陶瓷坯體成型PPT

1、關(guān)于陶瓷坯體的成型PPT17.08.2022陶瓷材料學(xué)第一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.1.1成型方法分類 冷法坯料含水量3040%石膏模常壓冷法注漿加壓冷法注漿抽真空冷法注漿有模無模等靜壓成型法：使用橡皮膜，坯料含水量1.53%干壓成型法：使用鋼模 ，坯料含水量68% 可塑成型法 成型方法坯料含水量1826%注漿成型法熱法（熱壓注法）：鋼模第二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.1.2 成型方法的選擇 以圖紙或樣品為依據(jù)，確定工藝路線，選擇合適的成型方法。選擇成型方法時，要從下列幾方面來考慮： （1）產(chǎn)品的

2、形狀、大小、厚薄等。 （2）坯料的工藝性能。 （3）產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量要求。 （4）成型設(shè)備要簡單，勞動強(qiáng)度要小，勞動條件要好。 （5）技術(shù)指標(biāo)要高，經(jīng)濟(jì)效益要好。 第三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)第二節(jié) 注漿成型 注漿成型工藝簡單，適于生產(chǎn)一些形狀復(fù)雜且不規(guī)則、外觀尺寸要求不嚴(yán)格、壁薄及大型厚胎的制品。4.2.1影響泥漿流動性的因素1、固相的含量、顆粒大小和形狀的影響2、泥漿溫度的影響 3、粘土及泥漿處理方法的影響 4、泥漿的pH值的影響 第四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.2.2注漿過程的物理化學(xué)變化 1

3、.注漿時的物理脫水過程 2.注漿時的化學(xué)凝聚過程: Na-粘土CaSO4Na2SiO3Ca-粘土CaSiO3+Na2SO4 第五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.2.3陶瓷坯體的注漿成型 1、基本注漿方法 ：空心注漿(單面注漿) 實心注漿(雙面注漿)空心注漿(單面注漿) 第六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)實心注漿(雙面注漿) 第七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)2、注漿用石膏模的主要缺陷 （1）開裂 （2）氣孔與針眼 （3）變形 （4）塌落 （5）粘膜 第八張，PPT共四

4、十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)第三節(jié) 干壓成型 4.3.1 干法壓制的基本原理 1、粉料的基本性質(zhì) (1) 粒度和粒度的分布 V=abc=r3即該顆粒等效半徑為： 第九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)（2）粉料的堆積性質(zhì) 等徑球體堆積形式及孔隙率 第十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)(3) 粉料的拱橋效應(yīng)(或稱橋接) 第十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)2、粉料的流動性 粉料自然堆積的外形 F=第十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17

5、.08.2022陶瓷材料學(xué)4.3.2壓制過程坯體的變化 4.3.2.1 密度的變化 坯體密度與壓力的關(guān)系 坯體密度變化率與壓力的關(guān)系 第十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)密度影響因素：1 振動或粒度控度2 增加壓力3 加壓時間4 減少摩擦5 形狀、尺寸和粉體性質(zhì)孔隙率第十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.3.2.2 強(qiáng)度的變化 第一階段強(qiáng)度并不大 第二階段強(qiáng)度直線提高第三階段強(qiáng)度變化也較平坦坯體強(qiáng)度與壓力的關(guān)系 第十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.3.2.3 坯體

6、中壓力的分布 坯體中壓力分布不均勻，H/D比值愈大，則不均勻分布現(xiàn)象愈嚴(yán)重。軸力圖F(x)Fg A x第十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.3.3加壓制度對坯體質(zhì)量的影響4.3.3.1 成型壓力的影響P P 1+ P 2P 1是靜壓力，克服粉體的阻力；P 2是消耗壓力，粉體對模壁的消耗。第十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.3.3.2 加壓方式的影響加壓方式和壓力分布關(guān)系圖(橫條線為等密度線)a單面加壓；b雙面同時加壓；c雙面先后加壓；d四面加壓 第十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.

7、2022陶瓷材料學(xué)4.3.3.3 加壓速度的影響開始時壓力小些，加壓速度稍快，利于排氣；接著高壓，緩慢加壓，即減慢加壓速度，延長時間；可以采用多次加壓，逐步放氣，防止氣體導(dǎo)致的裂紋；多次換向加壓，同時振動粉料?！耙惠p、二重、慢提起”第十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.3.3.4 添加劑的選用三原則：（1）減少粉料顆粒間及粉料與模壁之間的摩擦，這種添加物又稱潤滑劑；（2）增加粉料顆粒之間的粘結(jié)作用，這類添加物又稱粘合劑；（3）促進(jìn)粉料顆粒吸附、濕潤或變形，通常采用表面活性物質(zhì)。第二十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材

8、料學(xué)4.3.3.5 彈性后效 加荷卸荷壓力與變形的關(guān)系示意圖 彈性后效：外力取消后，彈性力引起坯體的膨脹的現(xiàn)象！第二十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.3.4影響層裂的因素及防止方法 1、氣體的影響。2、坯體水分的影響。3、加壓次數(shù)對層裂的影響。4、壓制時間及壓力的影響。第二十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)第四節(jié) 可塑成型 可塑成型主要是通過膠態(tài)原料制備、加工，從而獲得一定形狀的陶瓷壞體。 4.4.1可塑成型分類 可塑成型是古老的一種成型方法。我國古代采用的手工拉坯就是最原始的可塑法。常用的可塑成型方法主要

9、是擠壓成型、熱壓鑄成型、膠態(tài)成型等。 第二十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)1、擠壓成型 擠壓成型時應(yīng)該注意以下工藝問題：（1）擠制的壓力；（2）擠出速率；（3）擠出管子時，管壁厚度必須能承受本身的重力作用和適應(yīng)工藝要求；（4）擠壓成型的缺陷。 第二十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)2、熱壓鑄成型工藝 陶瓷熱蠟鑄工藝流程圖 第二十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)3、熱壓鑄成型的特點(diǎn) 熱壓鑄成型適用于以礦物原料、氧化物、氮化物等為原料的新型陶瓷的成型，尤其對外形復(fù)雜、精密

10、度高的中小型制品更為適宜。其成型設(shè)備不復(fù)雜，模具磨損小，操作方便，生產(chǎn)效率高。 熱壓鑄成型的缺點(diǎn)是，工序較繁，耗能大，工期長，對于壁薄，大而長的制品不宜采用。第二十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.4.2 造粒成型造粒類型原料狀態(tài)造粒機(jī)理粒子形狀主要適用領(lǐng)域備注熔融成行熔融液冷卻、結(jié)晶、削除板狀、花料狀無機(jī)、有機(jī)藥品、合成樹脂包含回轉(zhuǎn)筒、蒸餾法回轉(zhuǎn)筒型粉末、液體毛細(xì)管吸附力、化學(xué)反應(yīng)球狀醫(yī)藥、食品、肥料、無機(jī)、有機(jī)化學(xué)藥品、陶瓷轉(zhuǎn)動型回轉(zhuǎn)盤型粉末、液體毛細(xì)管吸附力、化學(xué)反應(yīng)球狀醫(yī)藥、食品、肥料、無機(jī)、有機(jī)化學(xué)藥品粒狀大的結(jié)晶析晶型溶液結(jié)晶化、冷卻各種

11、形狀無機(jī)、有機(jī)化學(xué)藥品、食品噴霧干燥型溶液、泥漿表面張力、干燥、結(jié)晶化球狀洗劑、肥料、食品、顏料、燃料、陶瓷噴霧冷水型熔融液表面張力、干燥、結(jié)晶化球狀金屬、無機(jī)藥品、合成樹脂噴霧空冷型熔融液表面張力、干燥、結(jié)晶化球狀金屬、無機(jī)、有機(jī)藥品使用沸點(diǎn)高的冷卻體液相反應(yīng)型反應(yīng)液攪拌、乳化、懸濁反應(yīng)球狀無機(jī)藥品、合成樹脂硅膠微粒聚合燒結(jié)爐型粉末加熱熔融、化學(xué)反應(yīng)球狀、塊狀陶瓷、肥料、礦石、無機(jī)藥品有時不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)擠壓成型溶解液糊劑冷卻、干燥、剪切圓柱狀、角狀合成樹脂、醫(yī)藥、金屬板上滴下型熔融液表面張力、冷卻、結(jié)晶、削除半球狀無機(jī)、有機(jī)藥品、金屬鑄造型熔融液冷卻、結(jié)晶、離型各種形狀合成樹脂、金屬、藥品制

12、品形狀過大就不能造粒壓片型粉末壓力、脫型各種形狀食品、醫(yī)藥、有機(jī)、無機(jī)藥品壓縮成型機(jī)械型板棒機(jī)械應(yīng)力、脫型各種形狀金屬、合成樹脂、食品沖孔、切削、研磨乳化型表面張力、相分離硬化作用，界面反應(yīng)球狀醫(yī)藥、化妝品、液晶微膠束第二十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.4.3流延成型1、工藝流程溶劑混磨燒結(jié)促進(jìn)劑細(xì)磨熟料抗聚凝劑除泡劑烘干再混磨流延真空除氣增塑、潤滑劑粘合劑卷軸待用第二十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)2、流延成型漿料的制備 流延成型用漿料的制備方法是，先將通過細(xì)磨、煅燒的熟瓷粉加入溶劑，必要時添加抗聚凝

13、劑、除泡劑、燒結(jié)促進(jìn)劑等進(jìn)行濕式混磨； 再加入粘結(jié)劑、增塑劑、潤滑劑等進(jìn)行混磨以形成穩(wěn)定的、流動性良好的漿料。3、流延成型的特點(diǎn) 流延成型設(shè)備不太復(fù)雜，且工藝穩(wěn)定，可連續(xù)操作，生產(chǎn)效率高，自動化水平高，坯膜性能均勻一致且易于控制。但流延成型的坯料因溶劑和粘結(jié)劑等含量高，因此坯體密度小，燒成收縮率有時高達(dá)2021%。 流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷獨(dú)石電容器、氧化鋁陶瓷基片等新型陶瓷制品。為電子元件的微型化，超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，提供了廣闊的前景。第二十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.4.4 軋膜成型 軋膜成型是將準(zhǔn)備好的陶瓷粉料，拌以一定量的有

14、機(jī)粘結(jié)劑(如聚乙烯醇等)和溶劑，通過粗軋和精軋成膜片后再進(jìn)行沖片成型。 1、工藝流程 壓延輥（精軋）增塑劑粘合劑瓷粉水混合，粉碎干燥 混料輥壓（粗軋）成型第三十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)2、軋膜成型用塑化劑 坯料聚乙烯醇水溶液聚乙烯醇乙醇甘油蒸餾水塑化劑用量濃度/用量/ml高壓電容器153535壓電喇叭15182濾波器15242壓電陶瓷900g480g240g4000mL1820各種軋膜瓷料用塑化劑的不同配比 第三十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)3、軋膜成型的特點(diǎn) 軋膜成型具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高、膜片厚

15、度均勻、生產(chǎn)設(shè)備簡單、粉塵污染小、能成型厚度很薄的膜片等優(yōu)點(diǎn)。但用該法成型的產(chǎn)品干燥收縮和燒成收縮較干壓制品的大。 該法適于生產(chǎn)批量較大的1mm下的薄片狀產(chǎn)品，在新型陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍。第三十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.4.5 注射成型 1、工藝流程 瓷粉粘結(jié)劑柱塞式預(yù)塑式螺旋直列式加熱混練用輥機(jī)質(zhì)粒壓紋加熱擠壓制粒機(jī)混練機(jī)低溫粉碎用輥機(jī)低溫擠壓成薄片粒狀粉料注射成形一次成型坯脫 脂 脂燒 結(jié)成 品第三十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)第五節(jié) 其他成型方法 4.5.1紙帶成型 它與流延成型法有些類似

16、，以一卷具有韌性的、低灰份的紙（如電容紙）帶作為載體。讓這種紙帶以一定的速度通過泥漿槽，粘附上合適厚度的漿料。通過烘干區(qū)并形成一層薄瓷坯，卷軸待用。在燒結(jié)過程中，這層低灰份襯紙幾乎被徹底燃盡而不留痕跡。如泥漿中采用熱塑性高分子物質(zhì)作為粘結(jié)劑，則在加熱軟化的情況下，可將坯帶加壓定型。 第三十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.5.2 滾壓成型 它與軋膜成型有些相似，是以熱塑性有機(jī)高分子物質(zhì)作為粘合載體，將載體與陶瓷粉料放在一起，加入封閉式混練器進(jìn)行混練，練好后再進(jìn)入熱軋輥箱，軋制成一定厚度引出，用冷空氣進(jìn)行冷卻，然后卷軸待用。如欲制作其它定型坯帶，則對從

17、軋輥箱出來的坯片，可趁熱進(jìn)行壓花。此法與前述紙帶成型法均可用以制作垂直多孔筒狀熱交換器，兩者各有優(yōu)點(diǎn)。用滾壓法所制的坯體孔型較好，空氣易于流通，但工藝較難控制。 第三十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.5.3 印刷成型 將超細(xì)粉料、粘合劑、潤滑劑、溶劑等充分混合，調(diào)制成流動性很好的稀漿料，然后采用絲網(wǎng)漏印法，即可印出一層極薄的坯料。 4.5.4 噴涂成型 此法所用的漿料與流延法、印刷法相似，但必須調(diào)得更稀一些，以便利用壓縮空氣通過噴嘴，能使之形成霧粒，此法主要用以制造獨(dú)石電容器，噴涂時以事先刻制好的掩膜，擋住不應(yīng)噴涂的部分，到一定程度可讓其干燥，干后

18、再作第二次、第三次噴涂，到達(dá)預(yù)定厚度時，再更換掩膜，噴上所需的另一漿料。按這種金屬漿料和陶瓷漿料，反復(fù)更換掩膜，交替噴上，以獲得獨(dú)石電容器的結(jié)構(gòu)。 第三十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)4.5.5爆炸成型 50年代初， 爆炸成型最初用于TiC、TaC和Ni粉葉片的成型。炸藥爆炸后，在幾微秒內(nèi)產(chǎn)生的沖擊壓力可達(dá)1106MPa。巨大的壓力，以極快的速度作用在粉末體上，使壓坯獲得接近理論密度和很高的強(qiáng)度。爆炸成型法可以成型形狀復(fù)雜的制品，制品的輪廓清晰，尺寸公差穩(wěn)定，成本較低。目前，爆炸成型法已應(yīng)用于鐵氧體、金屬陶瓷等的生產(chǎn)。第三十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)第六節(jié) 坯體的干燥 坯體干燥的目的在于提高其機(jī)械強(qiáng)度，有利于裝窯操作并保證燒成初期能夠順利進(jìn)行。4.6.1干燥過程 干燥三個階段 第三十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)干燥時隨溫度提高坯料中水的粘度和表面張力的變化020406080100020406080100百分?jǐn)?shù)（%）121-水的粘度；2-表面張力干燥過程中，坯料內(nèi)水分的粘度和表面張力隨溫度升高而降低 第三十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月17.08.2022陶瓷材料學(xué)自由含水率（%） 空氣溫度與干燥速率