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1、日用陶瓷的分類及吸水率的測定-機電論文日用陶瓷的分類及吸水率的測定姚春梅 楊光敏(長春師范大學物理學院,吉林長春130032)【摘要】隨著社會的發(fā)展陶瓷制備工藝越來越精湛,陶瓷的質(zhì)量也有了顯著的提高,通過對陶瓷制備原理的分析,使人們更加清晰認識陶瓷,從而更好的擴展陶瓷的應用領(lǐng)域。陶瓷作為應用廣泛的一種材料,陶瓷的質(zhì)量備受人們的關(guān)注,而陶瓷的吸水率是判斷陶瓷質(zhì)量的重要指標之一。本文根據(jù)陶瓷結(jié)構(gòu)和性能對陶瓷進行分類,并且通過實驗來測量了陶瓷的吸水率。關(guān)鍵詞陶瓷;分類;制備;吸水率1 陶瓷的分類1.1 普通陶瓷1.1.1日用陶瓷包括陶瓷砂鍋,細炻餐具。
2、產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好,基本上沒有鎘,鉛溶出,具有多種款式及規(guī)格,主要用于烹飪,餐飲用具。1.1.2 建筑陶瓷包括釉面磚,細炻磚,仿石磚,瓷磚,劈離磚和釉面磚等。該產(chǎn)品具有良好的耐腐蝕性和耐用性,其品種和規(guī)格繁多(5厘米~100厘米間長度),主要用于建筑物的外墻及室內(nèi)外裝飾領(lǐng)域。1.2 特種陶瓷1.2.1 氧化物陶瓷7/7各種各樣的氧化物陶瓷,占據(jù)了陶器家族非常重要的地位。最常見的是使用陶瓷。氧化物氧化鋁,二氧化硅,氧化鎂,ZrO3,氧化鈰,氧化鈣。Cr2O3和莫萊石(3Al2O3.2SiO4)和尖晶石(MgAl2O3)等。陶瓷Al2O3和SiO2相當于
3、金屬材料中的鋼和鋁被廣泛使用。(1)氧化鋁陶瓷氧化鋁作為主要成分的陶瓷被稱為的氧化鋁陶瓷。氧化鋁陶瓷具有熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,電絕緣性,壓電性,化學吸收性,生物相容性,吸音和光傳輸?shù)扔袃r值的性能和功用。(2)氧化鋯陶瓷純二氧化鋯為白色,含雜質(zhì)時呈黃色或灰色,一般含有HfO2,不易分離。氧化鋯陶瓷具有高電阻,高抗彎強度和高耐磨性,優(yōu)異的隔熱,熱膨脹系數(shù)接近于鋼等優(yōu)點,被廣泛應用于結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域。1.2.2 碳化物陶瓷碳化物陶瓷一般具有比氧化物陶瓷更高的熔點。常用的是碳化硅,碳化硼。碳化物陶瓷在制備過程中具有氣體保護的作用。碳化硅(SIC)是一種典型的
4、共價鍵結(jié)合化合物,它不存在于自然界中,是由合成的陶瓷材料。因特殊硬度的碳化硅,最初用于各種如砂輪,砂布,砂及各種加工材料磨具,大規(guī)模使用和重型機械行業(yè)工具,后來由于在冶煉鋼鐵部件和熱還原劑。碳化硼陶瓷是一種僅次于金剛石和立方氮化硼的超硬材料,這是由其特殊的晶體結(jié)構(gòu)所決定的。這種晶體結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了碳化硼具有超硬、高熔點(2450℃)、密度低(2.55g/cm3)等一系列的優(yōu)良物理化學性能。7/72 陶瓷的制備2.1 粉體的制備坯料制備用機械或物理方法或化學制備粉料,在制備胚料過程中,要控制胚料的大小,形狀,純度,脫氣和脫水,配料成份的百分比,并均勻
5、混合的要求。根據(jù)成型工藝的不同要求,胚料可以是粉狀,糊狀或可塑泥團。制備的方法粉碎法氣流粉碎法合成法。2.2 成型2.2.1 注漿成型(1)基本注漿方法基本注漿法可分為單面注漿和雙面注漿兩種。(2)強化注漿方法強化注漿可以分為A真空注漿B離心注漿C壓力注漿2.2.2 可塑成型可塑成型是對具有一定可塑變形能力的泥料進行加工成型的方法。(1)滾壓成型成型時,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)。滾壓頭在轉(zhuǎn)動的同時,逐漸靠近石膏模型,并對泥料進行滾壓成型。(2)塑壓成型它是將可塑泥料放在模型內(nèi)在常溫下壓制成坯的方法。2.2
6、.3 壓制成型粉料含水量為3-7%時為干壓成型;粉料含水量為8-15%時為半干壓成型。7/72.3 燒結(jié)2.3.1 概念陶瓷的燒結(jié)過程一般分為五個階段:(1)低溫階段(室溫至300℃左右);(2)中溫階段(亦稱分解氧化階段,300°至950°C);(3)高溫階段(950°C至燒成溫度);(4)保溫階段;(5)冷卻階段。2.3.2 幾種常見的燒結(jié)方法(1)常任燒結(jié)或稱無壓燒結(jié)常壓燒結(jié)就是在大氣中燒結(jié)。即不抽真空也不加任何保護氣氛在電阻爐中進行燒紈這種方法適用于燒結(jié)氧化物陶瓷。(2)熱壓燒結(jié)(HP)熱壓燒結(jié)即是同時加溫加壓(機械壓力而不是氣壓)的燒結(jié)
7、方法,加壓方式一般都是單輪向加壓。熱壓時的壓力不能太高。如石墨模具的最大使用壓力為70MPa,一般熱壓時的最高額定區(qū)力為50MPa。而冷壓成型的壓力可達200MPa。甚至更高。熱壓燒結(jié)的加熱方式仍為電附加熱,加壓方式為液壓傳動加載。(3)熱等靜壓(HIP)7/7盡管熱壓燒結(jié)有很多優(yōu)點。但由于是單軸向加壓。故只能制得外形簡單如片狀或環(huán)狀的樣品。另外,對非等軸晶系的樣品(如廣一周。O3等)熱壓后片狀或住狀晶粒嚴重擇優(yōu)取向而產(chǎn)生各向異性。熱等贊底是綜合了冷等靜壓、熱壓燒結(jié)和無壓燒結(jié)法三者優(yōu)點的燒結(jié)方法。(4)熱等靜壓燒結(jié)(5)真空燒結(jié)(6)其他燒結(jié)方法
8、3 陶瓷吸水率的測量3.1 陶瓷的吸水率陶瓷的吸水率就是指陶瓷本身重量與吸水飽和后重量的比值,是陶瓷對水的吸附滲透能力。陶瓷的吸水率和陶