配合料的制備與加工_.

1、定義：定義：注漿法成型是把泥漿注入多孔模型內(nèi)。借助于模型注漿法成型是把泥漿注入多孔模型內(nèi)。借助于模型 的吸水能力而成型的方法。的吸水能力而成型的方法。 2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系4注漿時(shí)的物理脫水過(guò)程 毛細(xì)管力毛細(xì)管力是泥漿脫水過(guò)程的推動(dòng)力。取決于毛細(xì)管的半徑和水的表面張力。 注漿過(guò)程的阻力來(lái)自 石膏模(前期) 坯體：泥漿本身性質(zhì)、坯體的結(jié)構(gòu)注漿時(shí)的化學(xué)凝聚過(guò)程N(yùn)a-粘土+CaSO4+Na2SiO3 Ca-粘土+CaSiO3 +Na2SO4注漿過(guò)程的物理化學(xué)變化注漿過(guò)程的物理化學(xué)變化增大吸漿速度的方法增大吸漿速度的方法減少模型的阻力減少坯料的阻力提高吸漿過(guò)程的推動(dòng)力 泥漿的觸變

2、性是指泥漿在靜置后變稠，而一經(jīng)攪拌又立即恢復(fù)泥漿的觸變性是指泥漿在靜置后變稠，而一經(jīng)攪拌又立即恢復(fù)流動(dòng)的性質(zhì)。流動(dòng)的性質(zhì)。 觸變性太大，輸送的困難，注成的坯件易變形和軟塌。觸變性太大，輸送的困難，注成的坯件易變形和軟塌。 觸變性太小，泥漿懸浮性較差，模內(nèi)難以形成一定厚度的坯體，觸變性太小，泥漿懸浮性較差，模內(nèi)難以形成一定厚度的坯體，成坯后脫模也困難。成坯后脫模也困難。泥漿在較長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)不發(fā)生沉淀、分層和觸變性變壞。泥漿在較長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)不發(fā)生沉淀、分層和觸變性變壞。 泥漿應(yīng)有一定的滲透性。如果滲透性太差，勢(shì)必延長(zhǎng)成坯時(shí)間，泥漿應(yīng)有一定的滲透性。如果滲透性太差，勢(shì)必延長(zhǎng)成坯時(shí)間，容易粘模，脫模困

3、難。容易粘模，脫模困難。 產(chǎn)生的原因是：產(chǎn)生的原因是： 定義：定義：壓制成型是將含一定水分的粒狀粉料，放在模具壓制成型是將含一定水分的粒狀粉料，放在模具 中直接受壓力而成型的方法。中直接受壓力而成型的方法。 H/D比值越大，壓力分布比值越大，壓力分布則越不均勻，因此厚而小的產(chǎn)則越不均勻，因此厚而小的產(chǎn)品不宜用壓制品不宜用壓制 法成型，而較法成型，而較薄的墻地磚則可用單面加壓方薄的墻地磚則可用單面加壓方式壓制。式壓制。 施壓時(shí)壓力的中心線必須施壓時(shí)壓力的中心線必須與坯體和模具的中心對(duì)正，如與坯體和模具的中心對(duì)正，如出現(xiàn)錯(cuò)位則會(huì)加劇壓力分布的出現(xiàn)錯(cuò)位則會(huì)加劇壓力分布的不均勻性。不均勻性。 2022

4、-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系26作用：作用：粉料流動(dòng)性決定著成型時(shí)它在模型中的充填速度粉料流動(dòng)性決定著成型時(shí)它在模型中的充填速度 和充填程度。和充填程度。 影響因素：影響因素：粉料的流動(dòng)性與顆粒之間的內(nèi)摩擦力及粉粒粉料的流動(dòng)性與顆粒之間的內(nèi)摩擦力及粉粒 顆粒的形狀、大小、表面狀態(tài)和粒度分布等顆粒的形狀、大小、表面狀態(tài)和粒度分布等 工藝因素有關(guān)。工藝因素有關(guān)。定義：定義：粉料的阻力粉料的阻力(包括克服顆粒之間的內(nèi)摩擦力和使包括克服顆粒之間的內(nèi)摩擦力和使 顆粒變形所需的力顆粒變形所需的力)及粉料顆粒與模壁間的外摩及粉料顆粒與模壁間的外摩 擦力兩者之和，即是通常所說(shuō)的成型壓力。擦力兩者之和，即

5、是通常所說(shuō)的成型壓力。 作用：作用：成型壓力不夠，則坯體密度低，強(qiáng)度小，收縮率成型壓力不夠，則坯體密度低，強(qiáng)度小，收縮率 大，導(dǎo)致坯體變形、開(kāi)裂以及規(guī)格不準(zhǔn)等缺陷。大，導(dǎo)致坯體變形、開(kāi)裂以及規(guī)格不準(zhǔn)等缺陷。 II. 雙面同時(shí)加壓雙面同時(shí)加壓 成型時(shí)加壓速度不能過(guò)快，開(kāi)始加壓時(shí)不能成型時(shí)加壓速度不能過(guò)快，開(kāi)始加壓時(shí)不能過(guò)重。否則，由于粉料中的氣體沒(méi)有充分的時(shí)間過(guò)重。否則，由于粉料中的氣體沒(méi)有充分的時(shí)間排出，容易造成坯體開(kāi)裂。排出，容易造成坯體開(kāi)裂。 生產(chǎn)中采用先輕后重，多次生產(chǎn)中采用先輕后重，多次(23次次)加壓的加壓的操作方法。操作方法。 2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系41溶 劑細(xì)

6、磨熟料抗絮凝劑除 泡 劑燒結(jié)促進(jìn)劑混磨再混磨真空除氣流延烘干卷軸待用粘合劑增塑、潤(rùn)滑劑流延成型工藝流程圖流延成型流延成型2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系42軋膜成型軋膜成型瓷粉粘合劑增塑劑水混合、粉碎干燥混料、輥壓(粗軋)成 型壓延輥(精軋)軋膜成型工藝流程圖2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系43其他成型方法其他成型方法注射成型紙帶成型滾壓成型印刷成型噴涂成型爆炸成型。 脫水的方法：脫水的方法： 一是重力脫水；二是用機(jī)械的方法實(shí)現(xiàn)脫水；三是用加一是重力脫水；二是用機(jī)械的方法實(shí)現(xiàn)脫水；三是用加熱。熱。 用加熱的方法達(dá)到除去物料中部分物理水分的過(guò)程稱之用加熱的方法達(dá)到除去物料中部

7、分物理水分的過(guò)程稱之為干燥，也叫為干燥，也叫烘干烘干。 物料干燥的方法有兩種：物料干燥的方法有兩種： 自然干燥自然干燥和和人工干燥人工干燥。 干燥過(guò)程是一個(gè)物理過(guò)程。干燥過(guò)程是一個(gè)物理過(guò)程。2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系49自然干燥：自然干燥：將濕物料堆置于露天或室內(nèi)的地上，借助風(fēng)吹和日曬的自然條件使物料得以干燥。人工干燥：人工干燥：也叫機(jī)械干燥，是指將濕物料放在專門的設(shè)備中進(jìn)行加熱，使物料中的水分蒸發(fā)，從而使物料得以干燥。人工干燥的加熱方式有外熱源法外熱源法和內(nèi)熱源法內(nèi)熱源法兩種類型。2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系50n外熱源法：外熱源法：是指在物料的外部對(duì)物料表而加

8、熱，干燥介質(zhì)使物料受熱，水分蒸發(fā)，外熱源法的加熱方式有以下三種： 對(duì)流加熱 輻射加熱 對(duì)流輻射加熱n內(nèi)熱源法：內(nèi)熱源法：就是將濕物料放在高頻交變的電磁場(chǎng)中或微波場(chǎng)中使物料本身的分子產(chǎn)生劇烈的熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)熱，或使交變電流通過(guò)物料而產(chǎn)生熱量，物料中水分蒸發(fā)，物料本身得以干燥。2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系51 二、物料中水分的性質(zhì)二、物料中水分的性質(zhì)按照水和物料結(jié)合程度的強(qiáng)弱，物料中的水分可以分為以下三類：na.化學(xué)結(jié)合水（牢，難）nb.物理化學(xué)結(jié)合水（部分排除）nc.機(jī)械結(jié)合水（全部排除）2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系52na.化學(xué)結(jié)合水化學(xué)結(jié)合水 通常以結(jié)晶水結(jié)晶水的形態(tài)

9、存在分子中，化學(xué)結(jié)合水與物料的結(jié)合最牢固結(jié)合最牢固。一般需要達(dá)到很高的溫度(400一700)，將礦物的晶格破壞后，才能被分解出來(lái)，它的排除不屬干不屬干燥的范圍燥的范圍，所以在干燥工藝中一般不予考慮。2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系53 b.物理化學(xué)結(jié)合水物理化學(xué)結(jié)合水 物理化學(xué)結(jié)合水又稱為大氣吸附水。包括：n吸附水：吸附水：(通過(guò)物料表面吸附形成的水膜，以及水與物料顆粒形成的多分子和單分子吸附層水膜)；n滲透水：滲透水：(依靠物料組織壁內(nèi)外間的水分濃度差，通過(guò)細(xì)胞半透明壁滲透的水)；n微孔毛細(xì)管水：微孔毛細(xì)管水：(半徑小于10-7m)；n結(jié)構(gòu)水：結(jié)構(gòu)水：(存在于物料組織內(nèi)部的水分如膠

10、體中的水)2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系54 在以上類型的水中，以吸附水與物料的結(jié)合最強(qiáng)吸附水與物料的結(jié)合最強(qiáng)，這種牢固的結(jié)合，改變了水分的很多性質(zhì)。在物理化學(xué)結(jié)合水的排除階段，物料基本上不產(chǎn)生收縮物料基本上不產(chǎn)生收縮。用較高的干燥速度也不會(huì)使制品產(chǎn)生變形或開(kāi)裂。但物理化學(xué)結(jié)合水與物料的結(jié)合較化學(xué)結(jié)合水要弱，在干燥過(guò)程中可在干燥過(guò)程中可以部分排除以部分排除。2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系55 c.機(jī)械結(jié)合水機(jī)械結(jié)合水n包括物料中的潤(rùn)濕水潤(rùn)濕水、孔隙水孔隙水及粗孔毛細(xì)管水粗孔毛細(xì)管水(半徑大于10ym) 。這種水與物料的結(jié)合呈機(jī)械混合狀態(tài)，與物料的結(jié)與物料的結(jié)合最弱合最弱

11、，干燥過(guò)程中最先被排除。機(jī)械結(jié)合水蒸發(fā)時(shí)，物料表面的水蒸氣分壓等于同溫度下自由水面的飽和水蒸氣分壓水蒸氣分壓等于同溫度下自由水面的飽和水蒸氣分壓，所以機(jī)械結(jié)合水稱為自由水自由水。n機(jī)械水中的孔隙水、粗孔毛細(xì)管水被排除后，物料之間互相靠攏，體積收縮體積收縮，產(chǎn)生收縮應(yīng)力。這時(shí)如果干燥速度過(guò)大，會(huì)使制品產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力而變形或開(kāi)裂，這在設(shè)計(jì)制品(坯體)的干燥設(shè)備，制定干燥制度時(shí)尤其要注意。2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系56三、物料干燥過(guò)程三、物料干燥過(guò)程 包括三個(gè)過(guò)程：加熱加熱、外擴(kuò)散外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散內(nèi)擴(kuò)散n首先將物料加熱的過(guò)程稱為加熱加熱過(guò)程n外擴(kuò)散外擴(kuò)散：物料受熱后，當(dāng)其表面的水蒸

12、氣分壓大于干燥介質(zhì)中的水蒸氣分壓時(shí)，物料表面的水分向干燥介質(zhì)中擴(kuò)散(蒸發(fā))，這個(gè)過(guò)程稱為外擴(kuò)散。n內(nèi)擴(kuò)散：內(nèi)擴(kuò)散：隨著干燥的進(jìn)行，物料內(nèi)部和表面之間的水分濃度平衡就會(huì)被破壞，物料內(nèi)部的水分濃度大于物料表面的水分濃度，在這個(gè)濃度差的作用下，物料內(nèi)部的水分向物料表面遷移。 2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系57加熱過(guò)程分為三個(gè)階段加熱過(guò)程分為三個(gè)階段（一）加熱階段：（一）加熱階段： 在干燥的初期階段， Q收到收到 Q水蒸發(fā)水蒸發(fā)，物料的溫度升高。此段主要是物理化學(xué)結(jié)合水的排除主要是物理化學(xué)結(jié)合水的排除，故不必考慮因干燥速率過(guò)大而引起坯體變形或開(kāi)裂。 當(dāng)物料的水分達(dá)到平衡水分時(shí)，干燥速率降到

13、零，這時(shí)干燥過(guò)程終止。2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系592022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系60 四、干燥速率的影響因素四、干燥速率的影響因素 1、外擴(kuò)散速率外擴(kuò)散速率：取決于干燥介質(zhì)的溫度溫度、濕度濕度和流態(tài)流態(tài)(流速的大小和方向)以及物料的性質(zhì)物料的性質(zhì)。通常干燥介質(zhì)的溫度越高(相對(duì)濕度就越小)，流速越快(邊界層就越薄)，外擴(kuò)散速率越大。 2、內(nèi)擴(kuò)散速率、內(nèi)擴(kuò)散速率：內(nèi)擴(kuò)散包括濕擴(kuò)散濕擴(kuò)散和熱擴(kuò)散熱擴(kuò)散兩種，n濕擴(kuò)散濕擴(kuò)散是指在水分濃度差的作用下，物料內(nèi)部水分從水分高的地方向水分低的地方的遷移過(guò)程。n熱擴(kuò)散熱擴(kuò)散是指在溫度差的作用下，水分從溫度高的地方向溫度低的地方的遷移過(guò)程。2022-5-29合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系61n濕擴(kuò)散速率與物料制品的厚度厚度有關(guān)，因此減少制品的厚度可以提高干燥速率。熱擴(kuò)散與加熱方式有關(guān)。采用外部加熱方式，物料表面溫度高于內(nèi)部，熱擴(kuò)散成為干燥的阻力熱擴(kuò)散成為干燥的阻力。n陶瓷和耐火材料等坯體在干燥過(guò)程中的自由水排除階段，隨著水分的排除，物料顆粒相互靠攏，產(chǎn)生收縮使制品產(chǎn)生變形。不均勻收縮往往造成制品變形和開(kāi)裂，為了防止制品在干燥過(guò)程中的變形和開(kāi)裂，應(yīng)限制制品中心