陶瓷的成型與燒結(jié)工藝

陶瓷的成型與燒結(jié)工藝第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)混合料的制備

混合料的計(jì)算與稱料

混合料配方的計(jì)算的兩種基本形式：1）已知的化學(xué)計(jì)量式的配料計(jì)算；2）根據(jù)化學(xué)成分進(jìn)行的配料計(jì)算。

稱料時(shí)應(yīng)注意的原則：1）按組分含量由少到多的順序稱量。2）采用累積稱量法稱量。第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

混料

混料的兩種基本形式：1）干混2）濕混根據(jù)計(jì)算的結(jié)果稱料，多種組分的原料經(jīng)過(guò)一定的方法混合均勻的過(guò)程稱為混料。（在球磨機(jī)中的混料過(guò)程可同時(shí)實(shí)現(xiàn)粉碎和混合的雙重目的。）第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

塑化對(duì)于特種陶瓷，由于坯料中沒(méi)有可塑性，在成形時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂紋，因此有必要在成形前進(jìn)行塑化處理。

常用的塑化劑：1）無(wú)機(jī)塑化劑：粘土等2）有機(jī)塑化劑：粘結(jié)劑（如聚乙烯醇）增塑劑（如甘油）溶劑（如無(wú)水乙醇）

有機(jī)塑化劑第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

塑化劑選用和加入的原則1）在保證坯料一定可塑性的條件下，盡可能減少塑化劑的用量。2）選用塑化劑時(shí)，需考慮塑化劑在燒結(jié)時(shí)排除的難易和排除溫度等因素。

造粒造粒就是加入塑性劑后，將細(xì)顆粒原料制備成粒度較粗的混合料，以改善其流動(dòng)性。第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)陶瓷的成形方法

模壓成形模壓成形是將混合料加入到模具中，在壓力機(jī)上壓成一定形狀的坯體的方法。

手動(dòng)壓制第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

自動(dòng)壓制第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日利用液態(tài)、氣體或橡膠等作為傳壓介質(zhì)，在三維方向?qū)ε黧w進(jìn)行壓制的工藝。冷等靜壓可分為干式和濕式兩種形式。

冷等靜壓成形濕式冷等靜壓（液體為傳壓介質(zhì)）干式冷等靜壓（氣體或彈性體為傳壓介質(zhì)）冷等靜壓第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日以水為溶劑、粘土為粘結(jié)劑和陶瓷粉體混合，配制成的具有較好流動(dòng)性的料漿，再將料漿注入到具有產(chǎn)品形狀的石膏模中成形的方法。

注漿法成形第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日這種成形方法借鑒了金屬壓鑄成形的工藝思路，利用石蠟的高溫流變特性，對(duì)陶瓷石蠟流體進(jìn)行壓力下的鑄造成形。

熱壓鑄成形

1）料漿的制備：將經(jīng)過(guò)陶瓷粉體與6～12％石蠟和0.1～1％硬脂酸或油酸表面活性劑加熱到60～80℃再與熔化的石蠟混合即可。2）壓鑄：在壓縮空氣作用下充型，保壓冷卻，脫模。第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日借鑒金屬的擠壓成形和軋制成形工藝。

塑性成形將具有可塑性的泥料，通過(guò)擠機(jī)嘴成形。

擠制成形第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日將陶瓷粉體和粘結(jié)劑、溶劑等置于置于軋輥上混煉，使之混合均勻，伴隨吹風(fēng)，溶劑逐步揮發(fā)，形成一層厚膜；調(diào)整軋輥間距，反復(fù)軋制，可制得薄片瓷坯。

軋膜成形第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日一般用于制備厚度＜80μm的坯片。

帶式成形第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)陶瓷的燒結(jié)理論

概述

定義：燒結(jié)是指高溫條件下，坯體表面積減小，孔隙率降低、機(jī)械性能提高的致密化過(guò)程。

燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力：粉體的表面能降低和系統(tǒng)自由能降低。第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

燒結(jié)的主要階段：

1）燒結(jié)前期階段（坯體入爐——90％致密化）①粘結(jié)劑等的脫除：如石蠟在250～400℃全部汽化揮發(fā)。

②隨著燒結(jié)溫度升高，原子擴(kuò)散加劇，孔隙縮小，顆粒間由點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)變?yōu)槊娼佑|，孔隙縮小，連通孔隙變得封閉，并孤立分布。

③小顆粒間率先出現(xiàn)晶界，晶界移動(dòng)，晶粒長(zhǎng)大。第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

2）燒結(jié)后期階段①孔隙的消除：晶界上的物質(zhì)不斷擴(kuò)散到孔隙處，使孔隙逐漸消除。

②晶粒長(zhǎng)大：晶界移動(dòng)，晶粒長(zhǎng)大。

燒結(jié)的分類(lèi)：固相燒結(jié)（只有固相傳質(zhì)）液相燒結(jié)（出現(xiàn)液相）氣相燒結(jié)（蒸汽壓較高）燒結(jié)第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

燒結(jié)過(guò)程的物質(zhì)傳遞氣相傳質(zhì)（蒸發(fā)與凝聚為主）固相傳質(zhì)（擴(kuò)散為主）液相傳質(zhì)（溶解和沉淀為主）燒結(jié)過(guò)程中的物質(zhì)傳遞第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

影響燒結(jié)的因素原料粉末的粒度燒結(jié)溫度燒結(jié)時(shí)間燒結(jié)氣氛影響因素第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)陶瓷的燒結(jié)方法

燒結(jié)分類(lèi)常壓燒結(jié)壓力燒結(jié)按壓力分類(lèi)普通燒結(jié)氫氣燒結(jié)真空燒結(jié)按氣氛分類(lèi)第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日固相燒結(jié)液相燒結(jié)氣相燒結(jié)活化燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)按反應(yīng)分類(lèi)第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

常見(jiàn)的燒結(jié)方法傳統(tǒng)陶瓷在隧道窯中進(jìn)行燒結(jié)，特種陶瓷大都在電窯中進(jìn)行燒結(jié)。

普通燒結(jié)

熱壓燒結(jié)熱壓燒結(jié)是在燒結(jié)過(guò)程中同時(shí)對(duì)坯料施加壓力，加速了致密化的過(guò)程。所以熱壓燒結(jié)的溫度更低，燒結(jié)時(shí)間更短。第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日將粉體壓坯或裝入包套的粉體放入高壓容器中，在高溫和均衡的氣體壓力作用下，燒結(jié)成致密的陶瓷體。

熱等靜壓燒結(jié)

真空燒結(jié)將粉體壓坯放入到真空爐中進(jìn)行燒結(jié)。真空燒結(jié)有利于粘結(jié)劑的脫除和坯體內(nèi)氣體的排除，有利于實(shí)現(xiàn)高致密化。第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日反應(yīng)燒結(jié)、氣相沉積成形、高溫自蔓延（SHS）燒結(jié)、等離子燒結(jié)、電火花燒結(jié)、電場(chǎng)燒結(jié)、超高壓燒結(jié)、微波燒結(jié)等

其他燒結(jié)方法第二十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第五節(jié)陶瓷燒結(jié)的后處理

表面施釉釉漿制備涂釉燒釉

工藝過(guò)程表面施釉是通過(guò)高溫加熱，在陶瓷表面燒附一層玻璃狀物質(zhì)使其表面具有光亮、美觀、絕緣、防水等優(yōu)異性能的工藝方法。第二十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日為改善燒結(jié)后的陶瓷制件的表面光