无机非金属材料固化工艺ppt课件.ppt

《无机非金属材料固化工艺ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章无机非金属材料固化工艺本章主要内容：7.1概述7.2干燥7.3烧成7.1概述高温固化是一个复杂的物理化学反应过程，可分为干燥脱水、分解、熔融、相变、共熔、溶解、玻璃相的凝固、烧成结晶等步骤。干燥过程烧成过程一、概述1、定义用加热的方式达到除去物料中部分物理水分的过程称为干燥，也叫烘干。2、干燥的方法自然干燥人工干燥：机械干燥7.2干燥3、加热方式（1）外热源法：在物料外部对物料表面加热，物料受热，水分蒸发。对流加热辐射加热对流-辐射加热（2）内热源法：通过使物料本身的分子产生剧烈的热运动发热或

2、电流通过物料产生热量。二、干燥物理过程1、物料中水分的性质（1）自由水：是物料与水接触时所吸收的水分，存在于物料孔隙中以及直径大于10-4mm大毛细管中的水份，与物料结合松弛，又叫机械结合水。干燥时容易除去。干燥过程中，坯体体积的收缩量大约等于排除的自由水份的体积，故自由水又称收缩水。（2）大气吸附水：是指以水化膜的形式存在于物料表面和物料内直径小于10-4mm微毛细管中的水分。处于分子力场所控制的范围内，与物料结合较牢，又叫物理化学结合水。干燥时较难除去。它的多少取决于外界条件的温度与相对湿度。排除

3、大气吸附水物料体积不发生收缩。（3）化学结合水：是指与矿物呈化学状态结合的水，是矿物化学组成的一部分，参加矿物晶格的排列，又称结构水。与物料的结合最为牢固，需达到很高的温度（400~700℃），干燥过程不能除去，一旦脱水矿物结构即遭破坏。如高岭土Al2O3·2SiO2·2H2O。2、干燥过程热量交换是向物料供给能量的过程，用以满足湿物料中水分的蒸发、移动所需的能量。质量交换包括物料表面产生的水蒸气向干燥介质移动的外扩散过程和物料内部的水分由高浓度的内层向浓度较低的外层移动的内扩散过程。干燥过程分为以下

4、四个阶段：（1）加热阶段干燥介质传给物料的热量大于物料中水分蒸发所需的热量，多余的热量使物料温度不断升高。随物料温度不断升高，水分蒸发量又不断升高，直到坯体吸收的热量与蒸发水分所消耗的热量达到动态平衡。干燥过程进入等速阶段。（2）等速干燥阶段介质传给表面的热量等于水分蒸发所需的热量，故表面温度不变。表面水分不断蒸发，同时在内部与表面水分浓度差的作用下，内部水分不断向表面迁移，保持表面为润湿状态，即内扩散速度大于外扩散的速度。（3）降速干燥阶段由于物料含水量减少，内扩散速度赶不上外扩散速度，表面不再维持

5、润湿，干燥速率逐渐降低，干燥介质传给物料的热量大于物料中水分蒸发所需热量，多余的热量使物料温度逐渐升高。（4）平衡阶段当物料表面水分达到平衡水分时，表面蒸发与吸附达到动态平衡，表观干燥速度为零。干燥最终含水量因物料的性质、周围介质温度与湿度的不同而异。3、干燥过程中水分的扩散干燥过程实质上是物料水份移动的过程。物料通过内扩散和外扩散排除水份。外扩散是物料表面水份汽化的过程。动力是物料表面的水蒸汽压与周围介质的水蒸汽分压之差。内扩散是物料内部水份移至表面的过程，主要借助于扩散渗透力和毛细管的作用力。①湿

6、扩散：在水分浓度差的作用下，物料内部水分高的地方向水分低的地方的迁移过程；②热扩散：在温度差的作用下，水分从温度高的地方向温度低的地方的迁移过程。4、干燥过程中制品的收缩和变形未经干燥的温坯内固体颗粒被水膜所分离隔开。在干燥过程中，随着自由水份的排除，水膜不断变薄，颗粒逐渐靠拢，坯体发生收缩。收缩量大约等于排除的自由水的体积。当水膜厚度减簿到临界点状态，坯体中各颗粒达到相互接触的程度，收缩基本结束。继续干燥，开始排除相互接触的各颗粒间的孔隙水，发生微小收缩，直至与周围干燥介质所含水份达成平衡为止。因泥

7、料的颗粒具有一定的取向性，空隙(或水份)也相应具有一定的取向，导致干燥收缩各向异性。坯体内外层或各部位收缩率的差异产生内应力。当内应力大于塑性状态坯体的屈服值时，坯体发生变形。内应力过大，超过塑性状态坯体的破坏点时，导致坯体开裂破坏。5、影响干燥速率的因素（1）物料的性质和结构粘土的可塑性越强，加入量越多、颗粒越细，干燥速度就越难提高；瘠性物料越多，颗粒越粗，越有利于提高干燥速度。（2）坯体形状、大小、厚度形状复杂、体大壁厚的坯体在干燥时易产生收缩应力，故其干燥速度应加以控制，不宜太快。（3）坯体最初

8、含水量和干燥后残余水分要求（4）干燥介质的性质干燥介质的温度越高，湿度越小，则吸收水分的能力越大；增大干燥介质的流速，对流传质系数，干燥速率可以加快。（5）使热扩散与湿扩散的方向一致采用电热干燥、微波干燥、远红外干燥，可使坯体内外的水分同时受热，因而可加快内扩散过程，有助于提高干燥速度。6、干燥方法根据热源供热方式的不同，干燥方法可分为对流干燥，工频电干燥，红外干燥，微波干燥等。（1）对流干燥加热原理：热气体通过对流将热量传给制品，热量由表及里，水分由里