坯料的種類及制備工藝

1、第四章第四章 坯料的種類及制備工藝坯料的種類及制備工藝 將陶瓷原料經(jīng)過配料和加工后，得到的具有將陶瓷原料經(jīng)過配料和加工后，得到的具有成形成形性能的性能的多組分多組分混合物稱為坯料?；旌衔锓Q為坯料。 4.1 4.1 種類和質(zhì)量要求種類和質(zhì)量要求 4.2 4.2 坯料制備的一般工藝流程坯料制備的一般工藝流程 4.3 4.3 原料的預燒與精選原料的預燒與精選 4.4 4.4 坯料制備過程坯料制備過程4.14.1坯料的種類和質(zhì)量要求坯料的種類和質(zhì)量要求 1 基本要求及分類基本要求及分類 1.1 基本要求基本要求 (1) (1) 坯料的組成能滿足坯料的組成能滿足配方配方的要求；（符合配方、的要求；（符合

2、配方、避免雜質(zhì)）避免雜質(zhì)） (2) (2) 各種組分混合各種組分混合均勻均勻、包括主要原料、水分及塑、包括主要原料、水分及塑化劑在坯料中都應均勻分布；化劑在坯料中都應均勻分布； (3) (3) 坯料各組分的顆粒達到要求的坯料各組分的顆粒達到要求的細度細度，以減少成，以減少成型和干燥過程中的廢品；型和干燥過程中的廢品； (4) (4) 可塑和注漿成型用的坯料中可塑和注漿成型用的坯料中空氣空氣含量應盡量減含量應盡量減少，以免降低坯體強度和產(chǎn)品的機電性質(zhì)。少，以免降低坯體強度和產(chǎn)品的機電性質(zhì)。 1.2 分類分類 根據(jù)成形方法不同根據(jù)成形方法不同( (按含水量按含水量) ) ，坯料分為三類：，坯料分為

3、三類： 1.1.注漿坯料，其含水率為注漿坯料，其含水率為28283535； 2.2.可塑坯料，其含水率為可塑坯料，其含水率為18182525； 3.3.壓制坯料，其中干壓坯料含水率為壓制坯料，其中干壓坯料含水率為3 37 7，半干壓，半干壓坯料含水率為坯料含水率為8 81515。 對坯料的要求分述如下：對坯料的要求分述如下： 4.1.1 4.1.1 注漿坯料注漿坯料 1.1.流動性流動性好好: :保證泥漿澆注成形時要能保證泥漿澆注成形時要能充滿模型充滿模型的各個的各個部位；部位；2.2.懸浮性懸浮性好：漿料中各種固體顆粒能在好：漿料中各種固體顆粒能在較長較長一段時間一段時間懸浮而不沉淀懸浮而不

4、沉淀的性質(zhì)稱為泥漿懸浮性；的性質(zhì)稱為泥漿懸浮性；3.3.觸變性觸變性適當適當：受到：受到振動振動和攪拌時，泥漿粘度會降和攪拌時，泥漿粘度會降低而流動性增加，低而流動性增加，靜置靜置后又恢復原狀，此外，泥漿放后又恢復原狀，此外，泥漿放置一段時間后，在維持原有水分的情況下也會變稠。置一段時間后，在維持原有水分的情況下也會變稠。這種性質(zhì)稱為觸變性；這種性質(zhì)稱為觸變性；4.4.濾過性好：濾過性也稱滲模性，是指泥漿能夠在石膏模濾過性好：濾過性也稱滲模性，是指泥漿能夠在石膏模中中濾水成坯濾水成坯的性能。的性能。 注漿陶瓷坯料的質(zhì)量控制主要是控制注漿陶瓷坯料的質(zhì)量控制主要是控制 ：泥漿的比重：泥漿的比重 、

5、泥漿的流、泥漿的流動性動性 、泥漿的厚化系數(shù)、泥漿的厚化系數(shù) 4.1.2可塑坯料 1. 1.良好的良好的可塑性可塑性: :坯料的可塑性一般取決于坯料的可塑性一般取決于強可塑強可塑原料原料( (粘土粘土) )或或塑化劑塑化劑的用量的用量; ; 2.2.一定的一定的形狀穩(wěn)定形狀穩(wěn)定性性: :指可塑坯料在成型后不會因自身指可塑坯料在成型后不會因自身重力而塌陷變形重力而塌陷變形, ,尤其是對大型制品更是如此尤其是對大型制品更是如此. .可以通可以通過調(diào)節(jié)強可塑原料的用量和含水量來控制過調(diào)節(jié)強可塑原料的用量和含水量來控制; ; 3.3.含水量含水量適當適當: :可塑坯料的含水量與成型方式有一定對可塑坯料

6、的含水量與成型方式有一定對應關(guān)系應關(guān)系; ;強可塑性原料用量較多時強可塑性原料用量較多時, ,含水量較高含水量較高; ;大件制大件制品的可塑坯料含水量比小件制品低些品的可塑坯料含水量比小件制品低些; ; 4.4.坯體的干燥坯體的干燥強度和收縮率強度和收縮率: :生產(chǎn)上常用干坯的抗折強生產(chǎn)上常用干坯的抗折強度來衡量它的干燥強度度來衡量它的干燥強度. .大的干燥強度有利于成形后大的干燥強度有利于成形后脫脫模、修坯、施釉、送坯模、修坯、施釉、送坯等工序。坯體收縮大影響其造等工序。坯體收縮大影響其造型和尺寸的精確度，坯體也容易變形和開裂。影響坯型和尺寸的精確度，坯體也容易變形和開裂。影響坯體干燥強度和

7、收縮率的主要因素是坯體中強體干燥強度和收縮率的主要因素是坯體中強可塑原料可塑原料的用量和的用量和水分含量水分含量。 可塑性陶瓷坯料的質(zhì)量控制主要是要控制：可塑性的調(diào)節(jié)可塑性陶瓷坯料的質(zhì)量控制主要是要控制：可塑性的調(diào)節(jié) 、含水量的控制含水量的控制 、氣孔的控制、氣孔的控制 4.1.3壓制坯料 1. 1.流動性好：要求流動性好：要求粉料粉料能在短時間內(nèi)填滿能在短時間內(nèi)填滿鋼模鋼模的各個角落，的各個角落，以保證坯體的致密度和壓坯速度；以保證坯體的致密度和壓坯速度； 2.2.堆積密度大：粉料的堆積密度常用單位容積的粉料質(zhì)量來堆積密度大：粉料的堆積密度常用單位容積的粉料質(zhì)量來表示。堆積密度大，表示。堆積

8、密度大，氣孔率氣孔率就小，壓制后的坯體就越致密。就小，壓制后的坯體就越致密。 3.3.含水率和含水率和水份均勻水份均勻性：性：水水是粉料成型時的是粉料成型時的潤滑潤滑劑和劑和結(jié)合結(jié)合劑。劑。當成型壓力較大時粉料含水可以少些，反之粉料含水可以當成型壓力較大時粉料含水可以少些，反之粉料含水可以多些。當粉料含水不均勻，即局部過干和過濕時便會出現(xiàn)多些。當粉料含水不均勻，即局部過干和過濕時便會出現(xiàn)壓制困難，且磚坯在以后的干燥和燒成中易出現(xiàn)開裂和變壓制困難，且磚坯在以后的干燥和燒成中易出現(xiàn)開裂和變形。形。4.1.44.1.4坯料的品質(zhì)要求坯料的品質(zhì)要求 1. 1.配方配方準確準確：兩方面控制，首先準確：兩

9、方面控制，首先準確稱料稱料（應除去原料中水分，（應除去原料中水分，按絕干料計），其次是加工過程中避免按絕干料計），其次是加工過程中避免雜質(zhì)雜質(zhì)混入；混入； 2.2.組分組分均勻均勻：坯料中各組分，包括主要原料、水分、添加劑等應：坯料中各組分，包括主要原料、水分、添加劑等應均勻分布均勻分布（均化均化），），否則會使坯體或制品出現(xiàn)缺陷，降低產(chǎn)品性否則會使坯體或制品出現(xiàn)缺陷，降低產(chǎn)品性能；能； 3.3.細度合理：組分顆粒應達到一定細度細度合理：組分顆粒應達到一定細度(250(250目），目），并具有合理粒并具有合理粒度分布；度分布；防止顆粒防止顆粒偏析；偏析； 4.4.氣孔少氣孔少：坯料中或多或少的

10、含有一些空氣，空氣的存在對產(chǎn)品：坯料中或多或少的含有一些空氣，空氣的存在對產(chǎn)品品質(zhì)和成形都有不利影響，應盡量減少其含量。品質(zhì)和成形都有不利影響，應盡量減少其含量。為了保證產(chǎn)品品質(zhì)和滿足成形的工藝要求，坯料應具備下述為了保證產(chǎn)品品質(zhì)和滿足成形的工藝要求，坯料應具備下述基本條件：基本條件：4.2坯料制備的一般工藝流程（見教材P110圖） 過 篩 （ 電 磁 振 動 篩 ） 細 磨 （ 濕 式 球 磨 機 ） 澄 清 排 水 （ 貯 漿 池 于 攪 拌 機 ） 軟 質(zhì) 原 料 硬 質(zhì) 原 料 除 鐵 中 碎 （ 輪 碾 機 ） 配 料 （ 鏟 車 ， 地 中 衡 ） 洗 料 （ 洗 石 機 ）粗 碎

11、 （ 顎 式 破 碎 機 ） 料 倉 貯 存 料 倉 貯 存 人 工 選 料注 漿 （ 泥 漿 池 與 攪 拌 機 ） 干 燥 造 粒 （ 噴 霧 干 燥 塔 ） 過 篩 （ 自 定 中 心 振 動 篩 ） 悶 料 （ 粉 料 倉 ） 壓 制 粉 料 泥 漿 罐 （ 真 空 脫 泡 和 攪 拌 ） 注 漿 用 泥 漿 壓 慮 （ 壓 慮 機 ） 粗 煉 陳 腐 精 練 可 塑 泥 條水 和 電 解 質(zhì) 從圖可見,坯料制備過程為: 原料原料處理、配料、混合制備處理、配料、混合制備三部分。其中注意配三部分。其中注意配方要方要準確準確，原料是以，原料是以干式干式（脫水）計算。（脫水）計算。 硬質(zhì)原料

12、：硬質(zhì)原料：揀選，水洗（揀選，水洗（預燒預燒）；粗、中）；粗、中碎，細磨粉。碎，細磨粉。 軟質(zhì)原料：軟質(zhì)原料：揀選，干碾、濕碾機揀選，干碾、濕碾機4.3 原料的預燒與精選 4.3.1 4.3.1 原料的預燒原料的預燒 原料預燒的作用原料預燒的作用1. 1.幫助幫助碎化碎化原料：例如大塊石英巖質(zhì)地堅硬，粉碎困難，利用石英多晶轉(zhuǎn)原料：例如大塊石英巖質(zhì)地堅硬，粉碎困難，利用石英多晶轉(zhuǎn)變伴隨的體積效應，將石英在粉碎前預燒并急冷，使其結(jié)構(gòu)疏松，利于粉變伴隨的體積效應，將石英在粉碎前預燒并急冷，使其結(jié)構(gòu)疏松，利于粉碎，一般預燒到碎，一般預燒到90090010001000；2.2.減少坯料減少坯料收縮收縮：

13、例如粘土，可部分預燒成：例如粘土，可部分預燒成熟料熟料，一般，一般700700900900，又如，又如工業(yè)氧化鋁（工業(yè)氧化鋁（ AlAl2 2OO3 3 ）；）；3.3.改變改變結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形態(tài)：例如滑石具有形態(tài)：例如滑石具有片狀片狀結(jié)構(gòu)，成形時容易造成泥料分層和顆結(jié)構(gòu)，成形時容易造成泥料分層和顆粒定向排列，引起產(chǎn)品變形和開裂，通過預燒破壞粒定向排列，引起產(chǎn)品變形和開裂，通過預燒破壞片狀片狀結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)；4.4.穩(wěn)定穩(wěn)定晶型：例如晶型：例如 AlAl2 2OO3 3 、TiOTiO2 2、ZrOZrO2 2等，在氧化氣氛下預燒等，在氧化氣氛下預燒1250125013001300，預燒預燒 Al2O3

14、 Al2O3105015003.423.623.954.10TiO2板鈦礦板鈦礦銳鈦礦銳鈦礦金紅石金紅石其中以金紅石的物理電氣性能最好，同時生產(chǎn)含鈦電容器陶其中以金紅石的物理電氣性能最好，同時生產(chǎn)含鈦電容器陶瓷時，將瓷時，將TiOTiO2 2原料預燒成金紅石相，配釉用原料預燒成金紅石相，配釉用TiOTiO2 2可不預燒?？刹活A燒。22ZrOtZrOm 4.3.2 原料的精選 原料的精選是指對于原料進行原料的精選是指對于原料進行分離分離，提純提純和除去各種有害和除去各種有害雜質(zhì)的過程。包括物理方法、化學方法和物理化學方法。雜質(zhì)的過程。包括物理方法、化學方法和物理化學方法。 物理方法：淘洗槽，水力

15、旋流器，振動篩和磁選機（除鐵）物理方法：淘洗槽，水力旋流器，振動篩和磁選機（除鐵）等等原料的精選原料的精選淘洗淘洗 （去除原料的粗粒雜質(zhì)，如沙礫、草根等）（去除原料的粗粒雜質(zhì)，如沙礫、草根等）化學方法化學方法：溶解法和升華法溶解法和升華法淘洗法與水力旋流法比較淘洗法與水力旋流法比較淘洗與水力旋流器淘洗與水力旋流器混用混用比較合理。比較合理。因此在國內(nèi)外陶瓷工業(yè)中正被廣泛用來因此在國內(nèi)外陶瓷工業(yè)中正被廣泛用來精選高嶺土精選高嶺土物理化學方法物理化學方法：浮選法和電解法浮選法和電解法4.4 坯料制備過程 4.4.1 4.4.1 原料的破粉碎原料的破粉碎 目的：目的： 1. 1.使原料中的雜質(zhì)易于分

16、離；使原料中的雜質(zhì)易于分離； 2.2.使各種原料能夠均勻混合，使成形后的坯體致密；使各種原料能夠均勻混合，使成形后的坯體致密； 3.3.增大各種原料的表面積，使其易于進行固相反應或熔融，增大各種原料的表面積，使其易于進行固相反應或熔融，提高反應速度并降低燒成溫度。提高反應速度并降低燒成溫度。 粗碎設備：顎式破碎機粗碎設備：顎式破碎機 中碎設備：輪碾機，反擊式破碎機等中碎設備：輪碾機，反擊式破碎機等 細磨設備：球磨機，振動磨機，細磨設備：球磨機，振動磨機，氣流粉碎機氣流粉碎機( (最細）最細），環(huán)，環(huán)輥磨機（雷蒙磨）輥磨機（雷蒙磨） 球磨機（重點介紹）是陶瓷行業(yè)普遍使用的細磨設備，起球磨機（重點

17、介紹）是陶瓷行業(yè)普遍使用的細磨設備，起研磨和混合作用。研磨和混合作用。球磨機球磨機陶瓷行業(yè)用球磨機的特點： 1. 1.間歇式作業(yè)間歇式作業(yè) 2.2.內(nèi)襯：為防止鐵質(zhì)混入采用硬質(zhì)巖石或瓷磚作內(nèi)襯及磨內(nèi)襯：為防止鐵質(zhì)混入采用硬質(zhì)巖石或瓷磚作內(nèi)襯及磨球，或用橡膠內(nèi)襯；球，或用橡膠內(nèi)襯； 3.3.濕法球磨：比干磨效率高，制備的濕法球磨：比干磨效率高，制備的可塑泥可塑泥料與泥漿質(zhì)量料與泥漿質(zhì)量比干磨好，顆粒細，灰塵少，出料時采用比干磨好，顆粒細，灰塵少，出料時采用泵和管泵和管道輸送，道輸送，有利于提高除鐵效率。有利于提高除鐵效率。影響球磨效率的因素：1. 1. 球磨轉(zhuǎn)速：一般球磨轉(zhuǎn)速：一般1 1噸左右球磨機轉(zhuǎn)速為噸左右球磨機轉(zhuǎn)速為26262828轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分；分；2. 2. 研磨介質(zhì)的數(shù)量，大小，外形，比重；研磨介質(zhì)的數(shù)量，大小，外形，比重；3. 3. 料球水的比例料球水的比例 普通陶瓷坯料為：