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1、第五章陶瓷成型緒言第一節(jié)坯料的成型性能◆陶瓷制品的成型方法主要分三類：可塑法成型——基于坯料具有良好的可塑性進(jìn)行。注漿法成型——基于坯料具有良好的液態(tài)流動性進(jìn)行。壓制法成型——基于坯料在較大外加壓力下具有良好的固態(tài)流動性及結(jié)合性完成。●可塑法成型具有多種實用方法。如：拉坯成型滾壓成型純手工圍筑塑造成型工藝●注漿法成型舉例空心注漿(單面吃漿)實心注漿(雙面吃漿)●注漿法成型舉例●壓制法成型釉面廣場磚外墻磚一、可塑泥料的成型性能（一）可塑泥料的流變特性●流變學(xué)是研究物體流動和變形的科學(xué)，綜合研究物體的彈性應(yīng)變、
2、塑性變形和粘性流動。物體的流變特性系指其在某一時刻所表現(xiàn)出的應(yīng)力與應(yīng)變的定量關(guān)系?！絷P(guān)于流變學(xué)的一些基本知識剪切應(yīng)力表觀粘度速度梯度●可塑法成型和注漿法成型用坯料的性能都涉及它們的流變特性。xyvτ●幾種基本流體類型ShearthinningShearthickening（脹流型流體）（假塑性流體）（牛頓型流體）（賓漢型流體）τy●可塑泥料受應(yīng)力作用而產(chǎn)生變形時，既有短暫的彈性變形階段（OA段），又有塑性變形階段?！竦?dāng)應(yīng)力超過彈性形變的極限應(yīng)力值σy之后，泥料即產(chǎn)生不可逆的假塑性變形，且變形量隨應(yīng)力的增大
3、而增大。oAσε粘土泥料應(yīng)力—應(yīng)變曲線●若撤除外加應(yīng)力，則發(fā)生假塑性變形的泥料只能部分地恢復(fù)原狀態(tài)（εy），剩下的不可逆變形部分（εn）叫做“假塑性變形”。εn部分是由于泥料中的礦物顆粒產(chǎn)生了相對位移所致?！瘭襭和εp分別為泥料受力出現(xiàn)裂紋（破壞）時的極限應(yīng)力值和變形量。σp和εp的大小取決于所加應(yīng)力的速度和應(yīng)力在泥料中擴(kuò)散的速度。oAσε粘土泥料應(yīng)力—應(yīng)變曲線●可塑泥料還具有一個特點，即：當(dāng)其受外力作用產(chǎn)生變形后，若維持其變形量不變，則泥料中的應(yīng)力會逐漸減小直至消失。泥料中的應(yīng)力降到一定值時所需的時間叫做
4、“應(yīng)力松弛期”?！袢绻尚蜁r泥團(tuán)的受力時間比其松弛期短得多，則在應(yīng)力作用期間內(nèi)，泥料將來不及產(chǎn)生塑性變形（只產(chǎn)生彈性變形）。反之，則將產(chǎn)生塑性變形而能保持變形后的形狀。oAσε粘土泥料應(yīng)力—應(yīng)變曲線●因此，若要使泥料形成所要求坯體外形，成型時就要使泥料受力時間足夠長，且成型壓力應(yīng)陸續(xù)、多次地作用到泥料上。●在塑性泥料的流變性參數(shù)中，屈服值σy和最大變形量εp對成型過程具有重要意義。●成型性能好的泥料應(yīng)該具有一個較高的屈服值σy和足夠大的εp值。前者可以防止剛剛成型好的坯體因偶然的外力作用產(chǎn)生變形；后者可以保
5、證泥料在成型過程中變形雖大、但又不易產(chǎn)生開裂。oAσε粘土泥料應(yīng)力—應(yīng)變曲線●改變泥料的含水量，可以改變其中一個流變參數(shù)，但同時也會降低另一個特性參數(shù)。如右圖所示，隨著含水量增加，σy減小而εp卻增大?！袂郸襶和最大變形量εp是相互關(guān)聯(lián)的，且往往相互矛盾?！褚虼耍话憧梢越频赜茫é襶×εp）來評價泥料的成型性能，這就是前已述及的“可塑性指標(biāo)”。對于一定組成的泥料而言，在合適的含水量條件下，這個乘積達(dá)到最大值時，也就意味著它具有最好的成型性能。某粘土泥料的含水率與其應(yīng)力—應(yīng)變曲線σε1.礦物組成。就可塑
6、性強(qiáng)弱而言：伊利石＜高嶺石＜＜蒙脫石◆可塑性良好的粘土泥料一般應(yīng)具備以下條件：（1）顆粒細(xì)??；（2）粘土礦物解理明顯或完全，尤其呈片狀結(jié)構(gòu)最好；（3）粘土顆粒表面的水化膜較厚。2.顆粒大小及形狀。含水量%（σy×εp）可塑性指數(shù)d=0.2μm0.3μm0.5μm1.5μm3.5μm細(xì)顆粒泥料的比表面積大，可塑性亦大。板片狀、短柱狀顆粒的比表面積比球狀顆粒的比表面大，故前兩種顆粒容易形成面-面接觸，形成的毛細(xì)管力大，相應(yīng)的泥料可塑性亦大。（二）影響泥料可塑性的因素3.吸附的陽離子種類。粘土膠團(tuán)之間的斥力（吸引
7、力）影響著泥料的可塑性，而吸引力的大小則決定于粘土的陽離子交換容量及吸附的陽離子種類?！粽惩廖讲煌栯x子時，其可塑性變化的順序與陽離子交換順序相同：H-粘土＞Al3+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+＞NH+＞K+＞Na+＞Li+可塑性增大4.液相的性質(zhì)及含量。液相的性質(zhì)主要涉及液相的粘度及表面張力。一般地，高粘度和高表面張力的液體介質(zhì)能夠提高泥料的可塑性。表面張力可塑性4.液相的性質(zhì)及含量?！褚合嗪繉δ嗔峡伤苄缘挠绊懭缬覉D所示：隨著含水量增加，泥料的屈服值降低，最大變形量增大。而最大可塑性指數(shù)（標(biāo)）則對應(yīng)
8、于一個最佳含水量。二、注漿坯料（泥漿）的成型性能1.陶瓷泥漿的流變曲線（一）陶瓷泥漿的流變特性1.可塑粘土泥漿2.骨灰漿體3.石英漿體(近似牛頓型)4.氧化鋁漿體（脹流型）5.加入了堿的可塑粘土泥漿2.影響泥漿流變性質(zhì)的因素（1）泥漿濃度如右圖所示。泥漿濃度增大時，流變曲線的形狀基本上不變，只是曲線位置右移，意味著泥漿獲得相同剪切速率所需施加的應(yīng)力增大，亦即泥漿的屈服值增大。（2）固相顆粒的大小及其分布。就固相顆
