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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,其次取決于制品的形狀和大小。陶瓷粉末首先經過預處理,然后再成型?!?1.1預處理21.1.1配料配料是陶瓷工藝中一道最基本的工序。盡管這道工序比較簡單,但它與以后各道工序直接有關,必須認真對待。陶瓷組成稍有偏離,對一般陶瓷制品可能關系不大,但對電子陶瓷來說,影響卻是很大的,這些影響會非常敏感地在組織結構上反映出來,而影響材料的介電性能。在電子陶瓷工藝上,尤其是需要摻雜的陶瓷,有兩個地方需要配料,其一是在原料燒塊合成之前,其二是在成型之前。
2、原料燒塊合成之前,多半是按化學分子式進行計算,稱量配料。成型之前,多半是按規(guī)定的瓷料的百分重量組成進行稱量配料。從普通化學知道:物質的重量(克)=該物質的克分子數(shù)′該物質的分子量,其中克分子數(shù)在化學分子式中注明,至于分子量可以從周期表上先查出原子量,然后按分子式加起來即可。有了克分子數(shù)和分子量,就可以求出各原料的重量了。為了配制任意重量的瓷料,對我們有意義的是各種原料的重量百分比。設各原料的重量分別為wi,各原料的克分子數(shù)分別為xi,各原料的分子量分別Mi,那么我們就可以求出各原料的重量有了各
3、原料的重量,就可以求出各原料的重量百分比了。設重量百分比為yi只要y的總和非常接近于100,就可證明沒有算錯。上面的料方計算,還要說明兩點。其一,原料是按純度為100%設想,但一般原料都沒有這么純,有96%,有98%的不等,因此在計算時還要根據(jù)原料的純度,換算成實際的原料重量。設實際的原料重量為w’,純度為p時,那么除了原料的純度外,原料中多少還含有一些水分,如果稱量前原科不是烘得很干的話要加以扣除,有些原料特別容易吸水,稱量更要小心。上面談的是按化學分子式計算料方時的情況,實際的瓷料組成有的
4、比較簡單,有的比較復雜—除了主成分而外,還有很多加入物。這些加入物有的是調整介電性能的,有的是調整工藝性能的,它們的用量都是根據(jù)試驗研究的結果和長期生產的經驗確定的。這種瓷料的配方都以重量百分組成表示,因此料方計算比校簡單,可以直接根據(jù)重量百分比算出配入的各原料的重量。21.1.2混合配好的原料混合的問題,對于采用球磨粉碎的工藝來說這道工序是不存在的,因為球磨機既是粉碎的工具,又是混合的工具,它把粉碎過程和混合過程合并進行了。這里想提出幾個有關均勻混合的問題,以便引起大家的注意。一、加料次序問題
5、21-14在電子陶瓷的瓷料中常常加入微量的加入物,它們占的比例很小,要使這部分用量很小的原料在整個瓷料中均勻分布,操作需特別小心。根據(jù)經驗,一般總是先把一種用量多的原料加進球磨筒,然后加用量很小的加入物,最后再把另一種用量較多的原料加在上面。這樣一來,用量很小的加入物就夾在兩種用量較多的原料中間,可以防止這少量的加入物被球磨筒筒壁粘住,或粘在磨球上,造成分布不勻。如果加料時不按次序,很容易使少量加入物分布不勻。這種加入物又多半對改善材料的電性能起重要作用,如果在瓷料內分布不勻就達不到目的。二、加
6、料方法問題上面從加料次序討論了少量添加物的均勻混合問題。但是在電子陶瓷中有時少量的添加物并不是一種簡單的化合物而是一種多元化合物。如果這種多元化合物事先沒有合成,配料時就要一種一種配進去,由于這種多元化合物的加入量已經很少了,其組成原料就更少了,非常容易造成混合不勻和稱量誤差。比如有一種配方:98BaTiO3+2CaSnO3,如果不是用兩種已合成好的原料配料,而是分別稱量BaCO3,TiO2,CaCO3和SnO2的話,SnO2稱量稍有誤差,或者混合不勻,就會產生化學計量的偏差,而使配方偏離。Ca
7、SnO3的分子比越小,產生誤差的危險就越大。在這種情況下,最好先配好BaCO3+TiO2與CaCO3+SnO2,兩種料子,混合均勻后,再分別按配方比例稱量,配成所要求的組成。這樣就容易避免分子比的誤差或出現(xiàn)游離CaO和TiO2等混合不均勻的現(xiàn)象。三、濕磨瓷料的分層問題濕磨好的資料,出料后放在容器內,由于各原料的比重不同,會產生分層現(xiàn)象,當料漿較稀時更容易發(fā)生。這種原料烘干后要仔細再混合一次,過篩后才能使用。不然的活,配料由于分層會不均勻。四、球磨筒專用的問題如果球磨筒不是專用,或者用錯了,必然會
8、混入雜質(前一種配方殘留下來的組分),這種事情也容易由于疏忽而發(fā)生。球磨筒必須專用,至多同一系統(tǒng)的料方才可以公用,如果要改用其它料方而又未經清洗的話,至少有一次配料要報廢。21.1.3造粒原料的粒度越細越好,在成型之能我們總是盡力把原料磨得細細的。原料細對團聚反應有好處,但是對于壓成型來說卻不然。因為粉料越細,顆粒越輕,流動性相當不好,同時原料的比表面大,占的體積也大,因而在干壓成型時就不能很均勻地填充到模子的每個角落里,常出現(xiàn)空洞,還很難壓得致密。為了說明這個問題,我們可以試驗一下,用干的面粉