08陶瓷成型工艺

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1、第21章陶瓷成型工艺成型方法的选择，首先取决于原料的性质，其次取决于制品的形状和大小。陶瓷粉末首先经过预处理，然后再成型。§21.1预处理21.1.1配料配料是陶瓷工艺中一道最基本的工序，必须认真对待。有两个地方需要配料，其一是在原料烧块合成之前，其二是在成形之前。21.1.2混合一、加料次序问题二、加料方法问题三、湿磨瓷料的分层问题四、球磨筒专用的问题21.1.3造粒所谓造粒，就是将已经磨得很细的粉料，混和进粘结剂后，做成流动性好的较祖的粒子(这个粒子还是很小的，约20~80目)。为了区别于粉料的原始粒子，我们把它叫做团粒。这道工序对批量生产来说是非常重要的。造粒的方法，目前常用的有三种

2、，即普通造粒法，加压造粒法与喷雾干燥法。所谓团粒的质量，最基本的是团粒的体积密度和堆集密度。21.1.4塑化一、塑化剂所谓可塑性就是指瓷料在外力作用下发生形变，但又不出现裂纹，当外力去除后，瓷料维持既得的形状的能力。使瓷料具有这种能力的物质也就叫做塑化剂。塑化剂共分两大类：一类是无机的(粘土类矿物)，一类是有机的(高分子化合物)。1．聚乙烯醇2．聚醋酸乙烯酯3．羧甲基纤维素4．石蜡二、塑化工艺有机塑化剂是一种水溶液(当然，也有不含水的，如石蜡)，它是由粘结剂、增塑剂和溶剂组成的，在使用前先要配制。粘结剂的作用是把粉料粘结在一起，通常用有机高分子化合物，如前面提到的聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、羧

3、甲基纤维素、糊精等。它们都是粉末状的，要溶解后才能使用。增塑剂是对水有良好的亲和力并能溶于水的有机化合物。它的作用是插入线性的高分子之间，增大高分子间的距离，以降低它的粘度。常用的为甘油。溶剂是用来溶解上面两种有机化合物的，分子结构应与它们相似。常用的有水、无水酒精(乙醇)、丙酮、苯等。有机塑化剂的调配要在加热的情况下进行，同时还要不断搅拌使充分溶解。这里以聚乙烯醇塑化剂的调配为例，说明如下：以压电瓷料的配方为例。先将480克酒精与900克聚乙烯醇混合均匀，然后倒入一只钢精锅内，加入4000克沸腾的蒸馏水，搅拌15分钟并加热至60℃以使聚乙烯酵充分溶解。随后加入工业甘油240克，继续搅拌1

4、0分钟，直到没有结块，然后过滤。经过滤后的溶液放入烘箱，在60℃烘8小时即成透明而又粘稠的液体，可贮存备用。21-1将调配好的塑化剂与陶瓷粉末充分的揉练并陈腐一定时间，就可以了。21.1.5悬浮一、双电层理论以粘土为例，设想在水中粘土粒子是带负电的。由于静电引力，水溶液中电荷相反的离+子—异号离子(H离子或金属离子)就被位于表面牢牢吸附而形成一个吸附层(由于这些异号离子在水中水化，带有一定的水的极性分子，也把吸附层叫做水化膜)。在吸附层的外面，由于引力较弱，离粒子表面越远，被吸附的异号离子就越少，而形成一个离子浓度逐渐减少的扩散层。超出静电引力的界限之外的地方，离子自由移动，不受粒子表面静

5、电引力的影响。所以围绕带电粒子形成的两个吸附离子层，叫做双电层。一层吸附较紧，离子不能自由移动，是吸附层。另一层吸附放松，离子能够移动，是扩散层。粘土粒子表面带负电而具有静电引力，这意味着粘土粒子表面对水的介质各部位产生一定的电位差。A表示粘土粒子的表面，B表示吸附层的界面，C表示扩散层的界面。E表示从粒子表面必AA到介质内部CC的电位差(在胶体化学上叫做热力学电位)，ζ表示从吸附层到介质内部CC的电位差(在胶体化学上叫做电动电位)，实际上就是扩散层内的电位差。图21-1双电层电位示意图固相的电位(ab)和介质的电位(de)都是固定的，其数值由它们的种类和状态决免定，其中唯一可变动的是电动

6、电位ζ。当ζ大于粒子间的引力时，粒子就分散而悬浮，当ζ小于粒子间的引力时，粒子就凝聚而沉降。bcd连续变化，粒子确定后，E(bd)则固定，只有c可调，决定c点位置的是双电层的厚度，亦即是AA，BB，CC的相对位置。所以只要改变双电层的厚度，就能改变ζ的大小。(电动电位的定量表示式为ζ=(4πed)/D，其中e为粒子表面电荷，d为双电层厚度，D为介质的介电常数。生产实践中采用的一些措施都是针对改变电动电位ζ的大小而来的。对粘上泥浆来说，生产上是通过加入一定量的电解质来调节泥浆的流动性(粘度的倒数)的。一般认为理想的泥浆是含水量越少越好，流动性越大越好。泥浆中加进电解质后，可以使泥浆在含水量不

7、变的情况下增大流动性，或者在流动性不变的情况下，减少含水量。§21.2模压成型和等静压法干压成型且将瓷料放在钢模或弹性模中，在压机上或高压液体中压制成一定形状的坯体。由于压制方法和对坯体的要求不同，干压法又可分为两种。一种是在钢模内用压机进行的模压法，另一种是在弹性膜内用高压液体进行的等静压法。干压成型的工艺参数包括压力、加压时间、模具材料等。§21.3注浆成型21-221.3.1工艺原理所谓注浆成形是使粉末分散于溶剂中