頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理

熱壓鑄成型

(HotPressing)定義：將含有石蠟的漿料在一定的溫度和壓力下注入金屬模中，待坯體冷卻凝固后再進(jìn)行脫模的成型方法。主要工序：制備臘漿、坯體澆注成型、排臘（1）臘漿由粉料、塑化劑、表面活性劑組成。（2）混料方式a.將石蠟加熱熔化，粉料倒入，邊加熱邊攪拌。b.粉料加熱后倒入石蠟熔液，邊加邊攪拌。(3)設(shè)備：快速和臘機(jī)、慢速和臘機(jī)然后將料漿倒入容器中，凝固后制成臘板，備用。(4)料漿的性能指標(biāo)穩(wěn)定性、可鑄性、收縮率現(xiàn)在是91頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.熱壓鑄成型工藝

主要工藝參數(shù)：(1)臘漿溫度。60～75℃，溫度升高，則臘漿的粘度下降，坯體致密，但冷卻收縮相應(yīng)大。溫度過低，則易出現(xiàn)欠注、皺紋等缺陷。(2)鋼模溫度。決定坯體冷卻凝固的速度。一般為20～30℃。(3)成型壓力。與漿桶深度、料漿性能有關(guān)。壓力升高，坯體的致密度增加，坯體的收縮程度下降。一般可以采用0.3～0.5MPa?，F(xiàn)在是92頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理3.排蠟這是熱壓法成型所特有的工序。此法含蠟量在13％甚至更多，高溫下，石蠟軟化會引起坯體變形，所以通常在低于坯體燒結(jié)溫度下排蠟，然后再燒結(jié)。排蠟時，把坯體埋在吸附劑中，石蠟在60℃以上開始熔融，120℃以上蒸發(fā)。吸附劑包圍著坯體，不致變形，同時吸附液體石蠟，然后再蒸發(fā)。排蠟的加熱制度一般要根據(jù)瓷粉的性質(zhì)，產(chǎn)品形狀、大小及窯爐結(jié)構(gòu)來確定。也可將低溫度階段升溫速率減慢，不必單獨(dú)排蠟直接燒成產(chǎn)品?，F(xiàn)在是93頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理真空攪拌熱壓鑄機(jī)現(xiàn)在是94頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.4.6流延法成型(tapecasting)1.是超薄型瓷片的成型方法，可成型厚度<0.05mm的薄膜。漿料由粉料（一般<3μm）、塑化劑和溶劑組成。2.將漿料充分混合，攪拌除泡，真空脫氣，過濾，最后利用流延機(jī)進(jìn)行成型。影響因素：（1）塑化劑用量和濃度（2）排出氣泡（3）干燥條件現(xiàn)在是95頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理多層共擠流延膜擠出設(shè)備現(xiàn)在是96頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5可塑成型4.5.1可塑泥團(tuán)的成型性能4.5.1.1可塑泥團(tuán)的流變特性σy:流動極限（流限、屈服值）σρ:強(qiáng)度極限εn:假塑性變形ερ:斷裂變形可塑法成型是利用外力對具有一定可塑變形能力的坯料進(jìn)行加工成型的方法?；驹硎腔谂髁系目伤苄浴，F(xiàn)在是97頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理成型時應(yīng)采取逐漸、多次加壓到泥團(tuán)上的方法。E=KW2，e=kw2現(xiàn)在是98頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理可塑坯料流變性質(zhì)的兩個重要參數(shù)：（1）屈服值：要求高（2）出現(xiàn)裂紋前的最大變形量：要求大現(xiàn)在是99頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.1.2影響泥團(tuán)可塑性的因素1.礦物種類蒙脫石：范德華鍵高嶺石：氫鍵可塑性良好的泥團(tuán)應(yīng)具備的條件：顆粒較細(xì)；礦物解理完全；顆粒表面水膜較厚。粘土中礦物的可塑性排序：（Marshall,1955）地開石<伊利石<綠脫石<鋰蒙脫石<高嶺石<蒙脫石現(xiàn)在是100頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.固體顆粒大小和形狀顆粒愈細(xì)則比表面積愈大，每個顆粒表面形成水膜所需水分愈多。另外，顆粒愈細(xì)則形成的毛細(xì)管半徑越小，毛細(xì)管力越大，可塑性越高。顆粒的形狀不同，其比表面積不同,因而對可塑性的影響也有差異。板片狀、短柱狀大于球狀、立方體顆粒。易形成面面接觸，毛細(xì)管小，毛細(xì)管力大，且對稱性低，移動時阻力大，促使泥團(tuán)可塑性增大?，F(xiàn)在是101頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理3.吸附陽離子的種類

粘土膠團(tuán)間的吸引力明顯地影響著泥團(tuán)的可塑性，而吸引力的大小決定于陽離子交換的能力和交換陽離子的大小與電荷?，F(xiàn)在是102頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.液相的數(shù)量和性質(zhì)

液體是泥團(tuán)出現(xiàn)可塑性的必要條件。液體介質(zhì)的粘度、表面張力對泥團(tuán)的可塑性有顯著的影響。液體介質(zhì)的表面張力大，則泥團(tuán)的可塑性大。現(xiàn)在是103頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.1.3可塑泥團(tuán)的顆粒取向與成型的關(guān)系

1.泥料顆粒取向的原因及排列狀況現(xiàn)在是104頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.顆粒取向與收縮、變形的關(guān)系現(xiàn)在是105頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理3.顆粒取向與產(chǎn)品性能的關(guān)系

現(xiàn)在是106頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2可塑成型工藝4.5.2.1滾壓成型1.滾壓成型工藝原理和特點(diǎn)成型時盛放著泥料的石膏模型和滾壓頭分別繞自己的軸線以一定的速度同方向旋轉(zhuǎn)。滾壓頭在旋轉(zhuǎn)的同時逐漸靠近石膏模型，對泥料進(jìn)行滾壓成型。二者之間既有滾動又有滑動，泥料主要承受壓延力的作用。陰模滾壓（內(nèi)滾壓）：滾壓頭形成坯體的內(nèi)表面。陽模滾壓（外滾壓）：滾壓頭決定坯體形狀和大小，模型決定內(nèi)表面的花紋?，F(xiàn)在是107頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.滾壓成型的主要控制因素

（1）對泥料的要求水分、可塑性既有滾動，又有滑動，泥料主要受壓延力的作用。要求有一定的可塑性和較大的延伸量?？伤苄缘?，易開裂；可塑性高，水分多易粘滾頭。陽模滾壓和陰模滾壓對泥料的要求有差別。陰模滾壓受模型的承托和限制，可塑性可以稍低，水分可稍多。（2）滾壓頭的溫度熱滾壓：100～130℃，在泥料表面產(chǎn)生一層氣膜，防止粘滾頭，坯體表面光滑。冷滾壓：可用塑料滾壓頭，如聚四氟乙烯。（3）主軸轉(zhuǎn)速（n1）和滾頭轉(zhuǎn)速(n2)現(xiàn)在是108頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.2塑壓成型將可塑泥料放在模型中在常溫下壓制成型的方法。模型：蒸壓型的α－半水石膏，內(nèi)部盤繞多孔性纖維管，用以通壓縮空氣或抽真空。

成型壓力與坯泥的含水量有關(guān)。成型時施以一定的壓力，坯體的致密度較旋坯法、滾壓法都高。因此，需要提高模型強(qiáng)度：采用多孔性樹脂模、多孔金屬模。

現(xiàn)在是109頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.3注塑成型（注射成型）瘠性物料與有機(jī)添加劑混合加壓擠制的成型方法。

1.坯料的制備坯料由陶瓷瘠性粉料與結(jié)合劑（熱塑性樹脂）、潤滑劑、增塑劑等有機(jī)添加劑構(gòu)成。制備過程：配料、加熱混合、固化、粉碎造粒。有機(jī)物含量直接影響坯料的成型性能劑燒結(jié)收縮性能。2.成型過程現(xiàn)在是110頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理3.脫脂除去有機(jī)添加劑的工序4.注射成型與熱壓鑄成型的比較：相同點(diǎn)：（1）瘠性料與有機(jī)添加劑混合、成型、脫脂（排臘）三個主要工序。（2）在一定溫度、壓力下成型。不同點(diǎn)：（1）熱壓鑄在燒結(jié)前需制成可以流動的臘漿。注射成型是制備出粉狀干粉料，注入模具后加熱至塑性狀態(tài)，填充模具。（2）熱壓鑄壓力0.3～0.5MPa，注射成型壓力130MPa?，F(xiàn)在是111頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.4軋膜成型

是薄片瓷坯的成型工藝，主要用在電子陶瓷工業(yè)中直至瓷片電容、獨(dú)石電容及電路基板等瓷坯，適于1mm以下，常見為0.15mm。

1.坯料的制備瘠性粉料：預(yù)燒、過篩。塑化劑：由粘合劑（PVA、聚羧酸乙烯酯、甲基纖維素）、增塑劑（甘油、己酸三甘醇、臨苯二甲酸二丁酯）和溶劑（水、甲苯、乙醇）配置而成。將瘠性粉料和塑化劑攪拌均勻、利用軋膜機(jī)混煉使之充分混合、吹風(fēng)（使溶劑揮發(fā)）、粗軋?，F(xiàn)在是112頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理2.軋膜成型工藝煉泥與成型同時進(jìn)行，粗軋后的厚膜仍要多次反復(fù)軋煉以保證泥料高度均勻并排出氣泡。在軋膜過程中逐步縮小軋輥間距，至所需厚度，最后進(jìn)行沖切。軋膜過程中只在長度、厚度方向受碾壓，寬度方向缺乏足夠的壓力，故具有顆粒定向排列，導(dǎo)致燒成收縮不一致，從而使產(chǎn)品的致密度、機(jī)械強(qiáng)度具有方向性。解決辦法：軋膜時不斷將膜片作90°倒向、折疊?，F(xiàn)在是113頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6壓制成型(compressionmoulding)4.6.1粉料的工藝性質(zhì)粒度是指粉料的顆粒大小，通常以顆粒的半徑r或直徑d表示。2.等效半徑4.6.1.1粒度和粒度分布V=a×b×c=4/3πR3即該顆粒等效半徑為：現(xiàn)在是114頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理3.粒度分布指各種不同大小顆粒所占的百分比。現(xiàn)在是115頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.2粉料的堆積特性現(xiàn)在是116頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理粗顆粒約占70%，細(xì)顆粒約占30%的混合粉料其總體積約為1.25，孔隙率最低約25%粗顆粒為50%，中顆粒為10%，細(xì)顆粒為40%時，粉料的孔隙率僅為23%?，F(xiàn)在是117頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.3粉料的拱橋效應(yīng)粉料自由堆積的孔隙率往往比理論計(jì)算值大的多現(xiàn)在是118頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.4粉料的流動性自然安息角（偏角）α反映粉料的流動性當(dāng)堆積到一定高度后，粉料會向四周流動，始終保持為圓錐形，其自然安息角（偏角）α保持不變。一般粉料的自然安息角α約為20?～40?。在生產(chǎn)中粉料的流動性決定著它在模型中的充填速度和充填程度。加入潤滑劑以提高其流動性現(xiàn)在是119頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.2壓制成型工藝4.6.2.1定義

將含有一定水分（或其它粘結(jié)劑）的粒狀粉料填充于模具之中，對其施加壓力，使之成為具有一定形狀和強(qiáng)度的陶瓷坯體的成型方法叫做壓制成型。又稱模壓成型（stampingprocess）、干壓成型(drypressing)。粉料含水量8%~15％時為半干壓成型；粉料含水量為3％~7％時為干壓成型；特殊的壓制工藝（如等靜壓法），坯料水分可在3％以下?，F(xiàn)在是120頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.2.2壓制成型的模具和設(shè)備模具可用工具鋼制成。產(chǎn)品外形不合理，決定了模具設(shè)計(jì)不合理，致使影響成型質(zhì)量，因此，有時寧可對產(chǎn)品的外形作一些修改，使模具設(shè)計(jì)合理。模具設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：便于粉料填充和移動，脫模方便，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)有透氣孔，裝卸方便，壁厚均勻，材料節(jié)約等。模具加工應(yīng)注意尺寸精確，配合精密，工作面要光滑等。

施壓設(shè)備：機(jī)械壓機(jī)、油壓機(jī)或水壓機(jī)等。

現(xiàn)在是121頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理材料成型液壓機(jī)現(xiàn)在是122頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3粉料的致密化過程4.6.3.1密度的變化第一階段：坯體密度急劇增加；第二階段：壓力繼續(xù)增加時，坯體密度增加緩慢，后期幾乎無變化；第三階段：壓力超過某一數(shù)值（極限變形壓力）后，坯體的密度又隨壓力增高而加大。現(xiàn)在是123頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理影響坯體孔隙率的因素：（1）粉料裝模時的自由堆積的孔隙率v0越小，則坯體成型后的孔隙率v也越小。（2）增加壓力P可使坯體孔隙率v減少，而且它們呈指數(shù)關(guān)系。（3）延長加壓時間t，也可以降低坯體氣孔率，但會降低生產(chǎn)率。（4）減少顆粒間內(nèi)摩擦力η也可使坯體孔隙率降低。（5）坯體形狀、尺寸及粉料性質(zhì)都會影響坯體的密度大小和其均勻性。現(xiàn)在是124頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3.2強(qiáng)度的變化坯體的強(qiáng)度呈現(xiàn)出階段性的變化：壓力較低時，雖然由于粉料顆粒位移填充孔隙，坯體孔隙減小，但顆粒間接觸面積仍小，所以強(qiáng)度并不大。成型壓力增加后，不僅顆粒位移和填充孔隙繼續(xù)進(jìn)行，而且能使顆粒發(fā)生彈－塑性變形、顆粒間接觸面積大大增加，出現(xiàn)原子間力的相互作用，因此強(qiáng)度直線提高。壓力繼續(xù)增大，坯體密度和孔隙變化不明顯，強(qiáng)度變化也較平坦?，F(xiàn)在是125頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理壓制墻地磚時坯體強(qiáng)度與水分的關(guān)系：1-坯料水分；2-體積密度現(xiàn)在是126頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3.3坯體中壓力的分布壓力分布不均勻原因：（1）顆粒之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力；（2）顆粒與模壁之間產(chǎn)生外摩擦力。H/D對壓力分布的影響單面加壓時坯體內(nèi)部壓力分布情況（H－坯體高度；D－坯體直徑）現(xiàn)在是127頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4影響坯體密度的因素4.6.4.1成型壓力壓制過程中，加于粉料上的壓力主要消耗在以下兩個方面：（1）克服粉料的阻力P1，稱為靜壓力。它包括顆粒相對位移時所需克服的內(nèi)摩擦力，及使粉料顆粒變形所需的力。（2）克服粉料顆粒對模壁摩擦所消耗的力P2，成為消耗壓力。含粘土的陶瓷坯料，其單位成型壓力約為：10～60MPa

一般工業(yè)陶瓷的單位成型壓力約為：40～100MPa

現(xiàn)在是128頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4.2加壓方式加壓方式和密度分布關(guān)系圖（橫條線為等密度線）a－單面加壓；b－雙面同時加壓；c－雙面先后加壓；d－四面加壓現(xiàn)在是129頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4.3加壓速度多次加壓：有利于氣體的排出。一輕、二重、慢提起：

開始稍加壓力，然后壓力加大，這樣不致封閉空氣排出的通路。最后一次提起上模時要輕些、緩些，防止殘留的空氣急速膨脹產(chǎn)生裂紋。多次換向加壓振動加壓現(xiàn)在是130頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理（1）減少粉料顆粒間及粉料與模壁之間的摩擦，這種添加物又稱 潤滑劑；（2）增加粉料顆粒之間的粘結(jié)作用，這類添加物又稱粘合劑；（3）促進(jìn)粉料顆粒吸附、濕潤或變形，通常采用表面活性物質(zhì)。4.6.4.4添加劑的選用從而提高坯體的密度和強(qiáng)度，減少坯體的密度分布不均的現(xiàn)象?，F(xiàn)在是131頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理加荷卸荷壓力與變形的關(guān)系示意圖4.6.4.5彈性后效現(xiàn)在是132頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.5影響層裂的因素及防止方法

4.6.5.1氣體的影響4.6.5.2坯體水分的影響坯料中的氣體，能夠增加物料的彈性變形和彈性后效。殘留在坯體中的氣體是造成坯體層裂的重要原因，在其它條件相同的情況下，坯料中的氣體越多，壓制時造成層裂的可能性越大。在水分過大時，水分是引起層裂的主要原因，在水分小時，彈性后效是引起層裂的主要原因?，F(xiàn)在是133頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.5.4壓制時間及壓力的影響4.6.5.3加壓次數(shù)對層裂的影響加荷卸荷次數(shù)增多，則殘余變形逐漸減小，所以在條件相同的情況下，間斷地卸荷比一次壓制密度高。在其它條件相同的情況下，慢慢增加壓力，即延長加壓時間，也能得到類似壓縮程度很大的效果。實(shí)踐證明，坯體在壓力不大但作用時間長的情況下加壓，比大壓力一次性加壓產(chǎn)生的塑性變形大。現(xiàn)在是134頁\一共有146頁\編輯于星期三4/19/2023國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.6等靜壓成型(isostaticpressmoulding)4.6.6.1等靜壓成型原理(1)定義：是裝在封閉模具中的粉體在各個方向同時均勻受壓成型的方法。等靜壓成型是干壓成型技術(shù)的一種新發(fā)展，但模型的各個面上都受力，故優(yōu)于干壓成型。該工藝主要是利用了液體或氣體能夠均勻地向各個方向傳遞壓力的特性來實(shí)現(xiàn)坯體均勻受壓成型的。(2)等靜壓成型過程

現(xiàn)在是135頁\一共