材料概論(周達(dá)飛)(二版)_第51章

1、材材 料料 概概 論論5.2 陶瓷的生產(chǎn)陶瓷的生產(chǎn) 陶瓷的概念與分類及發(fā)展歷史陶瓷的概念與分類及發(fā)展歷史 普通陶瓷的基本制備工藝普通陶瓷的基本制備工藝 特種陶瓷生產(chǎn)的基本工藝過程特種陶瓷生產(chǎn)的基本工藝過程5.1 玻璃的生產(chǎn)玻璃的生產(chǎn) 玻璃的發(fā)展歷史玻璃的發(fā)展歷史(5000年，我國年，我國3000年年) 玻璃的生產(chǎn)工藝玻璃的生產(chǎn)工藝第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 *5.3 水泥的生產(chǎn)水泥的生產(chǎn) 5.4 黑色金屬的生產(chǎn)黑色金屬的生產(chǎn)*5.5 有色金屬的生產(chǎn)有色金屬的生產(chǎn)5.1 5.1 玻璃的生產(chǎn)玻璃的生產(chǎn) 玻璃的發(fā)展歷史玻璃的發(fā)展歷史 公元公元1世紀(jì)初世紀(jì)初：古羅馬人發(fā)明用

2、鐵管古羅馬人發(fā)明用鐵管吹制吹制各種形狀的制品各種形狀的制品 不久不久懂得了懂得了玻璃易加工成型玻璃易加工成型并加以利用并加以利用 玻璃窗、瓶和望遠(yuǎn)玻璃窗、瓶和望遠(yuǎn)鏡的透鏡鏡的透鏡玻璃發(fā)展的第玻璃發(fā)展的第1技術(shù)階段。技術(shù)階段。 11 15世紀(jì)世紀(jì)：制造中心制造中心威尼斯威尼斯800年年(15 17世紀(jì)鼎盛期世紀(jì)鼎盛期) 16世紀(jì)后世紀(jì)后：威尼斯玻璃工匠的秘密威尼斯玻璃工匠的秘密法、德、英法、德、英； 17世紀(jì)世紀(jì)：歐洲歐洲玻璃廠玻璃廠開始開始煤代替木柴，玻璃工業(yè)煤代替木柴，玻璃工業(yè) 發(fā)展。發(fā)展。 18世紀(jì)末世紀(jì)末：玻璃制品的皇冠玻璃制品的皇冠 捷克。捷捷克。捷G藝術(shù)品，從藝術(shù)品，從17世紀(jì)世紀(jì)活

3、躍歐洲市場。俄活躍歐洲市場。俄G藝術(shù)制品藝術(shù)制品17世紀(jì)世紀(jì) 也聞名于世。也聞名于世。1790年：瑞士鐘表匠年：瑞士鐘表匠攪拌攪拌大型均勻的光學(xué)大型均勻的光學(xué)G園板園板 高均勻度高均勻度18世紀(jì)后期：世紀(jì)后期：蒸汽機(jī)發(fā)明，機(jī)械蒸汽機(jī)發(fā)明，機(jī)械&化學(xué)工業(yè)不斷發(fā)展化學(xué)工業(yè)不斷發(fā)展 玻玻璃制造技術(shù)也璃制造技術(shù)也 。1828年，法國工人羅賓年，法國工人羅賓 第第1臺吹瓶機(jī)。臺吹瓶機(jī)。 19世紀(jì)中葉：發(fā)生爐煤氣和蓄熱室池爐世紀(jì)中葉：發(fā)生爐煤氣和蓄熱室池爐玻璃的連續(xù)生產(chǎn)。玻璃的連續(xù)生產(chǎn)。 19世紀(jì)末：德國人阿貝和肖特對光學(xué)世紀(jì)末：德國人阿貝和肖特對光學(xué)G 系統(tǒng)研究系統(tǒng)研究 玻璃科玻璃科學(xué)基礎(chǔ)的建立

4、。學(xué)基礎(chǔ)的建立。 20世紀(jì)以來：玻璃生產(chǎn)技術(shù)世紀(jì)以來：玻璃生產(chǎn)技術(shù)，玻璃工藝學(xué)玻璃工藝學(xué)專門學(xué)科。專門學(xué)科。 20世紀(jì)初：世紀(jì)初：G瓶罐需求量瓶罐需求量各種自動制瓶機(jī)各種自動制瓶機(jī)機(jī)械化。機(jī)械化。 1905年：英國歐文斯年：英國歐文斯第第1臺玻璃瓶自動成型機(jī)。臺玻璃瓶自動成型機(jī)。 1925年：年：第第1臺行列式制瓶機(jī)。臺行列式制瓶機(jī)。 19世紀(jì)世紀(jì)把玻璃拉成空心圓筒的機(jī)器。筒子把玻璃拉成空心圓筒的機(jī)器。筒子切成切成小段小段剪成剪成薄板。薄板。比利時弗克比利時弗克拉板機(jī)拉板機(jī)幾十年的改進(jìn)幾十年的改進(jìn)引上機(jī)，平板玻引上機(jī)，平板玻璃璃 生產(chǎn)生產(chǎn)皮爾金頓皮爾金頓30年研究年研究1959年浮法年浮法GG

5、發(fā)展史上發(fā)展史上的又一次重大變革，并且正在不斷地取代其他方法。的又一次重大變革，并且正在不斷地取代其他方法。 現(xiàn)已現(xiàn)已機(jī)械化、自動化如平板玻璃、玻璃容器、燈殼、電機(jī)械化、自動化如平板玻璃、玻璃容器、燈殼、電子管、顯像管等。造型復(fù)雜、批量小的產(chǎn)品，才手工成型。子管、顯像管等。造型復(fù)雜、批量小的產(chǎn)品，才手工成型。 1.玻璃生產(chǎn)的工藝流程玻璃生產(chǎn)的工藝流程2.玻璃的成分及原料制備玻璃的成分及原料制備3.玻璃熔制玻璃熔制4.玻璃成型玻璃成型 5.玻璃退火玻璃退火 6.玻璃制品的深加工玻璃制品的深加工玻璃的生產(chǎn)工藝玻璃的生產(chǎn)工藝 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述1.玻璃生產(chǎn)的工藝流

6、程玻璃生產(chǎn)的工藝流程 礦物原料礦物原料 化工原料化工原料砂巖砂巖 長石、石灰石、白云石長石、石灰石、白云石 純堿純堿 芒硝芒硝 煤灰煤灰 粗碎粗碎 粗碎粗碎 粉碎粉碎 粉碎粉碎 中碎中碎 細(xì)碎細(xì)碎 篩分篩分 料倉料倉 料倉料倉 細(xì)碎細(xì)碎 篩分篩分 料倉料倉 稱量稱量 稱量稱量 篩分篩分 料倉料倉 料倉料倉 稱量稱量 稱量稱量 混合混合 稱量稱量 混合混合熔制熔制成型成型退火退火冷卻冷卻切裁切裁檢查檢查包裝包裝A.玻璃的成分玻璃的成分：化學(xué)組成，常用各氧化物的：化學(xué)組成，常用各氧化物的wt表示。表示。不同產(chǎn)品不同產(chǎn)品de化學(xué)成分差異很大?；瘜W(xué)成分差異很大。B.原料的選擇與制備原料的選擇與制備 成

7、成 分分 種類種類 SiO2 Al2O3 CaO MgO B2O3 PbO Na2O+K2O 平板玻璃平板玻璃瓶罐玻璃瓶罐玻璃高硼硅儀器高硼硅儀器燈泡殼燈泡殼無堿纖維無堿纖維高硅氧高硅氧71737075798573.15496 0.52.5151.92.50.315.50.4 6105.590.10.64.016.01.54.50.22.5 2.74.0 10.3130.88.52.9 2.1 141613.5172.2614.515.50.550%G質(zhì)量質(zhì)量 (發(fā)脆，發(fā)脆，強(qiáng)度強(qiáng)度 )；高硅和高硼；高硅和高硼G：可高達(dá)：可高達(dá)70-100v輔助原料輔助原料(為工藝上某種需要為工藝上某種需要o

8、r使玻璃具有某種特性而加入使玻璃具有某種特性而加入)：v配合料的質(zhì)量要求：稱量準(zhǔn)確、混合均勻配合料的質(zhì)量要求：稱量準(zhǔn)確、混合均勻(含水量含水量45%)、碎碎G引入比例合適。引入比例合適。 很重要的環(huán)節(jié)：許多缺陷都是在很重要的環(huán)節(jié)：許多缺陷都是在熔制過程中造成的。熔制過程中造成的。 非常復(fù)雜的過程，包括一系列物非常復(fù)雜的過程，包括一系列物理的、化學(xué)的、物理化學(xué)的現(xiàn)象理的、化學(xué)的、物理化學(xué)的現(xiàn)象和反應(yīng)，使各原料的機(jī)械混合物和反應(yīng)，使各原料的機(jī)械混合物復(fù)雜的熔融物即復(fù)雜的熔融物即G液。液。3.玻璃熔制玻璃熔制 A.熔制過程熔制過程配合料配合料G熔融池窯熔融池窯1450 1650 C熔化熔化透明、純凈

9、、均勻、無氣泡透明、純凈、均勻、無氣泡(氣泡、條紋和結(jié)石等氣泡、條紋和結(jié)石等 到容許到容許限度限度)、適合于成型要求的、適合于成型要求的G液。液?？煞譃榭煞譃?個階段：個階段：B.玻璃熔窯的構(gòu)造玻璃熔窯的構(gòu)造v硅酸鹽形成硅酸鹽形成v玻璃液形成玻璃液形成v玻璃液澄清玻璃液澄清v玻璃液的均化玻璃液的均化v玻璃液冷卻玻璃液冷卻v硅酸鹽形成階段硅酸鹽形成階段：很大程度是在固態(tài)下進(jìn)行，各種原料很大程度是在固態(tài)下進(jìn)行，各種原料在在800 1000下反應(yīng)生成燒結(jié)狀態(tài)的硅酸鹽及熔融物，下反應(yīng)生成燒結(jié)狀態(tài)的硅酸鹽及熔融物，其中含大量石英砂粒、氣泡和條紋。其中含大量石英砂粒、氣泡和條紋。 第三章第三章 材料的制備

10、方法材料的制備方法 vG形成階段形成階段：燒結(jié)物連續(xù)加熱時即開始熔融。普通：燒結(jié)物連續(xù)加熱時即開始熔融。普通G在在1200 1250完成。易熔的低共熔混合物先熔化，完成。易熔的低共熔混合物先熔化，同時發(fā)生硅酸鹽和剩余石英砂粒的互溶。此階段結(jié)束同時發(fā)生硅酸鹽和剩余石英砂粒的互溶。此階段結(jié)束時，石英砂顆粒已完全熔化，燒結(jié)物時，石英砂顆粒已完全熔化，燒結(jié)物含大量可見氣含大量可見氣泡和條紋、在泡和條紋、在T和化學(xué)成分上不夠均勻的透明和化學(xué)成分上不夠均勻的透明G液。液。與硅酸鹽形成階段間無明顯界限，實際熔制時，前者與硅酸鹽形成階段間無明顯界限，實際熔制時，前者尚未結(jié)束，后者已開始。尚未結(jié)束，后者已開始。

11、 vG液澄清階段液澄清階段：G液繼續(xù)加熱液繼續(xù)加熱T ，氣泡大量氣泡大量 去除可見氣泡，但還有條紋，去除可見氣泡，但還有條紋，T也不均勻。鈉鈣也不均勻。鈉鈣硅硅G一般在一般在1400 1500結(jié)束。結(jié)束。第三章第三章 材料的制備方法材料的制備方法 vG液的均化階段液的均化階段：G液長時間處于高溫下，液長時間處于高溫下，化學(xué)組成化學(xué)組成一致一致，即通過，即通過G液的擴(kuò)散、對流和攪拌作用液的擴(kuò)散、對流和攪拌作用消除條紋消除條紋和熱不均勻性。均化可和熱不均勻性。均化可T澄清澄清完成，完成，此時此時 太小，不適太小，不適合成型要求。合成型要求。vG液冷卻階段液冷卻階段：將經(jīng)澄清均化后的：將經(jīng)澄清均化后

12、的G液通過合理的冷液通過合理的冷卻卻 T 200 300，成型成型。此過程應(yīng)不損壞。此過程應(yīng)不損壞G液的液的質(zhì)量。質(zhì)量。B.玻璃熔窯的構(gòu)造玻璃熔窯的構(gòu)造熱工設(shè)備熱工設(shè)備( (各種耐火材料砌筑成各種耐火材料砌筑成) )玻璃廠的玻璃廠的“心臟心臟”。結(jié)構(gòu)、砌筑、操作維護(hù)的好壞結(jié)構(gòu)、砌筑、操作維護(hù)的好壞熔窯的使用周期，且熔窯的使用周期，且對玻璃的產(chǎn)量、質(zhì)量、燃耗、成本影響極大。對玻璃的產(chǎn)量、質(zhì)量、燃耗、成本影響極大。大型大型: :蓄熱室浮法橫火焰池窯、蓄熱室馬蹄焰池窯；蓄熱室浮法橫火焰池窯、蓄熱室馬蹄焰池窯；小型：電熔窯和坩堝窯等。浮法橫火焰池窯見小型：電熔窯和坩堝窯等。浮法橫火焰池窯見圖圖5-21

13、加料口加料口2熔化部熔化部3小爐小爐4蓄熱室蓄熱室5卡脖卡脖6冷卻部冷卻部7溢流口溢流口8耳池耳池9錫槽錫槽 圖圖5-2 浮法橫火焰池窯示意圖浮法橫火焰池窯示意圖564321348978一定一定T范圍才能成型范圍才能成型，G液液除作機(jī)械運(yùn)動外，還與周圍介質(zhì)除作機(jī)械運(yùn)動外，還與周圍介質(zhì)熱傳遞。熱傳遞。冷卻和硬化，粘性冷卻和硬化，粘性可塑態(tài)可塑態(tài)脆性固態(tài)。脆性固態(tài)。可塑狀態(tài)下的成型可分為可塑狀態(tài)下的成型可分為: :成型階段成型階段具有所需的外形，模子中吹制與壓制等。具有所需的外形，模子中吹制與壓制等。定型階段定型階段：固定已成形的外形固定已成形的外形 采用冷卻采用冷卻 硬化。硬化。均以均以 為基礎(chǔ)

14、為基礎(chǔ)， 成型成型為為10 4107PaS。不同方法初始不同方法初始 成型成型不同，不同，如噴棉的如噴棉的T成型成型拉絲的拉絲的T成型成型。 4.玻璃成型玻璃成型成型方法成型方法: (1)人工人工：包括部分半機(jī)械成型，多包括部分半機(jī)械成型，多高級器皿、高級器皿、藝術(shù)藝術(shù)G及特殊形狀制品。及特殊形狀制品。(2)機(jī)械機(jī)械：按按形狀和大小選擇最方便和最經(jīng)濟(jì)成型方法形狀和大小選擇最方便和最經(jīng)濟(jì)成型方法: 吹吹制法制法(空心空心G等等)，壓制法，壓制法(煙缸等器皿煙缸等器皿)，壓延法，壓延法(壓花壓花G等等)、澆鑄法澆鑄法(光學(xué)光學(xué)G等等)、拉制法、拉制法(窗用窗用G等等)、離心法、離心法(G棉等棉等)

15、、燒、燒結(jié)法結(jié)法(泡沫泡沫G等等)、噴吹法、噴吹法(G珠等珠等)、浮法、浮法(板板G等等)。 G液在熔融金屬液面上浮拋前進(jìn)液在熔融金屬液面上浮拋前進(jìn), 使其使其在適當(dāng)高溫下在適當(dāng)高溫下, 保證表面張力充分發(fā)揮作用的時間和保證表面張力充分發(fā)揮作用的時間和 表面表面自然光潔平整自然光潔平整G。TG液液 1100 C錫槽錫槽(氮氮92 96%+氫氫4% 8%)重力與表面張力重力與表面張力自然攤平自然攤平拉引力成型拉引力成型冷卻固形冷卻固形上下表面平上下表面平行光滑、光學(xué)質(zhì)量高、有一定厚度的優(yōu)質(zhì)行光滑、光學(xué)質(zhì)量高、有一定厚度的優(yōu)質(zhì)G帶帶退火窯。退火窯。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量高質(zhì)量高( 機(jī)械磨光機(jī)械磨光)、V

16、拉引拉引快產(chǎn)量大快產(chǎn)量大(2mm 0.333m/s，6mm0.111m/s)，品種規(guī)格多樣化品種規(guī)格多樣化(厚度可為厚度可為1.7 30mm，寬可達(dá)，寬可達(dá)5.6m以上以上)，便于生產(chǎn)自動化。便于生產(chǎn)自動化。浮法工藝的特點(diǎn)：浮法工藝的特點(diǎn)：圖圖5-3 錫槽示意圖錫槽示意圖1-安全閘板安全閘板; 2-流量閘板流量閘板; 3-拉邊輥拉邊輥; 4-拉邊器拉邊器; 5-冷卻水管冷卻水管;6-八字磚八字磚 消除消除or G中熱應(yīng)力至允許值的熱處理過程。中熱應(yīng)力至允許值的熱處理過程。對光學(xué)對光學(xué)G和某些特種和某些特種G，退火要求尤為嚴(yán)格。，退火要求尤為嚴(yán)格。 G在生產(chǎn)過程中經(jīng)受激烈的不均勻在生產(chǎn)過程中經(jīng)受

17、激烈的不均勻T變化變化熱應(yīng)力熱應(yīng)力 制品制品強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。高溫成型強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。高溫成型or熱加工的制品，若不退火熱加工的制品，若不退火令其自然冷卻，很可能在冷卻、存放及機(jī)械加工的過程令其自然冷卻，很可能在冷卻、存放及機(jī)械加工的過程中自行破裂。此外中自行破裂。此外G制品自高溫自然冷卻時制品自高溫自然冷卻時內(nèi)部的結(jié)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化不均勻構(gòu)變化不均勻光學(xué)性質(zhì)上的不均勻。光學(xué)性質(zhì)上的不均勻?？煞殖煽煞殖?個過程個過程:5.玻璃退火玻璃退火內(nèi)應(yīng)力的減弱和消失；內(nèi)應(yīng)力的減弱和消失；防止內(nèi)應(yīng)力的重新產(chǎn)生。防止內(nèi)應(yīng)力的重新產(chǎn)生。G退火是在一段較長的高溫加熱爐退火是在一段較長的高溫加熱爐(退火爐退火爐)中完

18、成的。整中完成的。整個退火過程有加熱均熱退火區(qū)和風(fēng)強(qiáng)制對流冷卻區(qū)。個退火過程有加熱均熱退火區(qū)和風(fēng)強(qiáng)制對流冷卻區(qū)。6.玻璃制品的深加工玻璃制品的深加工 v冷加工冷加工：用機(jī)械方法改變：用機(jī)械方法改變G制品外形和表面狀態(tài)，基制品外形和表面狀態(tài)，基本方法有：研磨拋光、切割、噴砂、鉆孔和切削。本方法有：研磨拋光、切割、噴砂、鉆孔和切削。v表面處理表面處理：a.G光滑面光滑面or散光面的成形散光面的成形:控制控制G表面表面的凹凸的凹凸(器皿器皿G化學(xué)蝕刻、燈泡毛蝕及化學(xué)拋光化學(xué)蝕刻、燈泡毛蝕及化學(xué)拋光)；b.改改變變G表面的薄層組成表面的薄層組成:表面性質(zhì)表面性質(zhì)新的性能新的性能(表面著色表面著色以及用

19、以及用SO2 2、SO3 3處理處理G表面，表面， 化穩(wěn)性化穩(wěn)性)；c.表面涂層表面涂層：鏡子鍍銀、表面導(dǎo)電鏡子鍍銀、表面導(dǎo)電G、憎水、憎水G、光學(xué)、光學(xué)G表面涂膜等。表面涂膜等。v熱加工熱加工：器皿、儀器：器皿、儀器G等復(fù)雜形狀和特殊要求的制品等復(fù)雜形狀和特殊要求的制品熱加工成型熱加工成型or 制品性能及外觀質(zhì)量。原理與成型制品性能及外觀質(zhì)量。原理與成型相似：利用相似：利用T特性及表面張力與導(dǎo)熱系數(shù)。主要方特性及表面張力與導(dǎo)熱系數(shù)。主要方法有：燒口、火拋光、火焰切割法有：燒口、火拋光、火焰切割or鉆孔、真空成型鉆孔、真空成型(精精密內(nèi)徑密內(nèi)徑G管管)。還有槽沉、塑形、攤平與燈工等。還有槽沉、

20、塑形、攤平與燈工等。特特 點(diǎn)點(diǎn)品品 種種透透光光透透視視光光漫漫射射眩眩防防隔隔 熱熱 性性 不不能能現(xiàn)現(xiàn)場場加加工工安安 全全 性性 耐急耐急冷、冷、急熱急熱 難以難以切割切割 破碎破碎無無危險危險 即使破即使破碎也不碎也不能通過能通過 竊賊竊賊進(jìn)入進(jìn)入困難困難遮斷太遮斷太陽輻射陽輻射熱熱向外向外傳熱傳熱困難困難 不不結(jié)結(jié)露露 光線漫射光線漫射磨砂玻璃磨砂玻璃膠花玻璃膠花玻璃蝕刻玻璃蝕刻玻璃 兼防火兼防火,光線漫射光線漫射熱反射玻璃熱反射玻璃 具安全性具安全性普通鋼化玻璃普通鋼化玻璃普通夾層玻璃普通夾層玻璃 兼隔熱兼隔熱,有色有色,安全安全吸熱鋼化玻璃吸熱鋼化玻璃吸熱夾層玻璃吸熱夾層玻璃 隔

21、熱，隔熱，不結(jié)露不結(jié)露普通中空玻璃普通中空玻璃吸熱中空玻璃吸熱中空玻璃 有色，有色，不透明不透明彩色釉面玻璃彩色釉面玻璃 表表5-2 平板玻璃深加工產(chǎn)品及性能平板玻璃深加工產(chǎn)品及性能 注：代表具有某種性能；代表某些性能較好。注：代表具有某種性能；代表某些性能較好。 陶瓷的概念與分類及發(fā)展歷史陶瓷的概念與分類及發(fā)展歷史 概念與分類概念與分類：國際上無統(tǒng)一概念，我國及一些歐洲國際上無統(tǒng)一概念，我國及一些歐洲國家，陶瓷僅包括普通和特種陶瓷兩大類，而在日本國家，陶瓷僅包括普通和特種陶瓷兩大類，而在日本和美國，和美國，ceramics則泛指所有無機(jī)非金屬材料制品，則泛指所有無機(jī)非金屬材料制品，除傳統(tǒng)陶瓷

22、外，還包括耐火材料、水泥、玻璃、搪瓷除傳統(tǒng)陶瓷外，還包括耐火材料、水泥、玻璃、搪瓷等。等。廣義的陶瓷概念是無機(jī)非金屬固體材料和產(chǎn)品廣義的陶瓷概念是無機(jī)非金屬固體材料和產(chǎn)品的通稱。的通稱。 我國陶瓷工業(yè)的發(fā)展概況我國陶瓷工業(yè)的發(fā)展概況5.2 陶瓷的生產(chǎn)陶瓷的生產(chǎn)普通陶瓷的基本制備工藝普通陶瓷的基本制備工藝 特種陶瓷生產(chǎn)的基本工藝過程特種陶瓷生產(chǎn)的基本工藝過程陶瓷的概念與分類陶瓷的概念與分類1.按制品的性能和用途：按制品的性能和用途：v普通陶瓷普通陶瓷：生活和生產(chǎn)中最常見和使用的傳統(tǒng)陶瓷，又可分為：生活和生產(chǎn)中最常見和使用的傳統(tǒng)陶瓷，又可分為：日用日用( (包括藝術(shù)陳設(shè)包括藝術(shù)陳設(shè)) )、建筑衛(wèi)生

23、、化工、化學(xué)瓷、電瓷、建筑衛(wèi)生、化工、化學(xué)瓷、電瓷及其他工業(yè)用陶瓷。這類陶瓷制品所用的原料基本相及其他工業(yè)用陶瓷。這類陶瓷制品所用的原料基本相同，生產(chǎn)工藝技術(shù)亦相近。同，生產(chǎn)工藝技術(shù)亦相近。v特種陶瓷特種陶瓷：新型、精細(xì)：新型、精細(xì)oror精密陶瓷，精密陶瓷，指普通陶瓷以外的指普通陶瓷以外的廣義陶瓷概念中所涉及的陶瓷材料和制品，用于各種現(xiàn)代工業(yè)廣義陶瓷概念中所涉及的陶瓷材料和制品，用于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)，按性能及用途和尖端科學(xué)技術(shù)，按性能及用途又可分為：又可分為：結(jié)構(gòu)材料用陶瓷結(jié)構(gòu)材料用陶瓷：耐磨損、高強(qiáng)度、耐熱、耐熱沖擊、耐磨損、高強(qiáng)度、耐熱、耐熱沖擊、硬質(zhì)、高剛性、低熱膨脹性和隔熱

24、等結(jié)構(gòu)材料；硬質(zhì)、高剛性、低熱膨脹性和隔熱等結(jié)構(gòu)材料；功能陶瓷功能陶瓷：電磁功能、光電功能和生物化學(xué)功能電磁功能、光電功能和生物化學(xué)功能等陶瓷等陶瓷制品和材料制品和材料，還有核陶瓷材料和其他功能材料等。，還有核陶瓷材料和其他功能材料等。v瓷器瓷器: :已燒結(jié)，致密基本不吸水，有一定透明性，敲之聲已燒結(jié)，致密基本不吸水，有一定透明性，敲之聲音清脆，斷面有貝殼狀光澤，按需施各種釉。音清脆，斷面有貝殼狀光澤，按需施各種釉?？稍俜殖桑嚎稍俜殖桑?細(xì)瓷：日用細(xì)瓷細(xì)瓷：日用細(xì)瓷( (長石瓷、絹云母瓷、骨灰瓷等長石瓷、絹云母瓷、骨灰瓷等) )、美術(shù)瓷、美術(shù)瓷、高壓電瓷、高頻裝置瓷等；高壓電瓷、高頻裝置瓷等；

25、 特種陶瓷：高鋁質(zhì)瓷、壓電、磁性、金屬陶瓷等。特種陶瓷：高鋁質(zhì)瓷、壓電、磁性、金屬陶瓷等。v介于陶與瓷之間的一類介于陶與瓷之間的一類國際上通稱國際上通稱炻器炻器：半瓷質(zhì)，：半瓷質(zhì)，日用炻器、衛(wèi)生陶瓷、化工陶瓷、低壓電瓷、地磚、錦磚、青瓷等。日用炻器、衛(wèi)生陶瓷、化工陶瓷、低壓電瓷、地磚、錦磚、青瓷等。2.按坯體結(jié)構(gòu)所標(biāo)志的坯體致密度的不同：按坯體結(jié)構(gòu)所標(biāo)志的坯體致密度的不同： v陶器陶器: :未燒結(jié)未燒結(jié)oror部分燒結(jié)、有一定吸水率、斷面粗糙無光、部分燒結(jié)、有一定吸水率、斷面粗糙無光、不透明、敲之聲音粗啞、有無釉和施釉。不透明、敲之聲音粗啞、有無釉和施釉?？蛇M(jìn)一步分為可進(jìn)一步分為: : 粗陶器

26、：粗陶器：盆、罐、磚瓦、各種陶管等；盆、罐、磚瓦、各種陶管等； 精陶器：精陶器：日用精陶、美術(shù)陶器、釉面磚等。日用精陶、美術(shù)陶器、釉面磚等。我國陶瓷工業(yè)的發(fā)展概況我國陶瓷工業(yè)的發(fā)展概況 “china”據(jù)考證是中國據(jù)考證是中國景德鎮(zhèn)景德鎮(zhèn)在宋朝前的古名在宋朝前的古名昌南鎮(zhèn)昌南鎮(zhèn)的音譯。的音譯。 陶器陶器(瓷器瓷器)距今距今8000 10000年前，年前，是人類最早的手工業(yè)制品，是人類最早的手工業(yè)制品，標(biāo)志著開始從游牧生活轉(zhuǎn)向定居務(wù)農(nóng)生活。標(biāo)志著開始從游牧生活轉(zhuǎn)向定居務(wù)農(nóng)生活。我國陶器起源于何時我國陶器起源于何時? ?隨著新石器時代文化遺址的不斷發(fā)現(xiàn)隨著新石器時代文化遺址的不斷發(fā)現(xiàn)而眾說紛紜，目前

27、，最早的陶器在北方和南方都有發(fā)現(xiàn)，大都而眾說紛紜，目前，最早的陶器在北方和南方都有發(fā)現(xiàn)，大都是泥質(zhì)和夾砂紅陶、灰陶和夾炭黑陶。是泥質(zhì)和夾砂紅陶、灰陶和夾炭黑陶。 陶器陶器新石器晚期新石器晚期已發(fā)展到以已發(fā)展到以彩陶彩陶(既仰韶文化距今既仰韶文化距今6400年年)和和黑陶黑陶(即龍山文化公元前即龍山文化公元前2000年年青銅時代青銅時代)為特色的為特色的史前文化史前文化(3500年前年前)。“陶陶瓷的發(fā)展過程瓷的發(fā)展過程”，李家治等曾科學(xué)地指出：我國陶瓷發(fā)展史上有：李家治等曾科學(xué)地指出：我國陶瓷發(fā)展史上有：v3個重大突破個重大突破：原料的選擇和精制、窯爐的改進(jìn)及燒成：原料的選擇和精制、窯爐的改進(jìn)

28、及燒成溫度的提高、釉的發(fā)現(xiàn)和使用；溫度的提高、釉的發(fā)現(xiàn)和使用；v3個重要階段個重要階段：陶器：陶器原始瓷器原始瓷器瓷器。瓷器。5.2.2 普通陶瓷的基本制備工藝普通陶瓷的基本制備工藝 普通陶瓷材料的基本生產(chǎn)工藝過程見圖普通陶瓷材料的基本生產(chǎn)工藝過程見圖5-4。 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 1.主要原料主要原料2.配料配料3.坯料的制備坯料的制備4.陶瓷的成型陶瓷的成型 5.生坯的干燥生坯的干燥 6.施釉、裝飾施釉、裝飾7.燒成燒成 8.燒后冷加工燒后冷加工各種制品的生產(chǎn)工藝過程不盡相同，基本上可分為：各種制品的生產(chǎn)工藝過程不盡相同，基本上可分為： 一次燒成一次燒成：

29、工藝簡單，設(shè)備投資小，生產(chǎn)周期短，但工：工藝簡單，設(shè)備投資小，生產(chǎn)周期短，但工藝難度較大；藝難度較大； 二次燒成二次燒成：坯體先經(jīng)一次素?zé)?，再施釉入窯燒成，國內(nèi)：坯體先經(jīng)一次素?zé)偈┯匀敫G燒成，國內(nèi)外多用于一些高檔瓷器及精陶制品。外多用于一些高檔瓷器及精陶制品。硬質(zhì)原料硬質(zhì)原料揀選揀選粉碎粉碎混練混練成型成型煅燒煅燒軟質(zhì)原料軟質(zhì)原料風(fēng)化風(fēng)化除雜除雜配料配料干燥干燥(施釉、裝飾施釉、裝飾)(燒后加工燒后加工)檢驗包裝檢驗包裝素?zé)責(zé)龗x揀選(施釉、裝飾施釉、裝飾)釉料制備釉料制備圖圖5-4普通陶瓷生產(chǎn)普通陶瓷生產(chǎn)基本工藝過程圖基本工藝過程圖 普通陶瓷生產(chǎn)所用的主要原料普通陶瓷生產(chǎn)所用的主要原料

30、1). 可塑性的可塑性的粘土類粘土類：日用細(xì)瓷：日用細(xì)瓷用量用量40 60%，在陶器和，在陶器和炻瓷中還可炻瓷中還可 ；釉面磚；釉面磚40%，除，除軟質(zhì)粘土軟質(zhì)粘土外，外，還還采用大量采用大量葉蠟石葉蠟石、硬質(zhì)高嶺土硬質(zhì)高嶺土等硬質(zhì)粘土。等硬質(zhì)粘土。 2). 非可塑性的非可塑性的石英類石英類：坯體主要組分之一，坯體主要組分之一，脈石英、砂脈石英、砂巖、石英巖、石英砂、硅藻土、燧石巖、石英巖、石英砂、硅藻土、燧石等。等。作用可概括為作用可概括為A.天然原料天然原料：制品多晶結(jié)構(gòu)制品多晶結(jié)構(gòu)原料及生產(chǎn)工藝過程，原料及生產(chǎn)工藝過程，如：高如：高嶺土嶺土or粘土粘土莫來石晶相；石英莫來石晶相；石英石英

31、晶相；長石、石英晶相；長石、滑石等熔劑原料滑石等熔劑原料結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生玻璃相。利用可塑性結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生玻璃相。利用可塑性及非可塑性及非可塑性成型性能及干燥和燒成收縮成型性能及干燥和燒成收縮較好的較好的工藝性能去適應(yīng)陶瓷燒成。工藝性能去適應(yīng)陶瓷燒成。 普通陶瓷生產(chǎn)所用的主要原料普通陶瓷生產(chǎn)所用的主要原料1).是瘠性原料，可調(diào)節(jié)泥料的可塑性，是瘠性原料，可調(diào)節(jié)泥料的可塑性， 坯體的干燥收坯體的干燥收縮，縮短干燥時間并防止坯體變形；縮，縮短干燥時間并防止坯體變形；2).燒成時，加熱膨脹可部分補(bǔ)償坯體收縮，高溫時部燒成時，加熱膨脹可部分補(bǔ)償坯體收縮，高溫時部分地溶解于液相中分地溶解于液相中 熔體熔體 ，未溶解

32、的石英顆粒構(gòu)成，未溶解的石英顆粒構(gòu)成坯體的骨架，可防止坯體發(fā)生變形和開裂；坯體的骨架，可防止坯體發(fā)生變形和開裂；3).改善瓷器的白度和透光度；改善瓷器的白度和透光度；4).SiO2是釉料中玻璃質(zhì)的主要組分，是釉料中玻璃質(zhì)的主要組分， 釉中石英的含量釉中石英的含量可可 釉的釉的T熔融溫度及熔融溫度及 ，并，并 釉的釉的 ，同時還可賦予釉，同時還可賦予釉以較高的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、耐磨性及耐化學(xué)侵蝕性。以較高的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、耐磨性及耐化學(xué)侵蝕性。3).長石類長石類：最常用的熔劑性原料最常用的熔劑性原料(坯料、釉料、色料坯料、釉料、色料)，陶瓷，陶瓷de三大原料之一。三大原料之一。 第五章第五章 十種

33、產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 4).其他礦物原料其他礦物原料： 滑石、蛇紋石滑石、蛇紋石鎂的含水硅酸鹽礦物鎂的含水硅酸鹽礦物鎂質(zhì)瓷、釉面磚、地磚、鎂質(zhì)瓷、釉面磚、地磚、炻器、耐酸陶器、匣缽等；炻器、耐酸陶器、匣缽等； 硅灰石和透輝石硅灰石和透輝石 坯體燒成后的坯體燒成后的彎曲變形彎曲變形及產(chǎn)品及產(chǎn)品尺寸公差小。尺寸公差小。 骨灰、磷灰石骨灰、磷灰石骨灰瓷骨灰瓷50， Ca3 3(PO4 4)2 2的主要來源。的主要來源。 碳酸鹽類礦物碳酸鹽類礦物除堿金屬除堿金屬礦物礦物外常用的熔劑原料。外常用的熔劑原料。 葉蠟石葉蠟石尺寸精確、熱穩(wěn)定性好的產(chǎn)品，尺寸精確、熱穩(wěn)定性好的產(chǎn)品，日用細(xì)瓷日用

34、細(xì)瓷及及釉面磚釉面磚等等 工業(yè)廢渣及廢料：工業(yè)廢渣及廢料：近十幾年來采用較多近十幾年來采用較多高爐礦渣、磷礦渣、螢石高爐礦渣、磷礦渣、螢石礦渣等。除礦渣等。除釉面磚、墻地磚外，還釉面磚、墻地磚外，還衛(wèi)生和日用陶瓷。衛(wèi)生和日用陶瓷。一一些建材廠用部分些建材廠用部分煤矸石、粉煤灰代替昂貴的葉蠟石煤矸石、粉煤灰代替昂貴的葉蠟石 成本。成本。 C.原料的預(yù)處理原料的預(yù)處理：硬質(zhì)原料的：硬質(zhì)原料的水洗水洗，軟質(zhì)原料，軟質(zhì)原料(軟質(zhì)軟質(zhì)粘土粘土)的的風(fēng)化、淘洗風(fēng)化、淘洗or揀選揀選盡量清除有害雜質(zhì)，盡量清除有害雜質(zhì)， 原原料純度，保證質(zhì)量。料純度，保證質(zhì)量。 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)

35、過程概述 B.化工原料化工原料：釉的：釉的乳濁劑乳濁劑、助熔劑助熔劑ZnO、SnO2、CeO2、Pb3O4、H3BO3(硼酸硼酸)、Na2B4O710H2O(硼砂硼砂)、Na2CO3、CaCO3、KNO3等等和和著色劑著色劑(多為化合物多為化合物)等，等，坯料加工坯料加工過程中有時也少量加入作助劑。過程中有時也少量加入作助劑。2.配料配料 使用要求和性能不同，制品燒結(jié)程度差異大，加上各地原使用要求和性能不同，制品燒結(jié)程度差異大，加上各地原料組成和工藝性能差別，料組成和工藝性能差別，不同產(chǎn)品坯料組成也不同。不同產(chǎn)品坯料組成也不同。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 長石質(zhì)瓷長

36、石質(zhì)瓷： “長石長石 石英石英 高嶺土高嶺土”三組分系統(tǒng)，長石三組分系統(tǒng)，長石為熔劑，為熔劑，國內(nèi)外日用陶瓷普遍采用國內(nèi)外日用陶瓷普遍采用。 絹云母質(zhì)瓷絹云母質(zhì)瓷： “絹云母絹云母 石英石英 高嶺土高嶺土”三組分系統(tǒng)三組分系統(tǒng)瓷，絹云母為熔劑，瓷，絹云母為熔劑，我國傳統(tǒng)的日用瓷質(zhì)之一我國傳統(tǒng)的日用瓷質(zhì)之一。磷酸鹽質(zhì)瓷磷酸鹽質(zhì)瓷：骨灰瓷，：骨灰瓷， “磷酸鹽磷酸鹽 高嶺土高嶺土 石英石英 長石長石”系統(tǒng)瓷，磷酸鈣作熔劑。系統(tǒng)瓷，磷酸鈣作熔劑?；苫桑?“滑石滑石 粘土粘土 長石長石”高級日用器皿及高頻電高級日用器皿及高頻電絕緣陶瓷。絕緣陶瓷。表表5-3列出了這列出了這4種陶瓷的主要化學(xué)組成

37、。種陶瓷的主要化學(xué)組成。表表5-3 普通陶瓷的化學(xué)組成普通陶瓷的化學(xué)組成 類別類別 化學(xué)組成（化學(xué)組成（wt%） SiO2 Al2O3 R2O+RO P2O5 硬質(zhì)硬質(zhì)瓷瓷 長石瓷長石瓷 65 75 19 25 4 6.5 絹云母瓷絹云母瓷 60 70 22 30 4.5 7 軟質(zhì)軟質(zhì)瓷瓷 骨灰瓷骨灰瓷 28.7 37 13.2 17.8 27 33 18.6 21.2 滑石瓷滑石瓷 63 66 7 14 15 14 錦磚錦磚 64 73 16 24 4.5 8.7 玻化磚?；u 65 74 15 19.5 6 10.5 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 坯料坯料原料原料

38、經(jīng)粉碎和適當(dāng)?shù)募庸ず蠼?jīng)粉碎和適當(dāng)?shù)募庸ず竽軡M足能滿足成型工藝要求的成型工藝要求的均勻混合物均勻混合物。按成型方法不同分為：。按成型方法不同分為：(1)可塑料：含水約可塑料：含水約18% 25%；(2)干壓料：干壓料：3% 7%干壓料，干壓料，8% 15%半干壓料；半干壓料；(3)注漿料：含水注漿料：含水28% 35% 。由完全不具可塑性的瘠性原料配成的坯料，往往需要加入一些有由完全不具可塑性的瘠性原料配成的坯料，往往需要加入一些有機(jī)塑化劑后才能成型。機(jī)塑化劑后才能成型。 3種坯料的制備種坯料的制備原料細(xì)碎。細(xì)碎工藝有干法原料細(xì)碎。細(xì)碎工藝有干法(輪碾式磨輪碾式磨機(jī)機(jī)or稱雷蒙磨機(jī)稱雷蒙磨機(jī))和

39、濕法和濕法(球磨機(jī)球磨機(jī))2種。各制品對坯料的細(xì)種。各制品對坯料的細(xì)度要求也不同，一般均度要求也不同，一般均0.05 0.07mm。 3.坯料的制備坯料的制備可塑成型可塑成型是最常見的是最常見的1種方法種方法，典型的可塑坯料制備流程典型的可塑坯料制備流程: 挑選挑選配料配料噴霧干燥噴霧干燥石英、長石類硬質(zhì)料石英、長石類硬質(zhì)料中破中破(輪碾機(jī)輪碾機(jī)or雷蒙機(jī)雷蒙機(jī))粗碎粗碎(顎破顎破)軟質(zhì)粘土軟質(zhì)粘土硬質(zhì)粘土硬質(zhì)粘土洗滌、挑選、預(yù)燒洗滌、挑選、預(yù)燒過篩、除鐵過篩、除鐵挑選挑選粗碎粗碎(顎破顎破)中破中破(輪碾機(jī)輪碾機(jī))濕球磨濕球磨過篩、除鐵過篩、除鐵陳腐陳腐初練初練真空練泥真空練泥漿池攪拌漿池攪

40、拌混合混合過濾過濾過篩、除鐵過篩、除鐵可塑成型可塑成型注漿坯料的制備注漿坯料的制備：含水量盡量低，流動性、懸浮性與：含水量盡量低，流動性、懸浮性與穩(wěn)定性、均勻性等良好。應(yīng)用最廣的穩(wěn)定性、均勻性等良好。應(yīng)用最廣的2種基本流程種基本流程:B.球磨、壓濾、泥段化漿工藝球磨、壓濾、泥段化漿工藝：真空練泥前同可塑坯料，特真空練泥前同可塑坯料，特點(diǎn)是用制好的塑性坯料點(diǎn)是用制好的塑性坯料化漿制得，泥漿穩(wěn)定性較好化漿制得，泥漿穩(wěn)定性較好: 原料精選原料精選球磨球磨振動過篩振動過篩漿池漿池除鐵除鐵過篩過篩壓濾壓濾粗粗練練陳腐陳腐(3d)真空練泥真空練泥泥段入攪拌池化漿泥段入攪拌池化漿過篩過篩除除鐵鐵泥漿池泥漿池

41、備用注漿。備用注漿。陳腐陳腐水份分布均勻，水份分布均勻， 粘土顆粒裂解完全，粘土顆粒裂解完全，氣體氣體 ， 流動性和可注性，流動性和可注性， 坯體強(qiáng)度，含水量坯體強(qiáng)度，含水量 及燒成缺陷及燒成缺陷 。 A.球磨化漿工藝球磨化漿工藝：細(xì)碎前的工序和可塑坯料大致相同。經(jīng)細(xì)碎前的工序和可塑坯料大致相同。經(jīng)球磨球磨(研磨、混合、化漿研磨、混合、化漿)直接制備，不需壓濾等工序，較基直接制備，不需壓濾等工序，較基本和簡單的，但泥漿穩(wěn)定性不夠好：本和簡單的，但泥漿穩(wěn)定性不夠好： 經(jīng)粗碎、中碎的硬質(zhì)和軟質(zhì)料經(jīng)粗碎、中碎的硬質(zhì)和軟質(zhì)料球磨球磨攪拌池攪拌池過濾除鐵過濾除鐵漿桶漿桶注漿成型；注漿成型；第五章第五章

42、十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 壓制坯料的制備：壓制坯料的制備：含水量低，對可塑性要求不高，但要求粉料有較含水量低，對可塑性要求不高，但要求粉料有較好的結(jié)合性及流動性好的結(jié)合性及流動性須將坯料須將坯料造粒造粒, 即：即：在已磨細(xì)的粉料中添加粘合劑在已磨細(xì)的粉料中添加粘合劑適當(dāng)?shù)母蓧哼m當(dāng)?shù)母蓧毫髁鲃有院玫念w粒。常用的造粒方法有動性好的顆粒。常用的造粒方法有3種：種：普通造粒法、加壓造粒法和噴霧造粒法。普通造粒法、加壓造粒法和噴霧造粒法。4.陶瓷的成型陶瓷的成型第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 坯料坯料一定形狀大小的坯體。又須滿足燒成對生坯干燥一定形狀大小的坯體。又

43、須滿足燒成對生坯干燥強(qiáng)度強(qiáng)度&入窯含水率、坯體致密度、器形規(guī)整度等要求。入窯含水率、坯體致密度、器形規(guī)整度等要求。v可塑成型可塑成型：旋壓、滾壓、塑壓、注射及軋膜法等：旋壓、滾壓、塑壓、注射及軋膜法等大多大多數(shù)日用陶瓷、電瓷、美術(shù)瓷等。數(shù)日用陶瓷、電瓷、美術(shù)瓷等。見見p1584.4.2陶瓷擠壓成型陶瓷擠壓成型v注漿成型注漿成型：應(yīng)用廣：應(yīng)用廣許多日用、美術(shù)、衛(wèi)生許多日用、美術(shù)、衛(wèi)生&工業(yè)陶瓷。工業(yè)陶瓷。見見p1394.2.3陶瓷注漿成型陶瓷注漿成型v壓制成型壓制成型：坯料：坯料 填充填充 模型模型 施加壓力施加壓力 一定強(qiáng)度的坯體。分為一定強(qiáng)度的坯體。分為：普通壓制成型：剛性金

44、屬模具，從上下普通壓制成型：剛性金屬模具，從上下2個方向?qū)ε髁蟼€方向?qū)ε髁线M(jìn)行多次加壓進(jìn)行多次加壓 密實，普通陶瓷如墻地磚的成型。密實，普通陶瓷如墻地磚的成型。 等靜壓法等靜壓法：使坯料在各方向同時均勻受壓：使坯料在各方向同時均勻受壓 致密成坯，致密成坯，所得坯體密度大而均勻，許多特種陶瓷材料。所得坯體密度大而均勻，許多特種陶瓷材料。5.生坯的干燥生坯的干燥 依靠蒸發(fā)使坯體脫水的過程。依靠蒸發(fā)使坯體脫水的過程。含水分含水分(尤其是可塑和注漿尤其是可塑和注漿坯體還呈可塑狀態(tài)，水分較高坯體還呈可塑狀態(tài)，水分較高)強(qiáng)度低，很易變形強(qiáng)度低，很易變形or破損。破損。必須干燥必須干燥 坯體坯體強(qiáng)度，強(qiáng)度，

45、 生坯的生坯的變形和破損，變形和破損，坯體的坯體的吸吸水率水率 (便于施釉便于施釉)。此外，干燥好的坯體在燒成初期可較快地升此外，干燥好的坯體在燒成初期可較快地升溫而不致開裂，溫而不致開裂， 燃料消耗，燃料消耗， 燒成周期。燒成周期。 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 干燥過程中干燥過程中:水分水分 收縮收縮一定的一定的收縮應(yīng)力，若收縮過收縮應(yīng)力，若收縮過程不當(dāng)程不當(dāng)坯體變形和開裂。坯體變形和開裂。 干燥方法干燥方法根據(jù)提供根據(jù)提供Q的熱源不同的熱源不同分為分為：自然自然、熱風(fēng)熱風(fēng)(對流、快速對流、快速對流對流)、電熱電熱(工頻電、高頻電、微波工頻電、高頻電、微波)、紅外

46、線紅外線、復(fù)合干燥等復(fù)合干燥等。6.施釉、裝飾施釉、裝飾釉釉：熔融在陶瓷制品表面上一層很薄的玻璃態(tài)物質(zhì)，：熔融在陶瓷制品表面上一層很薄的玻璃態(tài)物質(zhì)，厚度只有厚度只有0.10.1 0.3mm0.3mm。外觀。外觀:有色有色or無色，透明、半透無色，透明、半透明明or不透明。釉層不透明。釉層 表面質(zhì)量，表面質(zhì)量， 機(jī)電性能、熱穩(wěn)定機(jī)電性能、熱穩(wěn)定性。藝術(shù)釉性。藝術(shù)釉 藝術(shù)性、藝術(shù)性、 附加值。附加值。 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 品種品種(復(fù)雜多樣復(fù)雜多樣)按制備方法按制備方法可分為：可分為：生料釉生料釉(制備過程基本上同制備過程基本上同與注漿坯料與注漿坯料)、熔塊釉熔

47、塊釉(預(yù)制熔塊和磨制釉漿預(yù)制熔塊和磨制釉漿)和和揮發(fā)釉揮發(fā)釉(鹽釉鹽釉)。施釉方法施釉方法：噴、澆：噴、澆(淋淋)、浸、甩、滾、涂、浸、甩、滾、涂(刷刷)釉等；釉等；裝飾方法裝飾方法：雕塑、色釉裝飾、藝術(shù)釉裝飾、釉上彩飾、：雕塑、色釉裝飾、藝術(shù)釉裝飾、釉上彩飾、釉下彩飾等。釉下彩飾等。v燒成過程燒成過程一系列物理化學(xué)變化一系列物理化學(xué)變化預(yù)期的礦物組成預(yù)期的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)預(yù)期性能。預(yù)期性能。v窯爐種類：很多，結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，基本要求相同窯爐種類：很多，結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，基本要求相同實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗。大體分為實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗。大體分為2大類：大類： 連續(xù)式窯：隧道窯、輥道窯、

48、推板窯等；連續(xù)式窯：隧道窯、輥道窯、推板窯等； 間隙式窯：倒焰窯、梭式窯、鐘罩窯等。間隙式窯：倒焰窯、梭式窯、鐘罩窯等。v生坯生坯高溫焙燒高溫焙燒產(chǎn)品產(chǎn)品(燒結(jié)燒結(jié))。目的。目的去除坯體內(nèi)溶劑、去除坯體內(nèi)溶劑、粘結(jié)劑、增塑劑等，粘結(jié)劑、增塑劑等， 氣孔，氣孔， 顆粒間結(jié)合強(qiáng)度。顆粒間結(jié)合強(qiáng)度。7.燒成燒成v燒成質(zhì)量燒成質(zhì)量合理的合理的燒成工藝制度，燒成工藝制度，嚴(yán)格控制：嚴(yán)格控制：V升溫升溫、T燒燒成成、t保溫保溫、V冷卻冷卻、氣氛及濃度氣氛及濃度、T氣氛轉(zhuǎn)換氣氛轉(zhuǎn)換及及P窯內(nèi)窯內(nèi)分布等。分布等。第三章第三章 材料的制備方法材料的制備方法 坯體空隙度坯體空隙度大的內(nèi)表面，燒結(jié)過程的推動力來自大

49、的內(nèi)表面，燒結(jié)過程的推動力來自 內(nèi)表面積的傾向。可將燒成過程分成內(nèi)表面積的傾向?？蓪蛇^程分成45個階段：個階段： (1)低溫階段低溫階段( 300)：排除殘余水分，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。排除殘余水分，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。固體顆粒緊密靠攏，將使坯體產(chǎn)生少量收縮。固體顆粒緊密靠攏，將使坯體產(chǎn)生少量收縮。(2)氧化分解階段氧化分解階段(300 950)：燒成的關(guān)鍵。燒成的關(guān)鍵。a.氧化反應(yīng)：碳素及有機(jī)物氧化反應(yīng)：碳素及有機(jī)物 gas；硫化鐵硫化鐵800完畢；完畢；b.分解反應(yīng)：分解反應(yīng)：結(jié)構(gòu)水的排除結(jié)構(gòu)水的排除，T脫水脫水：高嶺石類高嶺石類 400 600、蒙脫石類蒙脫石類550 750，伊利石類，伊利石

50、類550 650、葉蠟石、葉蠟石600 750、瓷石、瓷石600 700、滑石、滑石800 900；碳酸鹽；碳酸鹽類類1000基本結(jié)束；基本結(jié)束；晶型轉(zhuǎn)變及液相的形成晶型轉(zhuǎn)變及液相的形成。(3)高溫階段高溫階段(950 最高最高T燒成燒成)：1050前，繼續(xù)未完成前，繼續(xù)未完成的氧化分解反應(yīng)；硫酸鹽分解和高價鐵還原與分解；的氧化分解反應(yīng)；硫酸鹽分解和高價鐵還原與分解； 大量大量液相液相和和莫來石晶體莫來石晶體；新相的新相的重結(jié)晶重結(jié)晶和坯體的和坯體的瓷化瓷化。 (4)冷卻階段冷卻階段(T燒成燒成 常溫常溫)：發(fā)生的主要物理化學(xué)變化有：發(fā)生的主要物理化學(xué)變化有：液相析晶，液相過冷為玻璃相，殘余石

51、英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，液相析晶，液相過冷為玻璃相，殘余石英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，坯體的強(qiáng)度、硬度及光澤繼續(xù)增大等。坯體的強(qiáng)度、硬度及光澤繼續(xù)增大等。如長石質(zhì)瓷如長石質(zhì)瓷燒成過程中的主要燒成過程中的主要物相變化情況物相變化情況可概括為可概括為圖圖3 22。 8.燒后冷加工燒后冷加工 電瓷燒成后要裝金屬附件；電瓷燒成后要裝金屬附件；化工陶瓷需配合的表面和密封面等都要進(jìn)行機(jī)械磨削化工陶瓷需配合的表面和密封面等都要進(jìn)行機(jī)械磨削加工加工表面光潔度和尺寸精度達(dá)到設(shè)計要求。表面光潔度和尺寸精度達(dá)到設(shè)計要求。 日用、多數(shù)建筑和部分普通工業(yè)陶瓷均不需要。日用、多數(shù)建筑和部分普通工業(yè)陶瓷均不需要。 圖圖3 22 長石質(zhì)瓷在燒成

52、時各相的變化長石質(zhì)瓷在燒成時各相的變化p126書上有誤書上有誤高嶺土高嶺土石英石英長石長石石英顆粒周邊石英顆粒周邊的的高硅玻璃高硅玻璃高嶺土團(tuán)粒中高嶺土團(tuán)粒中的鱗片的鱗片or粒狀粒狀一次莫來石一次莫來石長石、石英、高嶺長石、石英、高嶺土共同形成的土共同形成的玻璃玻璃+針狀莫來石針狀莫來石殘留石英殘留石英方石英方石英高嶺土分解產(chǎn)物熔高嶺土分解產(chǎn)物熔解在長石熔體中的解在長石熔體中的玻璃玻璃+莫來石晶簇莫來石晶簇石英熔解在石英熔解在長石熔體中長石熔體中的的玻璃玻璃長石玻璃長石玻璃高嶺土分解產(chǎn)物高嶺土分解產(chǎn)物+莫來石微晶莫來石微晶+硅酸鹽玻璃硅酸鹽玻璃生長在殘留石英生長在殘留石英邊緣的犬齒狀邊緣的犬齒

53、狀方石英晶粒方石英晶粒保留長石外形的保留長石外形的長石玻璃中的長石玻璃中的細(xì)針狀莫來石細(xì)針狀莫來石玻璃基質(zhì)中的玻璃基質(zhì)中的粗針狀莫來石粗針狀莫來石(尤其在氣孔邊緣尤其在氣孔邊緣)*虛線框內(nèi)的物相為過渡狀態(tài)，在燒成過程中暫時存在虛線框內(nèi)的物相為過渡狀態(tài)，在燒成過程中暫時存在第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.2.3 特種陶瓷生產(chǎn)的基本工藝過程特種陶瓷生產(chǎn)的基本工藝過程多數(shù)基本上仍沿襲普通陶瓷的生產(chǎn)模式，但有其顯著多數(shù)基本上仍沿襲普通陶瓷的生產(chǎn)模式，但有其顯著特征：原料的高度精選，材料組成的精確調(diào)配和生產(chǎn)特征：原料的高度精選，材料組成的精確調(diào)配和生產(chǎn)過程的控制更加嚴(yán)格。主要

54、制備工藝是：粉末制備、過程的控制更加嚴(yán)格。主要制備工藝是：粉末制備、成型和燒結(jié)，見圖成型和燒結(jié)，見圖5-6 特種陶瓷生產(chǎn)基本工藝過程圖。特種陶瓷生產(chǎn)基本工藝過程圖。燒結(jié)燒結(jié)成品成品原料粉末制原料粉末制備備or預(yù)處理預(yù)處理混合、混合、細(xì)磨細(xì)磨成型成型坯料坯料制備制備熱成型熱成型加工、加工、后處理后處理第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 1.粉料制備粉料制備or預(yù)處理配料預(yù)處理配料：純度高；顆粒細(xì)?。恢蹌杭兌雀?；顆粒細(xì)小；助熔劑與與 可塑性的添加劑很少可塑性的添加劑很少or不加。制粉方法有不加。制粉方法有2種：種： 有時配料前需預(yù)處理：如生產(chǎn)有時配料前需預(yù)處理：如生產(chǎn)Al2

55、O3陶瓷時要將陶瓷時要將 -Al2O3預(yù)燒預(yù)燒磨磨細(xì)配料；壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷等細(xì)配料；壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷等預(yù)先合成預(yù)先合成主晶相主晶相配料。配料。 2.坯料制備坯料制備：仍分為可塑、注漿和壓制坯料種。仍分為可塑、注漿和壓制坯料種。a.粉碎法粉碎法：粗：粗細(xì)粉，機(jī)械細(xì)粉，機(jī)械氣流粉碎，氣流粉碎， 1 m微粉料；微粉料；b.合成法合成法：原子：原子/分子分子/離子離子反應(yīng)、成核和生長、收集、反應(yīng)、成核和生長、收集、后處理等后處理等粉體：顆粒微細(xì)，均勻性好，且純度、細(xì)粉體：顆粒微細(xì)，均勻性好，且純度、細(xì)度可控，可實現(xiàn)顆粒在分子級水平上的復(fù)合、均化。度可控，可實現(xiàn)顆粒在分子級水平上的復(fù)合、均化。

56、液相法液相法和和氣相法氣相法往往是制取超細(xì)粉的主要方法。往往是制取超細(xì)粉的主要方法。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 3.成型成型可塑法可塑法(管、棒和薄片狀管、棒和薄片狀)：擠壓和軋膜成型；：擠壓和軋膜成型；注漿法注漿法(大型、形狀復(fù)雜、薄壁大型、形狀復(fù)雜、薄壁)：石膏模、熱壓鑄成型：石膏模、熱壓鑄成型(形狀復(fù)雜、尺寸精度高的中、小型形狀復(fù)雜、尺寸精度高的中、小型)和帶式流延法和帶式流延法(厚度厚度0.05mm、表面光潔陶瓷薄膜，集成電路基片和其他小型輕量、表面光潔陶瓷薄膜，集成電路基片和其他小型輕量的電子元件的電子元件) ;壓制成型壓制成型：粘合劑：粘合劑%較低較低(

57、7 8%)，不經(jīng)干燥可直接，不經(jīng)干燥可直接焙燒，收縮小，可自動化生產(chǎn)焙燒，收縮小，可自動化生產(chǎn)干壓和等靜壓成型干壓和等靜壓成型(靜水壓成型靜水壓成型利用液體介質(zhì)不可壓縮和均勻傳遞壓力性利用液體介質(zhì)不可壓縮和均勻傳遞壓力性)。4.燒成燒成第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.燒后處理燒后處理 主要指主要指需進(jìn)行表面機(jī)械加工、上電極需進(jìn)行表面機(jī)械加工、上電極or極化處理等場合。極化處理等場合。 除普通的常壓燒結(jié)外，還有許多特殊的燒結(jié)法如：除普通的常壓燒結(jié)外，還有許多特殊的燒結(jié)法如：熱壓燒結(jié)：在高溫下加壓促使坯體加速燒結(jié)；熱壓燒結(jié)：在高溫下加壓促使坯體加速燒結(jié)；氣氛燒結(jié)：使處于

58、適當(dāng)?shù)臍夥障?；氣氛燒結(jié)：使處于適當(dāng)?shù)臍夥障?；熱等靜壓燒結(jié)：加熱時對物料從各方向施加相等壓力；熱等靜壓燒結(jié)：加熱時對物料從各方向施加相等壓力；活化燒結(jié)和真空燒結(jié)等?；罨療Y(jié)和真空燒結(jié)等。5.4.1 黑色金屬的概況黑色金屬的概況 黑色金屬的分類及作用黑色金屬的分類及作用 史前的和早期的黑色金屬冶煉史前的和早期的黑色金屬冶煉5.4.2 煉鐵的主要原料煉鐵的主要原料 5.4.3 高爐煉鐵工藝流程與基本原理高爐煉鐵工藝流程與基本原理 5.4.4 鋼冶煉概述鋼冶煉概述 *5.4.5 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法5.4 黑色金屬的生產(chǎn)黑色金屬的生產(chǎn) 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程

59、概述 人類使用金屬中鐵鋼人類使用金屬中鐵鋼90。制造機(jī)身、機(jī)座和一些。制造機(jī)身、機(jī)座和一些受不到?jīng)_擊和拉力的零件都受不到?jīng)_擊和拉力的零件都鑄鐵。鐵鍋、鐵鏟、火鑄鐵。鐵鍋、鐵鏟、火爐、水管、鐵窗、鐵門、鐵架等爐、水管、鐵窗、鐵門、鐵架等鐵?；疖嚒⑵?、鐵。火車、汽車、拖拉機(jī)、輪船、機(jī)器和槍炮等都離不開鋼。把鋼軋成拖拉機(jī)、輪船、機(jī)器和槍炮等都離不開鋼。把鋼軋成各種形狀的板、管、型材，大到蓋廠房，造橋梁，鋪各種形狀的板、管、型材，大到蓋廠房，造橋梁，鋪鐵路等，小到手表的游絲、鋼筆尖和注射針頭，無處鐵路等，小到手表的游絲、鋼筆尖和注射針頭，無處不用鋼材。不用鋼材。但隨著科學(xué)技術(shù)朝著核能、高速、高溫、高

60、壓及自動但隨著科學(xué)技術(shù)朝著核能、高速、高溫、高壓及自動化和遙控等化和遙控等，鋼鐵的質(zhì)量、品種和性能，鋼鐵的質(zhì)量、品種和性能850m3)、中、中(100 850m3)、小、小(400 800 1000揮發(fā)完。揮發(fā)完。CaCO3(最主要最主要)、FeCO3、MnCO3和和MgCO3(其次其次)等碳酸等碳酸鹽分解出鹽分解出CO2要要 Q ，部分，部分T950 1000才分解完。才分解完。 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 (3)各種元素的還原反應(yīng)各種元素的還原反應(yīng)：鐵礦石中：鐵礦石中鐵鐵、錳、硅、磷等氧、錳、硅、磷等氧化物化物組成元素組成元素生鐵。高爐內(nèi)生鐵。高爐內(nèi)除風(fēng)口帶有小部分是氧化區(qū)除風(fēng)口帶有