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1、7 陶瓷原料l天然原料l粘土l高岭石类 l叶蜡石 l蒙脱石 l伊利石类 l石英 硅石 石英岩 l正长石亚族 l斜长石亚族 l钡长石亚族 其它天然原料l霞石RAlSiO4(R=Li,Na,K)l滑石Mg3Si4O10(OH)2,3MgO4SiO2H2Ol硅灰石Ca(SiO3),CaOSiO2l辉石R2Si206、RMg、Fe、Ca、Na、Al、Li等化工原料7.1粘土 粘土是自然界中硅酸盐岩石粘土是自然界中硅酸盐岩石(如长石、云母如长石、云母)经过长期经过长期风化作用而形成的一种土状矿物混合体；为细颗粒的含水风化作用而形成的一种土状矿物混合体；为细颗粒的含水铝硅酸盐，具有层状结构。当其与水混合时
2、，有很好的可铝硅酸盐，具有层状结构。当其与水混合时，有很好的可塑性，在坯料中起塑化和粘合作用，赋予坯体以塑性变形塑性，在坯料中起塑化和粘合作用，赋予坯体以塑性变形或注浆能力，并保证干坯的强度及烧结制品的使用性能；或注浆能力，并保证干坯的强度及烧结制品的使用性能；是成形能够进行的基础，也是粘土质陶瓷成瓷的基础。是成形能够进行的基础，也是粘土质陶瓷成瓷的基础。生成及分类生成及分类生成及分类生成及分类 原生粘土也称一次或残留粘粘土。可经化学风化(如水解)生成,4K(AlSi3O8)+6H2O2Al2Si2O5(OH)4+8SiO2+4KOH次生粘土，也称二次或沉凝粘土。是由原生粘土在自然动力条件下转
3、移到其它地方再次沉积而成。矿物结构矿物结构矿物结构矿物结构化学组成化学组成化学组成化学组成工艺性质工艺性质工艺性质工艺性质 7.1.2矿物结构 粘土矿多具有层状结构，其结构基础是数层硅氧四面粘土矿多具有层状结构，其结构基础是数层硅氧四面体组成的体组成的(Si2O5)n层和一层铝氧八面体组成的层和一层铝氧八面体组成的A10(OH)2层层构成一单元层。各层原子排列如图构成一单元层。各层原子排列如图7.1所示，层间相互以顶所示，层间相互以顶角连接。若氧离子从角连接。若氧离子从Si2O5而凸出来进入并衔接而凸出来进入并衔接A1O(OH)2层，则这两层组合成了层，则这两层组合成了1：1型双层矿型双层矿A
4、12(Si2O5(OH)4)(高高岭石岭石)；如；如AlO(OH)2层在中间，上下分别为层在中间，上下分别为Si2O5层，又可层，又可组成组成2：1型三层矿型三层矿A12(Si2O5)2(OH)2(叶蜡石叶蜡石)。表表表表 硅酸盐晶体结构及其分类硅酸盐晶体结构及其分类硅酸盐晶体结构及其分类硅酸盐晶体结构及其分类 1高岭石类 景德镇附近的高岭村而得名，1：1型双层结构 前一个分子式是按氧化物组成写成的(含Al2O339.5%，SiO246.54%，H2O13.96%)；后一分子式是结构式方括号内表示阳离子，前面是阳离子。相邻的结构单元层通过八面体的(OH)和另一层的O以氢键相联系，结合力较弱，所
5、以层间解理完整而缺乏膨胀性。高岭石晶格内部的离子是很少置换的。在晶格破裂时，最外层边缘上有断键，电荷出现不平衡时，才吸附其它阳离子，重新建立平衡。其结构表由的OH-中的H+可以被K+或Na取代。高岭石在加热时，低温先失去吸附水，约550650会排出结晶水，至950后开始分解，到12001250形成莫来石。江苏的苏州土、湖南的界牌土、山西的大同土等均是以高岭石为主要矿物的高岭土，是优质的陶瓷原料。2叶蜡石 可可表表示示为为含含Al2O3 28.3SiO2 66.7%，H2O 5。各各层层之之间间由由范范德德华华力力连连结结，结结合合很很弱弱。四四面面体体中中的的Si4和和八八面面体体中中的的A1
6、3未未被被其其它它阳阳离离子子置置换换，故故不不易易吸吸附附阳阳离离子子和和吸吸收水分。收水分。不属于粘土矿物，因某些性质与粘土相近而划入粘土之列。2：1型三层结构3 蒙脱石 亦称胶岭石、微晶高岭石。2：1型三层结构结构特征同叶蜡石，类似高岭石向埃洛石过渡情景。因层间水插入晶格，理论结构式为A12(Si4010(0H)2)nH20。以蒙脱石为主要矿物的粘土又有膨润土之称。自然界中的蒙脱石因Mg2+与A13+的置换，致使结构居中夹杂有阳离子。具有很大的阳离子交换能力，相应正确的分子式是(Al2-xMgx)Si4O4(OH)2NaxnH2O。Na+是可进行交换的阳离子，因此通常蒙脱石是以不同的阳离
7、子来分类的如钠蒙脱石、钙蒙脱石等。4伊利石类 由云母矿风化、多数是由云母矿物水解而得。云母类的结构与叶由云母矿风化、多数是由云母矿物水解而得。云母类的结构与叶蜡石相近，也是蜡石相近，也是2：1三层结构。只是四面体层中每三层结构。只是四面体层中每4个个Si原子只有一个原子只有一个按一定规律被按一定规律被Al原子置换、并带进一原子置换、并带进一K原子夹在结构层间。其结构式可原子夹在结构层间。其结构式可表示成：表示成：当上面云母结构中的碱金属离子如当上面云母结构中的碱金属离子如K被被H及及H2O所替代时，云母被水所替代时，云母被水解成伊利石，故伊利石又称水化云母。其氧化物分子此为解成伊利石，故伊利石
8、又称水化云母。其氧化物分子此为(K2O3A12O36SiO22H2O)nH2O。如果继续水解水进一步取代其如果继续水解水进一步取代其中的钾、钠离子时，最终将成为高岭石。即伊利石成分及结构介于云中的钾、钠离子时，最终将成为高岭石。即伊利石成分及结构介于云母与高岭石或云母与蒙脱石之间。对伊利石的结构有三种设想，母与高岭石或云母与蒙脱石之间。对伊利石的结构有三种设想，(1)钾钾离子被水合氢离子离子被水合氢离子(H3O)所代替；所代替；(2)八面体层的一个八面体层的一个K与一个与一个(OH)共同被两个水分子共同被两个水分子(2H2O)替代；替代；(3)一个一个Si4被被4个个H替代。其中替代。其中(3
9、)的情况已不属风化而是直接形成了伊利石。的情况已不属风化而是直接形成了伊利石。7.1.3 化学组成 一些硅酸盐矿物晶体的化学式和结构式一些硅酸盐矿物晶体的化学式和结构式7.1.4 工艺性质 l可塑性可塑性l结合性结合性l指粘土结合瘠性原料形成可塑泥料并具一定干坯强度的能力。指粘土结合瘠性原料形成可塑泥料并具一定干坯强度的能力。一般可塑性好的粘土结合性也好。一般可塑性好的粘土结合性也好。l触变性触变性l收缩性收缩性l烧结特性烧结特性 粘土的工艺性质主要取决于其矿物组成、化学组成和粒度尺寸。图 粘土矿物及其夹杂的部分矿物差热曲线可塑性 粘土水混合成泥团，受到高于某一剪应力后，可以塑造成任何形状，当
10、去除应力后保持其形状，这一性质为可塑性。触变性泥浆静止不动时似凝固，已经搅动或振动，凝固的泥浆又泥浆静止不动时似凝固，已经搅动或振动，凝固的泥浆又重新获得流动性，如静止，又重新凝固，是一种凝胶体和重新获得流动性，如静止，又重新凝固，是一种凝胶体和溶胶体可逆转化过程。溶胶体可逆转化过程。7.2石英类原料 l主要矿石主要矿石 l硅石硅石 l石英岩石英岩 l矿石种类矿石种类 l正长石亚族正长石亚族 l正长石亚族是钾、钠长石的连续类质同象系列，含正长石、正长石亚族是钾、钠长石的连续类质同象系列，含正长石、透长石、微斜长石。透长石、微斜长石。l斜长石亚族斜长石亚族 l斜长石亚族是钙、钠长石的连续类质同象
11、系列。斜长石亚族是钙、钠长石的连续类质同象系列。l钡长石亚族钡长石亚族 l钡长石亚族是钾、钡长石类质向象系列，含冰长石和钡长石。钡长石亚族是钾、钡长石类质向象系列，含冰长石和钡长石。石英结构与晶型转化 石英的晶型转化图7.2.3石英在陶瓷生产中的作用1是瘠性料，可降低可塑性，减少收缩变形，加快干燥。2在高温时可部分溶于长石玻璃中，增加液相粘度，减小高温时的坯体变形。3未熔石英与莫来石一起可构成坯休骨架，增加强度。4在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融温度和粘度，提高釉的耐磨性和抗化学腐蚀件。SiO2系统相图系统相图 重构式转变计算采取的温度/K在该温度下转变时的体积效应/%位移式转变计算采取的温
12、度/K在该温度下转变时的体积效应/%石英鳞石英1273+16.0石英石英846+0.82石英方石英1273+15.4鳞石英鳞石英390+0.2石英石英玻璃1273+15.5鳞石英鳞石英436+0.2石英玻璃方石英1273+0.9方石英方石英423+2.8SiO2晶型转变时的体积变化晶型转变时的体积变化 7.5 化工原科 l7.5.1 氧化物类原料l简单氧化物Al2O3、MgO、ZrO2等；l复合氧化物BaOTiO2、3A12O32SiO2 l7.5.2 非氧化合物类原料 l碳化物 SiC TiC l氮化物 Si3N4、BN AlN l硼化物 TiB2、ZrB2l氮氧化物 赛隆、阿隆、镁阿隆氧化
13、铝 Al2O3系矿物晶型转化图不同不同Al2O3的的XRD图谱图谱:(A)-Al2O3,(B)-Al2O3,(C)-Al2O3二氧化锆(ZrO2)相变时伴有体积效应和剪切应变，在单斜向四方转化时，按理论计算，体积变化约9。稳定化对于纯ZrO2是难以制成坚固致密陶瓷的，相变会使制品受到破坯，因此，需加入稳定剂来消除影响。最有效的稳定剂是具有立方晶型的氧化物，且金属离子半径与Zr4相当，并能与ZrO2形成连续固溶体。主要有CaO、MgO和Y2O3。通过形成无固态相变的立方型固溶体，或明显减小体积效应，减小热胀系数等稳定晶型，减小热应变能。相变增韧ZrO2相变时伴有的体积效应与剪切应变是相变增韧的理
14、论基础。对于Y2O3，又发现在ZrO2中加入一定量Y2O3时，可以单斜和四方两相共存形式存在，其中亚稳定相在受到应力产生应力集中时，可诱发相变切变向稳定相转变，吸收应变能使应力得以释放因而增加陶瓷韧性。碳化物 碳化物固有高的结合强度、因而熔点高，硬度和弹性模量也高。其碳化物固有高的结合强度、因而熔点高，硬度和弹性模量也高。其热涨系数较低，是很好的耐高温陶瓷原料。虽在高温下易氧化但其抗热涨系数较低，是很好的耐高温陶瓷原料。虽在高温下易氧化但其抗氧化能力优于耐高温金属，且有些碳化物氧化后可形成保护性氧化膜，氧化能力优于耐高温金属，且有些碳化物氧化后可形成保护性氧化膜，进一步增加其抗氧化能力。多有小
15、的电阻率和高的导热率。进一步增加其抗氧化能力。多有小的电阻率和高的导热率。碳化物结构特点由碳原子尺寸较小而决定，在形成金属碳化物时，碳化物结构特点由碳原子尺寸较小而决定，在形成金属碳化物时，碳原于常作为间隙原子分布在呈密排结构的金属原子的间隙中；金属与碳原于常作为间隙原子分布在呈密排结构的金属原子的间隙中；金属与碳的键合介于共价和金属键之间，因此有较高的键合强度，高的导热率碳的键合介于共价和金属键之间，因此有较高的键合强度，高的导热率和小的电阻。在与电负性相似的原子形成碳化物时，则主要是共价键，和小的电阻。在与电负性相似的原子形成碳化物时，则主要是共价键，有高的硬度和熔点。有高的硬度和熔点。氮
16、化物 l结构与性能 l氮化物的晶体结构与碳化物有很多相似，因此有高的键合强度，一般熔点都较高，部分是在高温下直接升华，不利在真空条件下使用；多具有非常高的硬度。l制备 l如用金属粉末直接氮化；l将金属氧化物用碳还原并同时进行氮化：l金属卤化物与N2进行气相反应等。第八章 配料计算及坯料制备 8.1 配料方案的确定 l确定配方的重要性确定配方的重要性 l影响产品的性能影响产品的性能 l影响生产工艺影响生产工艺 坯料的可塑性、流变性、生坯强度、干燥与烧成收缩、烧成坯料的可塑性、流变性、生坯强度、干燥与烧成收缩、烧成范围、烧成温度等都要与成形方法、工艺设备、烧成条件等相适范围、烧成温度等都要与成形方
17、法、工艺设备、烧成条件等相适应。应。l稳定性能、降低成本稳定性能、降低成本 合理选择坯料组成，做到就近取材，合理利用，可降低成本。合理选择坯料组成，做到就近取材，合理利用，可降低成本。l坯料组成坯料组成 l坯料组成的表示方法坯料组成的表示方法 l传统陶瓷的坯料组成传统陶瓷的坯料组成 l特种陶瓷的坯料组成特种陶瓷的坯料组成 影响产品的性能 坯料组成与产品性能间的关系示意图 不不同同用用途途的的陶陶瓷瓷对对性性能能需需求求会会各各有有所所异异，如如日日用用陶陶瓷瓷要要求求坯坯体体要要有有一一定定的的白白度度与与透透明明度度。饮饮具具的的铅铅溶溶出出量量不不能能超超标标等等。釉釉面面砖砖要要求求有有
18、一一定定的的吸吸水水性性，电电瓷瓷要要求求绝绝缘缘性性等等。而而特特种种陶陶瓷瓷还还要要求求某某些些特殊的性能。特殊的性能。8.1.2坯料组成 l坯料组成的表示方法 l实际配料比表示 直接列出所用各原料的质量百分比l矿物组成(示性组成)表示 将坯料中各天然原料中的同类矿物含量合并在一起，折算成粘土、长石、石英等纯矿物的质量百分比来表示。l化学组成表示 对坯料进行化学分析，将主要分析结果如SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、K2O灼烧减量等，以质量百分数表示。l坯式表示 对坯料的化学组成中各氧化物含量的百分数，用摩尔数表示，再按碱性氧化物(R20RO)、中性氧化物(R203)、酸性氧化物(
19、RO2)的顺序排列，并将中性氧化物的摩尔数调整为1，以便于比较。不同性能的陶瓷，其坯料组成会各不相同。大致地了解它们，可有助于选择、确定配料方案和设计坯料配方。传统陶瓷的坯料组成 改变坯料配比，控制瘠化料和助熔剂，坯料的细度和坯体的致改变坯料配比，控制瘠化料和助熔剂，坯料的细度和坯体的致密度等而获得不同的特性。密度等而获得不同的特性。l瓷器 有良好的色泽，定的透光度和热稳定性，机械强度等，多用于日用陶瓷。l硬瓷:碱性氧化物略少，坯式是(0.180.30)RO1A12O3(3.54.8)SiO2，烧成温度较高，一般在1300C。l软瓷：坯中熔剂数量较多，故玻璃相增多，透光度增加。l炻器（缸器）介
20、于陶器与瓷器之间，与陶的区别是气孔率较低，是致密烧结；与瓷器的区别是坯体带色且无半透明性。有较高的强度，良好的耐酸性和较好的热稳定性。可采用传统的三组分，但助熔剂要少于资。化学组成大致是SiO25565Al2O3 2535，熔制总量58，多采用伊利石多的粘土为原料，可利于致密烧结，无釉制件也可不透水，吸水率6。l精陶 施釉的白坯或浅色坯陶器。吸水率较高1022，是多孔性坯体结构，故机械强度不高，且有吸湿膨胀性，故古老的精陶制品其釉面都有网状裂纹。3.特种陶瓷的坯料组成 l主料 是决定陶瓷材料主要结构和性质的主要原料。l辅料 为满足工艺要求而使用的次要原料。各种助烧剂，成型用的粘结剂等。l解凝剂
21、(解胶剂、稀释剂)用于改善注浆坯料的流动性，使其在低水分时粘度适当，便于浇注。l塑化剂 由粘合剂、增塑剂和溶剂合成，用于增加瘠性坯料的可塑性和坯体强度。l改性料 在主晶相形成的前提下，对主晶相的某些性能进行改变。展宽剂 移动剂 这里不用“先进”而改用“特种”，是为强调先进陶瓷坯料的配料原则是依据陶瓷的特殊使用性能选择主料。此外，因先进陶瓷的原料多是瘠性化工原料，故坯料中还要添加满足工艺要求的辅料以及进步提高主料和辅料性能的改性料。8.2坯料配方计算 l8.2.1 坯料配方的确定 l充分了解相关信息l了解制品的性能要求，确定坯料的主料组成 l分析和测定原料的化学成分、可塑性、烧结性、烧后颜色、收
22、缩性能，确定原料的选用 l分析现有生产设备和生产条件确定工艺条件；分析工艺因素，确定生产方法；对比考虑原料选择是否合适 l初步确定配方l根据坯式按成分满足法初步确定配方 l利用相图分析配方，根据相图中的主晶相及形成条件、成分、温度的变化区域，确定试验对比配方 l试制确定正式配方 对上述配方试验、对比、改进、确定正式配方 l8.2.2 坯式及坯料配方的计算8.3 坯料制备 制备工艺流程图8 8.3 3.1 1 原料处理原料处理原料处理原料处理预烧预烧 精选精选8 8.3 3.2 2 混合制备混合制备混合制备混合制备细粉碎细粉碎 泥浆的脱水泥浆的脱水l机械脱水机械脱水l热风脱水热风脱水(喷雾干燥喷
23、雾干燥)（离心式雾化（离心式雾化 压力式喷嘴雾压力式喷嘴雾化）化）造粒造粒 陈腐陈腐(陈化陈化)俗称困料俗称困料 练泥及真空处理练泥及真空处理 预烧 精选精选精选精选 n物理方法物理方法 此类方法有分级法此类方法有分级法(水选、风选、筛选等水选、风选、筛选等)、磁选、磁选、超声波选等。超声波选等。n化学方法化学方法 化学方法可分为溶解法和升华法两大类。化学方法可分为溶解法和升华法两大类。指指对对原原料料进进行行分分离离、提提纯纯，除除去去原原料料中中的的各各种种杂杂质质(尤尤是是含含铁铁杂杂质质)，使使之之在在化化学学组组成成、矿矿物物组组成成、颗颗粒粒尺尺寸寸中中更更符符合合原原料料的的质质
24、量量要要求求。按按作作用用机理可分为：机理可分为：第九章 成型 可塑成型注浆成型压制成型第九章 成型 产品的形状、大小、薄厚等产品的形状、大小、薄厚等一般，形状复杂或较大，壁较薄的产品，多采用注浆法成型；具有简单回旋体形状的器皿，可采用旋压、液压法等可塑成型。坯料的性能坯料的性能 可塑性好的坯料适于可塑成型；可塑性较差的瘠性料可采用注浆或干压法成型。产品的产量和质量要求产品的产量和质量要求产量大的产品可采用可塑法的机械成型；产量小的产品可采用注浆成型；产量小，质量要求亦不高的产品，可采用手工可塑成型。9.1 可塑成型 l9.1.1 可塑泥团的成型性能l可塑泥团的流变特性 l可塑性 l影响可塑性
25、的因素 l9.1.2 成型工艺 可塑成型是指对具有一定可塑能力的泥料，如可塑坯料，进行加工成型的工艺过程。可塑泥团的流变特性 可塑泥团是由固相、液相、气相组成的弹塑性系统。当它受到应力作用而发生变形时，既有弹性性质，又出现塑性变形阶段(如图9-1)。由弹性变形过渡到假塑性变形的极限应力y称为流动极限(流限、屈服值)。撤掉压力,泥团会部分恢复到原来状态(用y表示)，剩下的不可逆变形部分n叫假塑性变形这是由于泥团中颗粒产生相对位移所致。若应力超过强度极限P，可导致泥团开裂破坏。此时的变形值P和应力P的大小取决于所加应力的速度和应力扩散的速度。在快速加压时，P，P会降低。可塑性 在可塑坯料的流变性质
26、中，有两个参数对成型过程有实际意义。在可塑坯料的流变性质中，有两个参数对成型过程有实际意义。一是泥团开始假塑性交形时须加的应力一是泥团开始假塑性交形时须加的应力y即屈服值；即屈服值；二是出现裂纹前的最大变形量二是出现裂纹前的最大变形量p。屈服值屈服值y大，有利坯体的稳定性，防止坯体坍塌变形；最大变形量大，有利坯体的稳定性，防止坯体坍塌变形；最大变形量p大，有利成型过程不出现裂纹。大，有利成型过程不出现裂纹。但这两个参数互相制约，且与含但这两个参数互相制约，且与含水量等请因素有关，需综合考虑。通水量等请因素有关，需综合考虑。通常用常用“可塑指数可塑指数”来表示泥团坯料的来表示泥团坯料的可塑性，可
27、塑指数为可塑性，可塑指数为y p，其值愈大，可塑性愈好。其值愈大，可塑性愈好。(1)液相含量与性质 液相液相(如水如水)是泥团出现可塑性的是泥团出现可塑性的必要条件必要条件(如图如图9-2)。可以看出，泥团。可以看出，泥团的屈服值和最大变形量随含水量的变的屈服值和最大变形量随含水量的变化是完全不同的。因此可塑指数与含化是完全不同的。因此可塑指数与含水量呈抛物线关系，其最大值在两线水量呈抛物线关系，其最大值在两线的交点处，相对应的含水量是可塑性的交点处，相对应的含水量是可塑性最大的成分点称可塑水量。最大的成分点称可塑水量。此外，液相介质的粘度、表面张力等也显著影响可塑性；因泥团的此外，液相介质的
28、粘度、表面张力等也显著影响可塑性；因泥团的屈服值受控于颗粒与液相间的表面张力，张力大，可塑性亦大。液体粘屈服值受控于颗粒与液相间的表面张力，张力大，可塑性亦大。液体粘度增大度增大(如桐油等如桐油等)可在颗粒表面形成粘性薄膜，增大颗粒间作用力，可可在颗粒表面形成粘性薄膜，增大颗粒间作用力，可塑性亦增大。塑性亦增大。(2)颗粒尺寸和形状 颗颗粒粒尺尺寸寸对对可可塑塑性性的的影影响响也也很很大大。颗颗粒粒越越细细，比比表表面面积积越越大大；颗颗粒粒表表面面形形成成膜膜所所需需的的液液体体越越多多，最最大大变变形形量量也也将将随随之之增增加加，但但屈屈服服值值不不减减小小，因因形形成成液液膜膜的的厚厚
29、度度改改变变不不大大，故故最最大大可可塑塑性性指指数数增增大大。此此外外，颗颗粒粒间间形形成成的的毛毛细细管管半半径径减减小小，毛毛细细管管作作用用增增大大，有有利利屈屈服服强强度度增增加加这这也也是是可塑性增加的原因之一。反之，可塑性降低。可塑性增加的原因之一。反之，可塑性降低。(3)矿物种类 不不同同的的矿矿物物种种类类，可可因因结结构构形形状状的的差差异异、吸吸附附阳阳离离子子的的能能力力不不同同等等。可可塑塑性性亦亦会会不不同同。可可塑塑性性良良好好的的泥泥团团，一一般般颗颗粒粒较较细细，矿矿物物明明显显解解理理或或完完全全解解理理，尤尤其其是是呈呈片片状状结结构构的的矿矿物物颗颗粒粒
30、表表面面有有较较厚厚的的水水膜膜。蒙蒙脱脱石石兼兼有有此此三三个个条条件件，故故可可塑塑性性高高，Marshall(1995)测测得得粘粘土土中中矿矿物物的的可可塑塑性顺序为：地开石性顺序为：地开石伊利石伊利石锂蒙脱石锂蒙脱石高岭石高岭石Al3+Ba2+Mg2+-Ca2+-NH4+-K+-Na+Li+-粘土粘土可塑性增大可塑性增大9.1.2 成型工艺 9.2 注浆成型 注浆成型是指泥浆注入具有吸水性能的模具中而得到注浆成型是指泥浆注入具有吸水性能的模具中而得到坯体的一种成型方法。适于形状复杂、薄的、体积较大旦坯体的一种成型方法。适于形状复杂、薄的、体积较大旦尺寸要求不严的制品。注浆成型后的坯体
31、结构较均匀，但尺寸要求不严的制品。注浆成型后的坯体结构较均匀，但含水量大，干燥与烧成收缩较大。具有适应性强、不需专含水量大，干燥与烧成收缩较大。具有适应性强、不需专用设备，易投产的优点，故在陶瓷生产中应用普通。用设备，易投产的优点，故在陶瓷生产中应用普通。泥浆的成型性能影响因素l流动性 l吸浆速度l触变性 1流动性 注浆成型的泥浆是坯料和添加剂在水中悬浮的分散体，陶瓷泥浆就其固相颗粒大小来说。是介于溶胶与悬浮体之间的一种特殊分散系统。它既有溶胶的稳定性，又会聚集沉降。影响泥浆的流变性质的因素有：l l固相含量、颗粒尺寸和形状固相含量、颗粒尺寸和形状固相含量、颗粒尺寸和形状固相含量、颗粒尺寸和形
32、状 颗粒越细，颗粒间的平均距离越小，表而能增加，颗粒间吸引力增大，位移时需克服的阻力亦增大；颗粒在定向流动时，还会有旋转，不同形状的颗粒运动时受的阻力亦不同，球形或等轴形的阻力小，而形状不规则的运动阻力相对要大，流动性亦要降低。泥浆流动时，阻力可来自水分子自身的作用固力、固相颗粒与水分子之间的作用力、固相颗粒相对运动时的碰撞阻力三个方面。n n温度温度温度温度 温度增加，温度增加，温度增加，温度增加，0 0减小，泥浆粘度减小，泥浆粘度减小，泥浆粘度减小，泥浆粘度 亦减小。此外，温度增加还可有亦减小。此外，温度增加还可有亦减小。此外，温度增加还可有亦减小。此外，温度增加还可有利增加滤过利增加滤过
33、利增加滤过利增加滤过性。缩短脱水时间，增性。缩短脱水时间，增性。缩短脱水时间，增性。缩短脱水时间，增加坯体强度。故生产中有采用热模加坯体强度。故生产中有采用热模加坯体强度。故生产中有采用热模加坯体强度。故生产中有采用热模或热浆浇注的方法。或热浆浇注的方法。或热浆浇注的方法。或热浆浇注的方法。n n干燥温度干燥温度干燥温度干燥温度 干燥温度可影响粘土原料中颗粒结构层中阳离子的水化膜厚度干燥温度可影响粘土原料中颗粒结构层中阳离子的水化膜厚度干燥温度可影响粘土原料中颗粒结构层中阳离子的水化膜厚度干燥温度可影响粘土原料中颗粒结构层中阳离子的水化膜厚度 n nPHPH值值值值 控制溶液的控制溶液的控制溶
34、液的控制溶液的PHPH值是提高瘠性料浆流动性与悬浮性的方法之一值是提高瘠性料浆流动性与悬浮性的方法之一值是提高瘠性料浆流动性与悬浮性的方法之一值是提高瘠性料浆流动性与悬浮性的方法之一 n n电解质电解质电解质电解质 适当加入电解质，也可改善流动性适当加入电解质，也可改善流动性适当加入电解质，也可改善流动性适当加入电解质，也可改善流动性2吸浆速度 吸浆速度是指注浆时吸浆速度是指注浆时,泥浆中水分受到模型毛细孔的泥浆中水分受到模型毛细孔的毛细作用，向模型渗入的速度。毛细作用，向模型渗入的速度。3触变性 泥浆在外力作用下流动性暂时增加，外力去除后具有缓慢可逆的性泥浆在外力作用下流动性暂时增加，外力去
35、除后具有缓慢可逆的性质。质。泥料会出现触变性的原因被认为是，粘土片状颗粒的表面尚残留少泥料会出现触变性的原因被认为是，粘土片状颗粒的表面尚残留少量电荷未被完全中和，以致形成局部的边量电荷未被完全中和，以致形成局部的边边或边边或边面结合，构成了空面结合，构成了空间网络结构。间网络结构。在放置一段时间后，上述网状结构又会重新建立，重新又出现变稠在放置一段时间后，上述网状结构又会重新建立，重新又出现变稠现象，此亦叫触变厚化现象。这种触变厚化现象可用泥浆粘度变化之比现象，此亦叫触变厚化现象。这种触变厚化现象可用泥浆粘度变化之比或剪切应力变化的百分数来表示。或剪切应力变化的百分数来表示。如用厚化系数来表
36、征泥浆的触变性，即将如用厚化系数来表征泥浆的触变性，即将100ml泥浆在恩氏粘度计下泥浆在恩氏粘度计下静置静置30min和和30s后，二者流出时间的比值定义为泥浆的厚化系数。普通后，二者流出时间的比值定义为泥浆的厚化系数。普通浆料的厚化系数接近浆料的厚化系数接近l.2，空心注浆要求空心注浆要求1.11.4，实心注浆为，实心注浆为1.52.2。9.2.2 成型工艺 n空心注浆空心注浆n实心注浆实心注浆n真空注浆真空注浆n离心注浆离心注浆n压力注浆压力注浆 u微压注浆微压注浆 u中、高压注浆中、高压注浆 传统的注浆成型是利用石膏的传统的注浆成型是利用石膏的毛细作用。吸去泥浆中粘土的水分毛细作用。吸
37、去泥浆中粘土的水分而形坯的过程；现注浆成型泛指具而形坯的过程；现注浆成型泛指具有流动性的坯料成型过程。它还可有流动性的坯料成型过程。它还可以是非粘土类的瘠性料，靠塑化剂以是非粘土类的瘠性料，靠塑化剂和温度的作用而调制成具有流动性和温度的作用而调制成具有流动性和悬浮性的料浆，这在上章中已提和悬浮性的料浆，这在上章中已提到过。成型的过程也不再局限于石到过。成型的过程也不再局限于石膏模具的自然脱水，而可以通过人膏模具的自然脱水，而可以通过人为施加外力来加速脱水。为施加外力来加速脱水。93 压制成型 l压制坯料的成型性能压制坯料的成型性能 l粉料的工艺性质粉料的工艺性质 l影内坯体性能的因素影内坯体性
38、能的因素 l成型工艺成型工艺 l干压或半干压成型干压或半干压成型 l等静压成型等静压成型 压制成型是指在坯料中加入少量水分或塑化剂，然后压制成型是指在坯料中加入少量水分或塑化剂，然后再在金属模具中经较高压力被压制成型的工艺过程。再在金属模具中经较高压力被压制成型的工艺过程。粉料的工艺性质 l l料度和粒度分布料度和粒度分布料度和粒度分布料度和粒度分布 粒度是指粉料的颗粒大小，通常以粒径大小来表示。压制成型粉料的粒度是指粉料的颗粒大小，通常以粒径大小来表示。压制成型粉料的颗粒是由许多小颗粒组成的粒团构成，比真实的固体颗粒要大得多，因颗粒是由许多小颗粒组成的粒团构成，比真实的固体颗粒要大得多，因而
39、要先经过而要先经过“造粒造粒”变成假颗粒。变成假颗粒。l l粉料的流动性粉料的流动性粉料的流动性粉料的流动性 粉料虽是由固体小颗粒组成，但因其分散度较高，仍具有一定的流动粉料虽是由固体小颗粒组成，但因其分散度较高，仍具有一定的流动性。它可影响坯料成型时的填充速度和填满程度。好的流动性，有利于性。它可影响坯料成型时的填充速度和填满程度。好的流动性，有利于坯料在较短的时间内填满模型的各个部位，以保证坯体的致密度和压坯坯料在较短的时间内填满模型的各个部位，以保证坯体的致密度和压坯速度。速度。l l粉料的含水率粉料的含水率粉料的含水率粉料的含水率 粉料的含水率可直接影响压制成型时的性能。含水率过高时，压制过粉料的含水率可直接影响压制成型时的性能。含水率过高时，压制过程易粘接；含水率过低则难以得到密实的坯体。程易粘接；含水率过低则难以得到密实的坯体。影内坯体性能的因素 l密度密度 坯体的密度与粉料受到的压力坯体的密度与粉料受到的压力有关有关 l增加压制压力增加压制压力 l压力分布压力分布 压制成型中常会遇到压力分布压制成型中常会遇到压力分布不匀的问题，即在不同的部位受不匀的问题，即在不同的部位受到的压力不等，从而导致坯体各到的压力不等，从而导致坯体各部分的密度不均匀。部分的密度不均匀。成型工艺 l干压或半干压成型干压或半干压成型l等静压成型等静压成型 9.4 成型模具