陶瓷的成型与烧结工艺培训课件.ppt

第一节 混合料的制备 第二节 陶瓷的成形方法 陶瓷的成形原理及工艺 第三节 陶瓷的烧结理论 第四节 陶瓷的烧结方法 第五节 陶瓷烧结后的处理 第一节 混合料的制备 混合料的计算与称料 混合料配方的计算的两种基本形式： 1）已知的化学计量式的配料计算； 2）根据化学成分进行的配料计算。 称料时应注意的原则： 1）按组分含量由少到多的顺序称量。 2）采用累积称量法称量。 混 料 混料的两种基本形式： 1）干混 2）湿混 根据计算的结果称料，多种组分的原料经过一定的 方法混合均匀的过程称为混料。（在球磨机中的混料过 程可同时实现粉碎和混合的双重目的。） 塑 化 对于特种陶瓷，由于坯料中没有可塑性，在成形时 会出现裂纹，因此有必要在成形前进行塑化处理。 常用的塑化剂： 1）无机塑化剂：粘土等 2）有机塑化剂： 粘结剂（如聚乙烯醇） 增塑剂（如甘油） 溶剂 （如无水乙醇） 有机塑化剂 塑化剂选用和加入的原则 1）在保证坯料一定可塑性的条件下，尽可能减少塑化 剂的用量。 2）选用塑化剂时，需考虑塑化剂在烧结时排除的难易 和排除温度等因素。 造 粒 造粒就是加入塑性剂后，将细颗粒原料制备成粒度 较粗的混合料，以改善其流动性。 第二节 陶瓷的成形方法 模压成形 模压成形是将混合料加入到模具中，在压力机上压 成一定形状的坯体的方法。 手动压制 自动压制 利用液态、气体或橡胶等作为传压介质，在三维方 向对坯体进行压制的工艺。冷等静压可分为干式和湿式 两种形式。 冷等静压成形 湿式冷等静压（液体为传压介质） 干式冷等静压（气体或弹性体为传压介质） 冷等静压 以水为溶剂、粘土为粘结剂和陶瓷粉体混合，配制 成的具有较好流动性的料浆，再将料浆注入到具有产品 形状的石膏模中成形的方法。 注浆法成形 这种成形方法借鉴了金属压铸成形的工艺思路，利 用石蜡的高温流变特性，对陶瓷石蜡流体进行压力下的 铸造成形。 热压铸成形 1）料浆的制备：将经过陶瓷粉体与6～12％石蜡和0.1～ 1％硬脂酸或油酸表面活性剂加热到60～80℃再与熔 化的石蜡混合即可。 2）压铸：在压缩空气作用下充型，保压冷却，脱模。 借鉴金属的挤 压成形和轧制成 形工艺。 塑性成形 将具有可塑性的泥料，通过挤机嘴成形。 挤制成形 将陶瓷粉体和粘结剂、溶剂等置于置于轧辊上混 炼，使之混合均匀，伴随吹风，溶剂逐步挥发，形成一 层厚膜；调整 轧辊间距，反 复轧制，可制 得薄片瓷坯。 轧膜成形 一般用于制备厚度＜ 80μm的坯片。 带式成形 第三节 陶瓷的烧结理论 概 述 定 义： 烧结是指高温条件下，坯体表面积减小，孔隙率降 低、机械性能提高的致密化过程。 烧结驱动力： 粉体的表面能降低和系统自由能降低。 烧结的主要阶段： 1）烧结前期阶段（坯体入炉——90％致密化） ① 粘结剂等的脱除：如石蜡在250～400℃全部汽化 挥发。 ② 随着烧结温度升高，原子扩散加剧，孔隙缩小， 颗粒间由点接触转变为面接触，孔隙缩小，连通孔 隙变得封闭，并孤立分布。 ③ 小颗粒间率先出现晶界，晶界移动，晶粒长大。 2）烧结后期阶段 ① 孔隙的消除：晶界上的物质不断扩散到孔隙处， 使孔隙逐渐消除。 ② 晶粒长大：晶界移动，晶粒长大。 烧结的分类： 固相烧结（只有固相传质） 液相烧结（出现液相） 气相烧结（蒸汽压较高） 烧 结 烧结过程的物质传递 气相传质（蒸发与凝聚为主） 固相传质（扩散为主） 液相传质（溶解和沉淀为主） 烧结过程中的物质传递 影响烧结的因素 原料粉末的粒度 烧结温度 烧结时间 烧结气氛 影响因素 第四节 陶瓷的烧结方法 烧结分类 常压烧结 压力烧结 按压力分类 普通烧结 氢气烧结 真空烧结 按气氛分类 固相烧结 液相烧结 气相烧结 活化烧结 反应烧结 按反应分类 常见的烧结方法 传统陶瓷在隧道窑中进行烧结，特种陶瓷大都在电 窑中进行烧结。 普通烧结 热压烧结 热压烧结是在烧结过程中同时对坯料施加压力，加 速了致密化的过程。所以热压烧结的温度更低