第6章无机复合材料的成型ppt课件.ppt

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1、无机复合材料的成型程伟东材料科学与工程学院1、引言陶瓷粉体的烧成并致密化过程中，必须进行成型处理，获得不同的形状，排除堆积粉体内的气孔，提高坯体密度，利于烧成的致密化。陶瓷粉体成型的方法很多：如手工、轮转、冲压、半干压制和挤制等方法。成型方法分类冷法坯料含水量30～40%石膏模常压冷法注浆加压冷法注浆抽真空冷法注浆有模无模等静压成型法：使用橡皮膜，坯料含水量1.5～3%干压成型法：使用钢模，坯料含水量6～8%可塑成型法成型方法坯料含水量18～26%注浆成型法热法（热压注法）：钢模轮转成型冲压成型（以铝合金为例）半干压制成型（视频制砖机）挤制成型（视频）将挤制陶瓷坯料放入专用挤制成型设备

2、，通过施加一定压力，使用活塞或螺杆通过开放式的压模嘴挤出成型坯体，挤出后的坯体可保持原有形状。压模嘴即为成型模具，通过更换压模嘴可挤出不同形状的坯体。陶瓷粉体成型的原因：利用无机复合粉体的塑性来实现成型。粉体的塑性：屈服点，其以下为弹性；外加应力高于屈服点时，粉体产生永久形变，可用于模压成型。应力去除后，保持模压形状。2、干压成型采用压力将陶瓷粉体压制成一定形状的坯体。（一）粉体的工艺性质粒度和粒度分布粒度是指粉体的颗粒大小，通常以半径r或直径d来表示。粒度分布指各种大小颗粒所占的百分比。粉体堆积性质粉体的拱桥效应粉体自由堆积的孔隙率比理论计算值大得多。实际粉体不是球形，加上表面粗糙，

3、使颗粒互相交错咬合，形成拱桥形空间，增大孔隙率，这种现象称为拱桥效应。（二）压制过程坯体的变化密度的变化。压制成型过程中，随着压力增加，松散的粉料迅速形成坯体。坯体的相对密度有规律地发生变化。分为三个阶段：强度的变化。坯体强度随成型压力的变化大致分为三个阶段：第一阶段压力较低，颗粒间接触面积仍小，所以强度并不大。第二阶段是成型压力增加，颗粒位移和填充孔隙继续进行，颗粒间接触面积大大增加，出现原子间力的相互作用，因此强度直线提高。第三阶段，坯体密度和孔隙变化不明显，强度变化也较平坦。122坯体强度成型压力（三）加压制度对坯体质量的影响成型压力的影响压制过程中，加于粉料上的压力主要消耗在以

4、下两个方面：(1)克服粉料的阻力P1，称为静压力。它包括颗粒相对位移时所需克服的内摩擦力及使粉料颗粒变形所需的力；(2)克服粉料颗粒对模壁摩擦所消耗的力P2，成为消耗压力。加压方式的影响。单面加压时，坯体中压力分布是不均匀的（图4.4a）。不但有低压区，还有死角。双面同时加压时，可消失底部的低压区和死角，但坯体中部的密度较低(图4.4b)。若两面先后加压，两次加压之间有间歇，利于空气排出，使整个坯体压力与密度都较均匀(图4.4c)。如果在粉料四周都施加压力(也就是等静压成型)，则坯体密度最均匀(图4.4d)。加压速度的影响。开始加压时，压力应小些，以利于空气排出，然后短时间内释放此压力

5、，使受压气体逸出。当用高压使颗粒紧密靠拢后，必须缓慢加压，以免残余空气无法排出，在释放压力后，空气膨胀，回弹产生层裂。当坯体较厚，或者粉料颗粒较细、流动性较低，则宜减慢加压速度、延长持压时间。为了提高压力的均匀性，通常采用多次加压。3.注浆成型注浆成型工艺简单，适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、壁薄及大型厚胎的制品。基本注浆方法：空心注浆(单面注浆)实心注浆(双面注浆)空心注浆(单面注浆)实心注浆(双面注浆)（一）注浆成型的特点及影响因素注浆成型所用的料浆必须具备如下性能：料浆的流动性好；料浆的稳定性要好（即不易沉淀和分层）；料浆的触变性要小；料浆的含水量尽可能少，渗透

6、性要好；料浆的脱膜性要好；料浆中应尽可能不含气泡。影响泥浆流动性的因素注浆成型的泥浆应具有一定的流动性和稳定性才能满足成形的要求。固相的含量、颗粒大小和形状的影响。一定浓度的泥浆中，固相颗粒越细，颗粒间的平均距离越小，吸引力增大，位移时所需克服的阻力增大，流动性减小。由于水有偶极性和胶体粒子带有电荷，每个颗粒周围都形成水化膜，固相颗粒所呈现的体积比真实体积大得多，因而阻碍泥浆的流动。泥浆流动时，固相颗粒既有平移又有旋转运动。当颗粒形状不同时，对流动所产生的阻力必然不同。对于体积相同的固相颗粒来说，等轴颗粒产生的阻力最小；颗粒形状不规则，流动阻力大，浆料流动性差。泥浆温度的影响。

7、将泥浆加热时，分散介质(水)的粘度下降，泥浆粘度也因而降低。提高泥浆温度除增大流动性外，还可加速泥浆脱水，增加坯体强度。生产中采用热膜热浆进行浇注的方法。若泥浆温度为35～40℃、模型温度为35℃左右，则吸浆时间可缩短一半，脱膜时间也相应缩短。50粘土及泥浆处理方法的影响。生产实践发现，粘土原料经过干燥后配成的泥浆其流动性有所改变。如图所示，粘土干燥温度升高时，一定量泥浆流出时间缩短，即其流动性增加。在某一温度下干燥粘土时，泥浆流动性可达最大