特种陶瓷材料 实验指导书分析

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1、特种陶瓷材料实验指导书材料科学与工程学院2015.514实验一喷雾干燥法制备陶瓷粉体一、目的意义喷雾干燥法是将溶液分散成小液滴喷入热风中，使之迅速干燥的方法，它是一种广泛使用的造粒法，经过喷雾造粒后的粉料有很好的流动性、松装密度及素坯密度等都得到了明显改善。本试验目的：①了解液相制备微粉的方法；②掌握喷雾造粒制备微粉的方法。二、实验装置三、实验器材①喷雾干燥机一台②三维混料机一台③电子天平一台④粘度计4台⑤塑料搅拌罐四个⑥油酸、添加剂、乙醇、蒸馏水等⑦玻璃器皿四、实验步骤①设计SiC陶瓷粉料不同的配方；②用三维混料机制备流变性能良好的料浆；14③将制备好的料浆用氨水调节PH值，使料浆

2、呈现中性；④用蠕动泵将料浆打入喷雾造粒机中，在设定的进出口温度下造粒；⑤测量喷雾造粒后粉体的流动性、松装密度；⑥再将粉料进行颗粒级配后再次测定级配后的流动性和松装密度。五、思考题①喷雾造粒时，进出口温度对造粒有何影响？②为什么要浆料的PH值调节为中性？③如何制备出流动性好、松装密度高的粉体？④为了保证流动性和松装密度都比较理想应该对喷雾造粒的粉料怎样处理？14实验二特种陶瓷材料的成型一、目的意义新型陶瓷材料的成型方法很多，有压制成型（干压成型和等静压成型）、注射成型、技压成型等，最常用的是压制成型方法。由于新型陶瓷材料的成型是陶瓷制备的关键技术环节，选择合适的成型方法有利于陶瓷制品的

3、烧结和改善烧结体的性能。本试验目的：①了解新型陶瓷材料的先进的成型方法；②掌握新型陶瓷材料常用成型方法的成型原理与步骤。二、成型方法1、干压成型将经过造粒、流动性好，颗粒级配合适的粉料装入模具内，通过成型压机的柱塞施以外加压力，把配料压制成具有一定几何尺寸坯件的方法，是应用最广泛的一种成型方法。加压方式有单向加压和双向加压两种。干压成型应注意的问题如下。（1）控制干压成型的坯料含水量在4%～8%左右。（2）加压方式不同其成型结果也不同。单向加压时，直接受压一端的压力大，密度大；远离加压一端的压力小，坯体密度小。双向加压时，坯体两端直接受呀，因此两端密度大，中间中间密度小。如果坯料加润

4、滑剂、经过造粒，再进行双向加压，则坯体密度非常均匀。（3）成型压力。成型压力的大小直接影响瓷体的密度和收缩率。成型压力小，瓷体收缩大。（4）加压速度和时间。2、冷等静压成型等静压成型又称静水压成型，它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力的一种成型方法，等静压成型方法有冷等静压成型和热等静压成型两种。冷等静压成型又分湿式等静压成型和干式等静压成型两种。等静压成型的特点是：①适于压制形状复杂，大件且细长的新型陶瓷制品。②湿式等静压容器内可同时放入几个模具，还可压制不同形状的坯体。③可以任意调节成型压力。④压制的产品质量高，烧成收缩小，坯体致密不易变形。三、测定装置14四、实验器材①干压

5、成型的压力机②冷等静压成型机③电子天平一台④金属模具三套⑤橡胶模具一套⑥油酸溶液五、实验步骤①将经过喷雾造粒后的SiC陶瓷粉料装在金属模具中；②设定干压成型的压力（10T或16T），保压时间为1min,进行预成型；③测量不同压力下干压成型后素坯体的尺寸和密度；④将预成型的陶瓷坯体用橡胶套包封好置于冷等静压成型机中的高压容器内；⑤设定冷等静压成型所需的不同压力（200MPa、250MPa），最终成型；⑥测量经过不同压力下冷等静压成型后素坯体的尺寸和密度。六、注意事项①试样成型前模具必须保证清洁、干净，以免造成素坯体受污染；②干压成型时，保压时间无法自动控制，需要手动记录；③冷等静压成型

6、后卸压时一定要缓慢进行。七、思考题①碳化硅陶瓷成型的压力设计多大最合适？②如何保证素坯体不分层、不开裂？14③卸压时为什么要缓慢卸压，否则会发生什么现象？附件：实验记录表实验号成型压力保压时间素坯体尺寸素坯体密度干压冷等静压干压冷等静压干压冷等静压干压冷等静压12314实验三特种陶瓷材料烧结方法研究一、实验目的和意义1、了解陶瓷材料的烧结和性能检测的工艺流程，掌握吸水率，表面气孔率，实际密度，线收缩率的测定方法。2、利用实验找出材料的最优烧结工艺，包括烧结温度和烧结时间。二、实验背景知识1、烧结实验在粉体变成的型坯中，颗粒之间结合主要靠机械咬合或塑化剂的粘合，型坯的强度不高。将型坯在

7、一定的温度下进行加热，使颗粒间的机械咬合转变成直接依靠离子键，共价键结合，极大的提高材料的强度，这个过程就是烧结。陶瓷材料的烧结分为三个阶段，升温阶段，保温阶段和降温阶段。在升温阶段，坯体中往往出现挥发分排出、有机粘合剂等分解氧化、液相产生、晶粒重排与长大等微观现象。在操作上，考虑到烧结时挥发分的排除和烧结炉的寿命，需要在不同阶段有不同的升温速率。保温阶段指型坯在升到的最高温度（通常也叫烧结温度）下保持的过程。粉体烧结涉及组成原子、离子或分子的扩散传质过程