《第二章陶瓷材料课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章陶瓷材料课件.ppt（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、陶瓷材料学陶瓷材料学单位：单位：材料学院材料学院教师：教师：赵宇龙赵宇龙第二章第二章 陶瓷陶瓷 2.1 陶瓷概述陶瓷概述 2.2 陶瓷结构与性能陶瓷结构与性能 2.3 陶瓷的制备工艺陶瓷的制备工艺 2.4 特种陶瓷特种陶瓷 第三节第三节 陶瓷制备工艺陶瓷制备工艺 2.3.1 陶瓷的原料陶瓷的原料 2.3.5 陶瓷的釉料陶瓷的釉料 2.3.2 陶瓷的坯料陶瓷的坯料 2.3.6 坯体的干燥坯体的干燥 2.3.3 坯料的制备坯料的制备 2.3.7 陶瓷的烧成陶瓷的烧成 2.3.4 坯体的成型坯体的成型 2.3.8 陶瓷的修饰陶瓷的修饰 2.3.4 2.3.4 坯体的成型坯体的成型 1.陶瓷成型概述陶
2、瓷成型概述 4.注浆成型方法注浆成型方法 2.成型分类及选择成型分类及选择 5.压制成型方法压制成型方法 3.可塑成型方法可塑成型方法 1.陶瓷成型概述陶瓷成型概述 陶瓷成型：是指将按照要求制备好的坯料通过各种成型方法陶瓷成型：是指将按照要求制备好的坯料通过各种成型方法制成具有一定形状坯体的过程。制成具有一定形状坯体的过程。成型要求：成型要求：坯体形状尺寸符合图纸要求，生坯尺寸要经过收缩率坯体形状尺寸符合图纸要求，生坯尺寸要经过收缩率放大。放大。成型坯体要有一定机械强度，以适应后续加工。成型坯体要有一定机械强度，以适应后续加工。坯体要均匀、致密，避免收缩变形。坯体要均匀、致密，避免收缩变形。2
3、.成型方法分类与选择成型方法分类与选择 塑法成型塑法成型注浆成型压制成型压制成型坯料在外力作用下发坯料在外力作用下发生可塑变形的成型方生可塑变形的成型方法。法。如旋压法、滚压法、如旋压法、滚压法、塑压法、注射法、轧塑压法、注射法、轧膜法膜法传统注浆：多孔模型传统注浆：多孔模型从泥浆中吸水，在模从泥浆中吸水，在模壁上形成一薄层泥层壁上形成一薄层泥层的成型方法。真空、的成型方法。真空、离心注浆离心注浆广义注浆：坯料具有广义注浆：坯料具有流动性的成型方法。流动性的成型方法。如热压铸、流延法。如热压铸、流延法。压制成型：将含有一压制成型：将含有一定水分的粒状粉料，定水分的粒状粉料，充填在一定模具中，充
4、填在一定模具中，施加压力，使之具有施加压力，使之具有一定形状和强度的陶一定形状和强度的陶瓷坯体。瓷坯体。干压、半干压、等静干压、半干压、等静压。压。形状大小厚薄形状大小厚薄坯料性能经济角度经济角度旋转体形状可塑成型，旋转体形状可塑成型，如碗、盘。如碗、盘。形状复杂、尺寸较大、形状复杂、尺寸较大、壁薄注浆成型，如花壁薄注浆成型，如花瓶、壶。瓶、壶。尺寸公差要求较高的尺寸公差要求较高的扁平产品干压成型，扁平产品干压成型，各类地砖。各类地砖。可塑性好的坯料采用可塑性好的坯料采用可塑成型。可塑成型。可塑性差的坯料，注可塑性差的坯料，注浆、干压。浆、干压。设备简单设备简单劳动强度低劳动强度低技术指标高技
5、术指标高生产周期短、成本低生产周期短、成本低3.可塑成型方法可塑成型方法 坯料质量控制：通过某些指标，达到控制坯料质量，符合成坯料质量控制：通过某些指标，达到控制坯料质量，符合成型要求目的。型要求目的。塑性坯料：塑性坯料：可塑性：无统一检测方法，变更塑、脊原料的品种、含量，加入可塑性：无统一检测方法，变更塑、脊原料的品种、含量，加入粘合剂或废泥坯增强可塑性。粘合剂或废泥坯增强可塑性。含水量：不同成型方法，含水量不同，旋坯含水量：不同成型方法，含水量不同，旋坯22-25%，滚坯，滚坯20-23%，车坯，车坯16%。颗粒粗细：颗粒细增加可塑性、强度，但会带入杂质、提高成本，颗粒粗细：颗粒细增加可塑
6、性、强度，但会带入杂质、提高成本，如一般瓷坯万孔筛上物小于如一般瓷坯万孔筛上物小于2%。气孔：控制在气孔：控制在7-10%以内，练泥和陈腐以内，练泥和陈腐 生坯干燥强度：生坯抗折强度衡量，通过可塑性调节来实现。生坯干燥强度：生坯抗折强度衡量，通过可塑性调节来实现。收缩性：考察坯体线收缩，通过塑、脊比例控制。收缩性：考察坯体线收缩，通过塑、脊比例控制。可塑成型法：利用模具或刀具等的运动所产生的外力（压、可塑成型法：利用模具或刀具等的运动所产生的外力（压、剪、挤）对具有塑性的坯料进行加工，使坯料在外力作用下剪、挤）对具有塑性的坯料进行加工，使坯料在外力作用下产生塑性变形而成型的方法。产生塑性变形而
7、成型的方法。拉坯拉坯雕塑雕塑印坯印坯旋压旋压滚压滚压塑压塑压挤压挤压轧模轧模注射注射 拉坯：在旋转的器具上，人力用手工拉制生坯的方法，一般拉坯：在旋转的器具上，人力用手工拉制生坯的方法，一般拉制的坯料含水量要高，工业上很少采用。拉制的坯料含水量要高，工业上很少采用。雕塑：产品形状为人物、鸟兽、方形、多角形的器件，要采雕塑：产品形状为人物、鸟兽、方形、多角形的器件，要采用手捏或雕塑的方法；工业上一般采用先雕塑后翻模，然后用手捏或雕塑的方法；工业上一般采用先雕塑后翻模，然后注浆成型，但也不能太复杂；而工艺品多采用雕塑。注浆成型，但也不能太复杂；而工艺品多采用雕塑。印坯：用软泥在模型中翻印制品的方法
8、，常用于形状不对称印坯：用软泥在模型中翻印制品的方法，常用于形状不对称和精度要求不高的制品；工业上使用越来越少。和精度要求不高的制品；工业上使用越来越少。旋压：利用旋转的石膏模和样板刀来成型，将泥团放在石膏旋压：利用旋转的石膏模和样板刀来成型，将泥团放在石膏模中心，旋转石膏模，放下样板刀进行旋压，泥料在样板刀模中心，旋转石膏模，放下样板刀进行旋压，泥料在样板刀的作用下均匀的分布在模具上，多余的泥巴被样板刀刮走。的作用下均匀的分布在模具上，多余的泥巴被样板刀刮走。扁平制品多采用阳模（内表面），深凹多采用阴模。扁平制品多采用阳模（内表面），深凹多采用阴模。特点：特点：含水量稍高含水量稍高 设备简单
9、，适应性强设备简单，适应性强 质量较差，劳动强度大质量较差，劳动强度大 小批量、中低档瓷器可选择小批量、中低档瓷器可选择旋压成型。旋压成型。滚压：旋压基础上发展起来，日用瓷器的主要成型方法之一；滚压：旋压基础上发展起来，日用瓷器的主要成型方法之一；将旋压的样板刀改为回转形的滚压头；模型和滚压头各绕自将旋压的样板刀改为回转形的滚压头；模型和滚压头各绕自己的轴线旋转，边滚边压，形成坯体。己的轴线旋转，边滚边压，形成坯体。塑压：利用上下模具，压制泥饼形成坯体的成型方式；一般塑压：利用上下模具，压制泥饼形成坯体的成型方式；一般包含用金属框固定的石膏模具和排气盘。包含用金属框固定的石膏模具和排气盘。模模
10、排气盘排气盘 挤压：由真空挤泥机将坯泥挤压成各种管状、棒状及断面和挤压：由真空挤泥机将坯泥挤压成各种管状、棒状及断面和中孔一至的产品。一般制作坯体形状简单的管棒，有些甚至中孔一至的产品。一般制作坯体形状简单的管棒，有些甚至需要车坯。需要车坯。车坯：在车车坯：在车床上将挤压床上将挤压成型的泥段成型的泥段再加工成外再加工成外形复杂的柱形复杂的柱状制品的成状制品的成型方式，可型方式，可分为干车和分为干车和湿车。湿车。注射成型：将脊性陶瓷粉料与热塑性素质混炼成坯料，用注注射成型：将脊性陶瓷粉料与热塑性素质混炼成坯料，用注射机在一定温度和压力下注入金属模具中，冷却脱模成型。射机在一定温度和压力下注入金属
11、模具中，冷却脱模成型。轧膜成型：将可塑性坯料在两滚之间进行辊轧，反复进行可轧膜成型：将可塑性坯料在两滚之间进行辊轧，反复进行可得符合要求的薄膜。例如电容器坯片。得符合要求的薄膜。例如电容器坯片。4.注浆成型方法注浆成型方法 注浆坯料质量控制：注浆坯料质量控制：泥浆的比密度：一般在泥浆的比密度：一般在1.65-1.85之间，小型产品或空心注浆时密之间，小型产品或空心注浆时密度可小一些，大件密度要大。度可小一些，大件密度要大。泥浆的流动性：一般希望水越少越好，流动性越好越好，通常用泥浆的流动性：一般希望水越少越好，流动性越好越好，通常用恩氏粘度计测量恩氏粘度计测量100ml泥浆流出的时间，泥浆流出
12、的时间，PH值可以控制流动性。值可以控制流动性。厚化系数：空心厚化系数：空心1.1-1.4，实心，实心1.5-2.2，静止，静止30min和和30s的粘度的粘度比值。比值。适当的渗透性：可以短时间内浇筑适当的渗透性：可以短时间内浇筑 干燥收缩要小干燥收缩要小 注浆成型法：将制备好的泥浆注入多孔石膏模具中，贴近模注浆成型法：将制备好的泥浆注入多孔石膏模具中，贴近模具的泥的水被毛细孔吸走，形成一定厚度的均匀泥层，将泥具的泥的水被毛细孔吸走，形成一定厚度的均匀泥层，将泥浆倒出后，泥坯因脱水收缩而脱离开形成毛坯。浆倒出后，泥坯因脱水收缩而脱离开形成毛坯。强化注浆：改变坯体不够致密、收缩较大、缺陷多尤其
13、大而强化注浆：改变坯体不够致密、收缩较大、缺陷多尤其大而厚的坯体模壁和较远处存在的较大差异，采用的强化方法。厚的坯体模壁和较远处存在的较大差异，采用的强化方法。空心注浆空心注浆实心注浆实心注浆强化注浆强化注浆热压铸热压铸流延成型流延成型凝胶铸凝胶铸 空心注浆：将泥浆注入没有型芯的石膏模中，泥浆静止一段空心注浆：将泥浆注入没有型芯的石膏模中，泥浆静止一段时间后，待模型内壁粘附一定厚度的坯体，将多余的泥浆倒时间后，待模型内壁粘附一定厚度的坯体，将多余的泥浆倒出，然后带模干燥，收缩脱模而成型。多用于浇筑杯、壶。出，然后带模干燥，收缩脱模而成型。多用于浇筑杯、壶。实心注浆：将泥浆注入两石膏模中间的空穴
14、中，模和芯两面实心注浆：将泥浆注入两石膏模中间的空穴中，模和芯两面吸水，随水被吸走不断补充浆料，直至泥浆全部变成泥坯。吸水，随水被吸走不断补充浆料，直至泥浆全部变成泥坯。可以制作形状较为复杂的制品。可以制作形状较为复杂的制品。压力注浆：加大泥浆压力的方法加速水分扩散，从而加快吸压力注浆：加大泥浆压力的方法加速水分扩散，从而加快吸浆速度的方法。一般采用提高盛桶的位置增大压力，可以缩浆速度的方法。一般采用提高盛桶的位置增大压力，可以缩短吸浆时间，降低含水量和干燥收缩，提高坯体致密度和强短吸浆时间，降低含水量和干燥收缩，提高坯体致密度和强度。度。真空注浆：在石膏模具外抽真空，或将加固后的石膏模放在真
15、空注浆：在石膏模具外抽真空，或将加固后的石膏模放在真空室中负压操作，可以缩短成型时间，提高坯体强度和致真空室中负压操作，可以缩短成型时间，提高坯体强度和致密度。密度。离心注浆：模型旋转情况下进浆，泥浆受离心力的作用紧靠离心注浆：模型旋转情况下进浆，泥浆受离心力的作用紧靠模壁而形成致密的坯体。泥浆中气泡比较轻，模型旋转时多模壁而形成致密的坯体。泥浆中气泡比较轻，模型旋转时多集中在中间，进而排除，一般集中在中间，进而排除，一般500r/min以下，速度大容易形以下，速度大容易形成小颗粒在内表面，大颗粒外表面，里外不均。成小颗粒在内表面，大颗粒外表面，里外不均。成组注浆：将许多模具叠放一起，由一个连
16、通的通道注浆成组注浆：将许多模具叠放一起，由一个连通的通道注浆热液注浆：模型两端设置电极，接交流电，利用泥浆中的电热液注浆：模型两端设置电极，接交流电，利用泥浆中的电解质可以加热到解质可以加热到50，降低泥浆粘度，加快吸浆速度。，降低泥浆粘度，加快吸浆速度。如如15提升至提升至55，粘度降低，粘度降低50-60%，成型速度提高，成型速度提高32-42%。电泳注浆：泥浆一般带负电荷，在电场作用下向阳极移动，电泳注浆：泥浆一般带负电荷，在电场作用下向阳极移动，颗粒在阳极沉积，一般模具要用铝、镍等金属材料。颗粒在阳极沉积，一般模具要用铝、镍等金属材料。热压铸成型：将原料粉碎后，加入粘结剂热压铸成型：
17、将原料粉碎后，加入粘结剂(石蜡石蜡)，加热塑化，加热塑化，在一定温度和压力下铸造成型，然后再脱蜡烧成。在一定温度和压力下铸造成型，然后再脱蜡烧成。造粒：粒度小，石蜡多；粒造粒：粒度小，石蜡多；粒度大，不稳定；度大，不稳定；温度：温度：65-85注浆，注浆，20-30铸铸模；模；流延成型：带式浇筑或刮刀法，是生产超薄瓷片的最常用方流延成型：带式浇筑或刮刀法，是生产超薄瓷片的最常用方法，在电容器瓷片，厚薄、薄膜电路基片有广泛应用。方法法，在电容器瓷片，厚薄、薄膜电路基片有广泛应用。方法是在粉体中加入溶剂、粘结剂、增塑剂等制作成稳定性、流是在粉体中加入溶剂、粘结剂、增塑剂等制作成稳定性、流动性好的浆
18、体，通过流延机传送到传送带，用刮板控制厚度动性好的浆体，通过流延机传送到传送带，用刮板控制厚度制的坯体。制的坯体。凝胶铸成型：原位聚合物形成大分子网络，将陶瓷颗粒粘结凝胶铸成型：原位聚合物形成大分子网络，将陶瓷颗粒粘结在一起，在有机引发剂的作用下固化成型。在一起，在有机引发剂的作用下固化成型。5.压制成型方法压制成型方法 压制坯料质量控制：压制坯料质量控制：颗粒大小及团粒：干压坯料一般由团粒、空气、水组成，而团粒颗粒大小及团粒：干压坯料一般由团粒、空气、水组成，而团粒又由几十甚至更多的细颗粒、水和空气组成，一般团粒尺寸又由几十甚至更多的细颗粒、水和空气组成，一般团粒尺寸0.2-0.5mm，细颗
19、粒太多会降低流动性，难以压实。，细颗粒太多会降低流动性，难以压实。含水量：与坯体厚度形状、成型压力有关，形状简单、尺寸要求含水量：与坯体厚度形状、成型压力有关，形状简单、尺寸要求不高、压力不大时，含水量可高一些，不高、压力不大时，含水量可高一些，8-14%；反之含水量要小，半干；反之含水量要小，半干压压4-7%，干压，干压1-4%。压缩比：成型前后高度比压缩比：成型前后高度比 可塑性：可塑性料高，含水量高，要尽量少可塑性：可塑性料高，含水量高，要尽量少 干压半干压：将粉状坯料在钢模中压成致密坯体的成型方法，干压半干压：将粉状坯料在钢模中压成致密坯体的成型方法，常用来生产砖或电工片状瓷器。常用来生产砖或电工片状瓷器。等静压：粉料在哥哥方向同时均匀受压的一种成型方式，主等静压：粉料在哥哥方向同时均匀受压的一种成型方式，主要利用液体来均匀传递压力。要利用液体来均匀传递压力。