坯料的種類(lèi)及制備工藝

第四章坯料的種類(lèi)及制備工藝

將陶瓷原料經(jīng)過(guò)配料和加工后，得到的具有成形性能的多組分混合物稱(chēng)為坯料。4.1種類(lèi)和質(zhì)量要求4.2坯料制備的一般工藝流程4.3原料的預(yù)燒與精選4.4坯料制備過(guò)程4.1坯料的種類(lèi)和質(zhì)量要求1基本要求及分類(lèi)1.1基本要求(1)坯料的組成能滿(mǎn)足配方的要求；（符合配方、避免雜質(zhì)）(2)各種組分混合均勻、包括主要原料、水分及塑化劑在坯料中都應(yīng)均勻分布；(3)坯料各組分的顆粒達(dá)到要求的細(xì)度，以減少成型和干燥過(guò)程中的廢品；(4)可塑和注漿成型用的坯料中空氣含量應(yīng)盡量減少，以免降低坯體強(qiáng)度和產(chǎn)品的機(jī)電性質(zhì)。1.2分類(lèi)根據(jù)成形方法不同(按含水量)

，坯料分為三類(lèi)：1.注漿坯料，其含水率為28～35％；2.可塑坯料，其含水率為18～25％；3.壓制坯料，其中干壓坯料含水率為3～7％，半干壓坯料含水率為8～15％。對(duì)坯料的要求分述如下：4.1.1注漿坯料1.流動(dòng)性好:保證泥漿澆注成形時(shí)要能充滿(mǎn)模型的各個(gè)部位；2.懸浮性好：漿料中各種固體顆粒能在較長(zhǎng)一段時(shí)間懸浮而不沉淀的性質(zhì)稱(chēng)為泥漿懸浮性；

3.觸變性適當(dāng)：受到振動(dòng)和攪拌時(shí)，泥漿粘度會(huì)降低而流動(dòng)性增加，靜置后又恢復(fù)原狀，此外，泥漿放置一段時(shí)間后，在維持原有水分的情況下也會(huì)變稠。這種性質(zhì)稱(chēng)為觸變性；

4.濾過(guò)性好：濾過(guò)性也稱(chēng)滲模性，是指泥漿能夠在石膏模中濾水成坯的性能。

注漿陶瓷坯料的質(zhì)量控制主要是控制

：泥漿的比重、泥漿的流動(dòng)性、泥漿的厚化系數(shù)

4.1.2可塑坯料1.良好的可塑性:坯料的可塑性一般取決于強(qiáng)可塑原料(粘土)或塑化劑的用量;2.一定的形狀穩(wěn)定性:指可塑坯料在成型后不會(huì)因自身重力而塌陷變形,尤其是對(duì)大型制品更是如此.可以通過(guò)調(diào)節(jié)強(qiáng)可塑原料的用量和含水量來(lái)控制;3.含水量適當(dāng):可塑坯料的含水量與成型方式有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系;強(qiáng)可塑性原料用量較多時(shí),含水量較高;大件制品的可塑坯料含水量比小件制品低些;4.坯體的干燥強(qiáng)度和收縮率:生產(chǎn)上常用干坯的抗折強(qiáng)度來(lái)衡量它的干燥強(qiáng)度.大的干燥強(qiáng)度有利于成形后脫模、修坯、施釉、送坯等工序。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(kāi)裂。影響坯體干燥強(qiáng)度和收縮率的主要因素是坯體中強(qiáng)可塑原料的用量和水分含量?？伤苄蕴沾膳髁系馁|(zhì)量控制主要是要控制：可塑性的調(diào)節(jié)、含水量的控制、氣孔的控制4.1.3壓制坯料1.流動(dòng)性好：要求粉料能在短時(shí)間內(nèi)填滿(mǎn)鋼模的各個(gè)角落，以保證坯體的致密度和壓坯速度；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(lái)表示。堆積密度大，氣孔率就小，壓制后的坯體就越致密。3.含水率和水份均勻性：水是粉料成型時(shí)的潤(rùn)滑劑和結(jié)合劑。當(dāng)成型壓力較大時(shí)粉料含水可以少些，反之粉料含水可以多些。當(dāng)粉料含水不均勻，即局部過(guò)干和過(guò)濕時(shí)便會(huì)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(kāi)裂和變形。4.1.4坯料的品質(zhì)要求1.配方準(zhǔn)確：兩方面控制，首先準(zhǔn)確稱(chēng)料（應(yīng)除去原料中水分，按絕干料計(jì)），其次是加工過(guò)程中避免雜質(zhì)混入；2.組分均勻：坯料中各組分，包括主要原料、水分、添加劑等應(yīng)均勻分布（均化），否則會(huì)使坯體或制品出現(xiàn)缺陷，降低產(chǎn)品性能；3.細(xì)度合理：組分顆粒應(yīng)達(dá)到一定細(xì)度(250目），并具有合理粒度分布；防止顆粒偏析；4.氣孔少：坯料中或多或少的含有一些空氣，空氣的存在對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和成形都有不利影響，應(yīng)盡量減少其含量。為了保證產(chǎn)品品質(zhì)和滿(mǎn)足成形的工藝要求，坯料應(yīng)具備下述基本條件：4.2坯料制備的一般工藝流程（見(jiàn)教材P110圖）從圖可見(jiàn),坯料制備過(guò)程為:原料處理、配料、混合制備三部分。其中注意配方要準(zhǔn)確，原料是以干式（脫水）計(jì)算。硬質(zhì)原料：揀選，水洗（預(yù)燒）；粗、中碎，細(xì)磨粉。軟質(zhì)原料：揀選，干碾、濕碾機(jī)4.3原料的預(yù)燒與精選4.3.1原料的預(yù)燒

原料預(yù)燒的作用1.幫助碎化原料：例如大塊石英巖質(zhì)地堅(jiān)硬，粉碎困難，利用石英多晶轉(zhuǎn)變伴隨的體積效應(yīng)，將石英在粉碎前預(yù)燒并急冷，使其結(jié)構(gòu)疏松，利于粉碎，一般預(yù)燒到900～1000℃；2.減少坯料收縮：例如粘土，可部分預(yù)燒成熟料，一般700～900℃，又如工業(yè)氧化鋁（γ－Al2O3

）；3.改變結(jié)構(gòu)形態(tài)：例如滑石具有片狀結(jié)構(gòu)，成形時(shí)容易造成泥料分層和顆粒定向排列，引起產(chǎn)品變形和開(kāi)裂，通過(guò)預(yù)燒破壞片狀結(jié)構(gòu)；4.穩(wěn)定晶型：例如γ－Al2O3

、TiO2、ZrO2等，在氧化氣氛下預(yù)燒1250～1300℃，預(yù)燒γ－Al2O3α－Al2O31050～1500℃3.42～3.623.95～4.10TiO2板鈦礦銳鈦礦金紅石其中以金紅石的物理電氣性能最好，同時(shí)生產(chǎn)含鈦電容器陶瓷時(shí)，將TiO2原料預(yù)燒成金紅石相，配釉用TiO2可不預(yù)燒。4.3.2原料的精選

原料的精選是指對(duì)于原料進(jìn)行分離，提純和除去各種有害雜質(zhì)的過(guò)程。包括物理方法、化學(xué)方法和物理化學(xué)方法。物理方法：淘洗槽，水力旋流器，振動(dòng)篩和磁選機(jī)（除鐵）等原料的精選

淘洗

（去除原料的粗粒雜質(zhì)，如沙礫、草根等）化學(xué)方法：溶解法和升華法淘洗法與水力旋流法比較淘洗與水力旋流器混用比較合理。因此在國(guó)內(nèi)外陶瓷工業(yè)中正被廣泛用來(lái)精選高嶺土物理化學(xué)方法：浮選法和電解法4.4坯料制備過(guò)程4.4.1原料的破粉碎目的：1.使原料中的雜質(zhì)易于分離；2.使各種原料能夠均勻混合，使成形后的坯體致密；3.增大各種原料的表面積，使其易于進(jìn)行固相反應(yīng)或熔融，提高反應(yīng)速度并降低燒成溫度。粗碎設(shè)備：顎式破碎機(jī)中碎設(shè)備：輪碾機(jī)，反擊式破碎機(jī)等細(xì)磨設(shè)備：球磨機(jī)，振動(dòng)磨機(jī)，氣流粉碎機(jī)(最細(xì)），環(huán)輥磨機(jī)（雷蒙磨）球磨機(jī)（重點(diǎn)介紹）是陶瓷行業(yè)普遍使用的細(xì)磨設(shè)備，起研磨和混合作用。球磨機(jī)陶瓷行業(yè)用球磨機(jī)的特點(diǎn)：1.間歇式作業(yè)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)襯及磨球，或用橡膠內(nèi)襯；3.濕法球磨：比干磨效率高，制備的可塑泥料與泥漿質(zhì)量比干磨好，顆粒細(xì)，灰塵少，出料時(shí)采用泵和管道輸送，有利于提高除鐵效率。影響球磨效率的因素：1.球磨轉(zhuǎn)速：一般1噸左右球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為26～28轉(zhuǎn)/分；2.研磨介質(zhì)的數(shù)量，大小，外形，比重；3.料球水的比例普通陶瓷坯料為：1：（1.5～2.0）：（0.8