08陶瓷成型工藝

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1、第21章陶瓷成型工藝成型方法的選擇，首先取決于原料的性質(zhì)，其次取決于制品的形狀和大小。陶瓷粉末首先經(jīng)過預處理，然后再成型。§21.1預處理21.1.1配料配料是陶瓷工藝中一道最基本的工序，必須認真對待。有兩個地方需要配料，其一是在原料燒塊合成之前，其二是在成形之前。21.1.2混合一、加料次序問題二、加料方法問題三、濕磨瓷料的分層問題四、球磨筒專用的問題21.1.3造粒所謂造粒，就是將已經(jīng)磨得很細的粉料，混和進粘結(jié)劑后，做成流動性好的較祖的粒子(這個粒子還是很小的，約20~80目)。為了區(qū)別于粉料的原始粒子，我們把它叫做團粒。這道工序?qū)ε可a(chǎn)來說是非常重要的。造粒的方法，目前常用的有三種

2、，即普通造粒法，加壓造粒法與噴霧干燥法。所謂團粒的質(zhì)量，最基本的是團粒的體積密度和堆集密度。21.1.4塑化一、塑化劑所謂可塑性就是指瓷料在外力作用下發(fā)生形變，但又不出現(xiàn)裂紋，當外力去除后，瓷料維持既得的形狀的能力。使瓷料具有這種能力的物質(zhì)也就叫做塑化劑。塑化劑共分兩大類：一類是無機的(粘土類礦物)，一類是有機的(高分子化合物)。1．聚乙烯醇2．聚醋酸乙烯酯3．羧甲基纖維素4．石蠟二、塑化工藝有機塑化劑是一種水溶液(當然，也有不含水的，如石蠟)，它是由粘結(jié)劑、增塑劑和溶劑組成的，在使用前先要配制。粘結(jié)劑的作用是把粉料粘結(jié)在一起，通常用有機高分子化合物，如前面提到的聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、羧

3、甲基纖維素、糊精等。它們都是粉末狀的，要溶解后才能使用。增塑劑是對水有良好的親和力并能溶于水的有機化合物。它的作用是插入線性的高分子之間，增大高分子間的距離，以降低它的粘度。常用的為甘油。溶劑是用來溶解上面兩種有機化合物的，分子結(jié)構(gòu)應與它們相似。常用的有水、無水酒精(乙醇)、丙酮、苯等。有機塑化劑的調(diào)配要在加熱的情況下進行，同時還要不斷攪拌使充分溶解。這里以聚乙烯醇塑化劑的調(diào)配為例，說明如下：以壓電瓷料的配方為例。先將480克酒精與900克聚乙烯醇混合均勻，然后倒入一只鋼精鍋內(nèi)，加入4000克沸騰的蒸餾水，攪拌15分鐘并加熱至60℃以使聚乙烯酵充分溶解。隨后加入工業(yè)甘油240克，繼續(xù)攪拌1

4、0分鐘，直到?jīng)]有結(jié)塊，然后過濾。經(jīng)過濾后的溶液放入烘箱，在60℃烘8小時即成透明而又粘稠的液體，可貯存?zhèn)溆谩?1-1將調(diào)配好的塑化劑與陶瓷粉末充分的揉練并陳腐一定時間，就可以了。21.1.5懸浮一、雙電層理論以粘土為例，設(shè)想在水中粘土粒子是帶負電的。由于靜電引力，水溶液中電荷相反的離+子—異號離子(H離子或金屬離子)就被位于表面牢牢吸附而形成一個吸附層(由于這些異號離子在水中水化，帶有一定的水的極性分子，也把吸附層叫做水化膜)。在吸附層的外面，由于引力較弱，離粒子表面越遠，被吸附的異號離子就越少，而形成一個離子濃度逐漸減少的擴散層。超出靜電引力的界限之外的地方，離子自由移動，不受粒子表面靜

5、電引力的影響。所以圍繞帶電粒子形成的兩個吸附離子層，叫做雙電層。一層吸附較緊，離子不能自由移動，是吸附層。另一層吸附放松，離子能夠移動，是擴散層。粘土粒子表面帶負電而具有靜電引力，這意味著粘土粒子表面對水的介質(zhì)各部位產(chǎn)生一定的電位差。A表示粘土粒子的表面，B表示吸附層的界面，C表示擴散層的界面。E表示從粒子表面必AA到介質(zhì)內(nèi)部CC的電位差(在膠體化學上叫做熱力學電位)，ζ表示從吸附層到介質(zhì)內(nèi)部CC的電位差(在膠體化學上叫做電動電位)，實際上就是擴散層內(nèi)的電位差。圖21-1雙電層電位示意圖固相的電位(ab)和介質(zhì)的電位(de)都是固定的，其數(shù)值由它們的種類和狀態(tài)決免定，其中唯一可變動的是電動

6、電位ζ。當ζ大于粒子間的引力時，粒子就分散而懸浮，當ζ小于粒子間的引力時，粒子就凝聚而沉降。bcd連續(xù)變化，粒子確定后，E(bd)則固定，只有c可調(diào)，決定c點位置的是雙電層的厚度，亦即是AA，BB，CC的相對位置。所以只要改變雙電層的厚度，就能改變ζ的大小。(電動電位的定量表示式為ζ=(4πed)/D，其中e為粒子表面電荷，d為雙電層厚度，D為介質(zhì)的介電常數(shù)。生產(chǎn)實踐中采用的一些措施都是針對改變電動電位ζ的大小而來的。對粘上泥漿來說，生產(chǎn)上是通過加入一定量的電解質(zhì)來調(diào)節(jié)泥漿的流動性(粘度的倒數(shù))的。一般認為理想的泥漿是含水量越少越好，流動性越大越好。泥漿中加進電解質(zhì)后，可以使泥漿在含水量不

7、變的情況下增大流動性，或者在流動性不變的情況下，減少含水量。§21.2模壓成型和等靜壓法干壓成型且將瓷料放在鋼?；驈椥阅Ｖ校趬簷C上或高壓液體中壓制成一定形狀的坯體。由于壓制方法和對坯體的要求不同，干壓法又可分為兩種。一種是在鋼模內(nèi)用壓機進行的模壓法，另一種是在彈性膜內(nèi)用高壓液體進行的等靜壓法。干壓成型的工藝參數(shù)包括壓力、加壓時間、模具材料等?！?1.3注漿成型21-221.3.1工藝原理所謂注漿成形是使粉末分散于溶劑中