粉体材料的成型
稀土材料的粉体制备与精细加工技术研究
稀土材料的粉体制备与精细加工技术研究1. 引言稀土材料具有广泛的应用前景，包括能源、光电子、医疗等领域。
然而，由于稀土元素的特殊性以及材料的复杂性，稀土材料的制备和加工一直面临着一些挑战。
本文将介绍稀土材料的粉体制备和精细加工技术，并探讨其在材料科学中的重要性。
2. 稀土材料的粉体制备技术稀土材料的粉体制备是制备稀土材料的重要步骤。
常见的稀土材料的粉体制备技术主要包括化学法、物理法和机械法。
2.1 化学法化学法是制备稀土材料粉体常用的方法之一。
其中，溶胶-凝胶法是一种常见的制备稀土材料粉体的化学方法。
该方法通过水热处理、溶胶制备和凝胶热处理等步骤，使得溶胶中的稀土元素形成凝胶，并通过热处理将凝胶转化为稀土材料粉体。
该方法具有制备工艺简单、材料纯度高的优点。
2.2 物理法物理法是另一种常用的稀土材料粉体制备技术。
其中，高温固相法是一种常见的物理方法。
该方法通过高温烧结将稀土元素和其他添加剂烧结成块状材料，然后通过机械粉碎将其研磨成粉体。
该方法适用于制备大量的稀土材料粉体，但制备过程中会有一定的损耗。
2.3 机械法机械法是一种制备稀土材料粉体的常见方法之一。
通常使用球磨机、飞地磨等设备将稀土元素和其他添加剂进行混合和研磨，得到稀土材料粉体。
机械法制备的稀土材料粉体具有颗粒尺寸均匀、分散性好等优势。
3. 稀土材料的精细加工技术稀土材料的精细加工技术是将稀土材料粉体进一步进行加工，以满足具体应用的需求。
常见的稀土材料的精细加工技术主要包括成型、烧结和加工等。
3.1 成型成型是稀土材料精细加工的第一步。
常见的成型方法包括压制成型和注射成型。
压制成型是将稀土材料粉体放入成型模具中，施加压力进行成型。
注射成型则是将稀土材料粉体通过喷嘴注射到模具中，形成所需的形状。
成型过程中需要考虑稀土材料的性质和形状的要求。
3.2 烧结烧结是稀土材料精细加工的重要步骤之一。
通过高温烧结可以将稀土材料成型坯体中的粉体颗粒结合成整体。
材料工程基础-第六章 粉末材料的成形与固结
P0—初始接触应力 ρ—相对密度
θ0—(1-ρ) a=[ρ2(ρ-ρ0)]/θ0
成形方法
压力成形
增塑成形
浆料成形
模压成形 三轴压制 等静压成形 高能成形 挤压成形 扎膜成形 楔形压制 注射成形 车坯成形
注浆成形 热压铸成形 流延法成形 压力渗滤 凝胶铸模成形 直接凝固成形
二、压力成形 1、 模压成形
压力成形
增塑成形
挤压成形 扎膜成形 楔形压制 注射成形 车坯成形
浆料成形
二、增塑成形
1、挤压（挤出）成形： 利用压力把具有塑性的粉料通
过模具挤出来成形的，模具的形状就是成形坯体的形状。
单螺杆挤出机示意图
通心粉
➢ 2、轧膜成形（滚压或辊压成形）
将粉体和粘结剂、溶剂等置于置于轧辊上混 炼，使之混合均匀，伴随吹风，溶剂逐步挥发， 形成一层厚膜； 调整轧辊间距， 反复轧制，可制 得薄片坯料。
２、 粉末在压力下的运动行为
成形工艺主要有： 刚性模具中粉末的压制（模压） 弹性封套中粉末的等静压 粉末的板条滚压 粉末的挤压
受力过程的三个阶段
第一阶段：首先粉末颗粒发生重排； 第二阶段：颗粒发生弹塑性变形； 第三阶段：颗粒断裂。
压坯密度与压制压力的关系
在压制过程中，随着压力的增加，粉 体的密度增加、气孔率降低。人们对压 力与密度或气孔率的关系进行了大量的 研究，试图在压力与相对密度之间推导 出定量的数学公式。目前已经提出的压 制压力与压坯密度的定量公式（包括理 论公式和经验公式）有几十种之多，表 中所示为其中一部分。
成形的理论基础 粉末的工艺性能 粉末在压力下的运动行为 成形方法
一、成形的理论基础
１、粉体的堆积与排列
晶胞 BCC
陶瓷粉体干压成型中坯体开裂问题
陶瓷粉体干压成型中坯体开裂问题在功能陶瓷制备的粉体干压成型的实验研究中，常遇到坯体开裂的问题，使得后续的烧结与性能测试不能顺利进行。
笔者拟从原料配比、粉料颗粒大小与堆积、添加剂用量与添加方式、混料造粒方式、模具设计中的压力梯度、烘干程序等方面来分析。
原料为采自山西某矿山铝土矿矿石，经破碎、盘磨、筛分（30目φ0.5mm）后备用。
二氧化硅微粉为320目，纯度在99.80%以上。
添加剂为武汉某公司生产的玉米淀粉和实验室配制的1wt%羧甲基纤维素钠水溶液（CMC）。
后期拟将添加矿化剂（LiCO3）和助烧剂（Y2O3）等。
经计算，铝土矿与硅粉按照某配比称量。
添加淀粉质量占配料总重比例分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%。
CMC添加量为7-8vol%。
采用干混方式在瓷砖板上滚压混料，喷雾器雾化造粒，在50MPa压力下压制成φ36m m的圆台状坯体，保压4min。
在空气中静置一段时间后，入烘箱，按照35℃保温10mi n，45℃保温10mi n，55℃保温12h的温度程序做烘干处理。
在上述过程中，部分坯体压好未烘时在侧面和底面几分钟内可见微裂纹，部分坯体在入烘箱后约10min出现裂纹，还有部分坯体烧结后开裂。
初始实验过程与改进方案描述。
初始原料过200目筛（φ0.074mm），粒径细化增加了表面能，不利于颗粒的堆积成型，后调整为30目筛（φ0.5mm）。
粘结剂CMC在配制开始，加入了少量无水乙醇帮助分散，乙醇的加入量过多可能会导致坯体在烘干过程中乙醇的快速挥发而使其开裂。
淀粉添加量大的样品开裂明显，可能由于有机添加剂与无机粉体原料的极性差别过大，导致了结合性能不好。
造粒过程原先采用滴液添加的方式，好控制量，但是液滴过大，分散不均匀，使粉体局部粘结不好，后改为喷雾器喷雾造粒，雾化液滴能够显著改善分散均匀性，但是添加量不好控制。
粉末锻造成型工艺过程
粉末锻造成型工艺是一种利用金属粉末进行成型的工艺。
其主要过程包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择适当的金属粉末作为原料，并根据产品要求进行筛选和混合。
通常会添加一定量的润滑剂和增塑剂，以提高粉末的流动性和成型性能。
2. 压制成型：将混合好的金属粉末放入特制的模具中，然后通过压力机进行压制。
压制过程中，金属粉末会被紧密地压实，形成一定形状的坯料。
3. 粉末预处理：压制成型后的坯料通常会进行一定的预处理，包括去除润滑剂和增塑剂，以及进行退火处理，以提高坯料的力学性能和成形性能。
4. 粉末锻造：将经过预处理的坯料放入特制的锻造模具中，然后通过锻造机进行锻造。
锻造过程中，坯料会受到一定的压力和温度作用，使其发生塑性变形，最终形成所需的产品形状。
5. 后处理：锻造成型后的产品通常需要进行一定的后处理，包括除去表面的氧化物和污染物，以及进行热处理、机械加工和表面处理等，以提高产品的性能和外观质量。
总的来说，粉末锻造成型工艺是一种将金属粉末通过压制和锻造等工艺步骤，以实现金属材料成型的工艺。
它可以制造出复杂形状的零件，并具有高精度、高强度和良好的表面质量等优点，因此在航空航天、汽车、机械等领域有广泛的应用。
粉末冶金的生产过程
粉末冶金的生产过程
粉末冶金是一种通过粉体材料制造金属和合金的技术。
生产过程包括如下几个步骤：
1.材料粉碎: 通过研磨机将原材料粉碎成粉末状。
2.混合: 将不同的金属粉末混合在一起，以达到所需的化
学成分。
3.压坯: 通过压坯机将粉末压成坯体。
4.烧结: 将坯体置于高温炉中，经过高温烧结，使粉末粘
合在一起并形成金属块。
5.成型: 将烧结后的金属块加工成所需的形状，可以使用
铣削、钻孔、镗削等工艺。
6.热处理: 将金属块置于高温炉中进行热处理，以调整金
属的组织结构和性能。
7.淬火: 将金属块置于高温炉中进行淬火，以提高金属的
硬度和耐磨性。
8.深火: 将金属块置于高温炉中进行深火，以提高金属的
韧性。
9.清理: 将金属块清理干净，以确保其表面干净无杂质。
10.检测: 对金属块进行检测，以确保其质量符合标准。
陶瓷原位凝固胶态成形基本原理及工艺过程
陶瓷原位凝固胶态成形基本原理及工艺过程陶瓷作为一种重要的结构和功能材料，被广泛应用于化工、冶金、电子、机械、航空、航天、生物等各个领域。
陶瓷材料成型是为了得到内部均匀和高密度的坯体，提高成型技术是制备高性能陶瓷材料的关键步骤。
不同形态的陶瓷粉体应用不同的成型方法。
如何选择适宜的成型方法，主要取决于对陶瓷材料的性能要求和陶瓷粉体的自身性质（如颗粒尺寸、分布、表面积），下面小编简要介绍几种陶瓷材料成型工艺。
陶瓷材料成型工艺主要分为胶态成型工艺、固体无模成型工艺、气相成型工艺等。
认识陶瓷材料成型工艺一、胶态成型工艺1、挤压成型挤压成型是指将陶瓷粉体、粘结剂、润滑剂等与水均匀混合，然后将塑性物料挤压出刚性模具即可得到管状、柱状、板状以及多孔柱状成型体。
挤压成型优点是：工艺过程简单、适合工业化生产。
缺点是：物料强度低、容易变形，并可能产生表面凹坑和起泡、开裂以及内部裂纹等缺陷。
挤压成型广泛应用于传统耐火材料如炉管、护套管以及一些电子材料的成型生产。
2、压延成型压延成型是指将陶瓷粉体、添加剂和水混合均匀，然后将塑性物料经两个相向转到滚柱压延，而成为板状素坯的成型方法。
压延法成型优点是：密度高，适于片状、板状物件的成型。
3、注射成型陶瓷注射成型是借助高分子聚合物在高温下熔融、低温下凝固的特性来进行成型的，成型之后再把高聚物脱除。
注射成型优点是：可成型形状复杂的部件，并且具有高的尺寸精度和均匀的显微结构。
缺点是：模具设计加工成本和有机物排除过程中的成本比较高。
目前，注射成型新技术主要有水溶液注射成型和气相辅助注射成型。
（1）水溶液注射成型水溶液注射成型采用水溶性的聚合物作为有机载体，很好的解决了脱脂问题。
水溶液注射成型技术优点是：自动化控制水平高，而且成本低。
（2）气体辅助注射成型气体辅助注射成型是把气体引入聚合物熔体中而使成型过程更容易进行。
适合于腐蚀性流体和高温高压下流体的陶瓷管道成型。
4、注浆成型注浆成型工艺是利用石膏模具的吸水性，将制得的陶瓷粉体浆料注入多孔质模具，由模具的气孔把浆料中的液体吸出，而在模具中留下坯体。
18粉体成型的基本方法和过程
过程特点： ①随着压制力的继续增大，当压力达到和超过粉末颗粒的强度极限，粉末颗粒 将发生塑形变形（对于脆性粉末来说，不发生碎塑性变形而出现脆性断裂）， 直到达到具有一定密度的坯块。 ②由于接近加压端面的部分压力最大，远离加压端面压力逐渐降低，这种压 力分布的不均匀性造成了压坯各个部分粉末致密化不均匀。
3、去除压力，施加脱模压力
现象： ①去除压力后，压坯仍会紧紧的固定在钢压膜内
②压坯中聚集的内应力使压坯产生弹性后效现象
三、影响粉体压制成形的因素
1、粉末本身的特性起关键性作用
压制成形是一个十 分复杂的过程 Nhomakorabea2、 压制力起着决定性的作用
金属材料工程基础知识 一、粉体成型的原理 二、粉体成型的过程 三、影响粉体压制成形的因素
的预成形坯中，底部和顶部的密度有很大差异，这种密 度差随预成形高度的增加而增加，随直径的增大而减小。
解决方法：若使用润滑剂可以减少粉粉末批量与莫蒂之间的摩
擦力，也可以降低沿高度方向的密度不均匀程度
双向压制
浮动凹模压制
轧制成形
二、粉体成型的过程
1、将松散的粉末装在钢压膜内 2、对钢压模中粉末施加压力
金属材料工程第十八讲
胡燕燕
一、粉体成型的原理
粉体成型是指将粉末状的材料制成具有一定形状，尺寸，孔隙 率以及强度的预成形坯体的加工过程。
成型方法
不同材料因其物 理化学特性不同， 所采用的成型方 法与技术并不完 全相同
模压成形 钢模压制成形
等静压成形
单向压制 是指压力施加在粉末配料的上顶部
特点：粉末批料与凹模之间的摩擦，使得在经单向压制所得到
粉体成型工艺课件
整、尺寸精确的成型件。
烧成与冷却
烧成
化，形成所需的结构和性能。
冷却
烧成后对成型件进行快速冷却，以获得良好的组 织和性能。
烧成制度
制定合理的烧成制度，包括烧成温度、时间、气 氛等参数，以确保烧成过程顺利进行。
04
粉体成型工艺参数
Chapter
资源循环利用
对废弃粉体材料进行回 收再利用，实现资源循 环利用。
未来市场前景与挑战
市场前景广阔
随着科技的发展和产业升级，粉体成型工艺在新能源、新 材料、高端制造等领域有广泛应用。
技术创新是关键
持续推动粉体成型工艺的技术创新，以满足不断变化的市 场需求。
跨领域合作与协同创新
加强与相关领域的合作与交流，共同推动粉体成型工艺的 发展。
成型过程中的驱动力包括粉体颗 粒间的黏结力、外部施加的压力 等，驱动力的大小和作用方式决
定了制品的结构和性能。
填充与致密化
粉体颗粒在模具内通过流动、重排 、压缩等方式达到填充完全和致密 化。
冷却与脱模
成型后的制品需要经过冷却定型， 然后从模具中脱出。
03
粉体成型工艺流程
Chapter
原料准备与处理
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粉体成型工艺的应用领域
粉体成型工艺广泛应用于汽车、航空航天、电子、能源等领域。
在汽车领域，粉体成型工艺主要用于生产发动机零件、变速器零件等；在航空航天领域，粉体成型工 艺主要用于制造高性能的轻质材料和结构件；在电子领域，粉体成型工艺主要用于制造电子元件和传 感器等；在能源领域，粉体成型工艺主要用于生产电池电极和燃料电池等。
原料性质的影响
原料的粒度
原料的粒度大小直接影响粉体的流动性、填充性以及成型时的致密度。较细的粒度可以提高粉体的流动性，但过细的 粒度可能导致成型时开裂。
大颗粒球形粉体材料的成型与压制工艺
大颗粒球形粉体材料的成型与压制工艺引言大颗粒球形粉体材料的成型与压制工艺广泛应用于各个领域。
这种工艺能够通过控制颗粒的形状和尺寸，使得材料具有更好的物理性能和机械性能。
本文将详细介绍大颗粒球形粉体材料的成型与压制工艺的原理、方法和优势。
一、工艺原理大颗粒球形粉体材料的成型与压制工艺的原理基于粉末冶金技术。
首先，粉末材料被制备成为球形颗粒。
然后，通过力的作用将这些颗粒聚集在一起形成所需的形状，最后通过适当的温度和压力进行烧结，使得颗粒之间结合成为固体材料。
二、工艺步骤1. 球形颗粒制备：首先，选取合适的原料，经过混合、球磨、筛分等步骤，使得原料粉末成为均匀的、具有一定粒径分布的粉末。
然后，将粉末投入球形颗粒制备设备中，通过旋转、喷雾、滚动等方式使得粉末逐渐形成球形颗粒。
2. 成型：将球形颗粒制备好的材料倒入成型模具中，施加足够的压力进行成型。
一般情况下，成型压力会根据原料的特性和所需的形状进行调整，以确保成型后的材料具有良好的致密性和机械性能。
3. 烧结：成型后的材料还需要进行烧结，以进一步增加其结晶度和力学性能。
烧结过程中，材料通常会经历高温处理，使得颗粒之间发生结合，形成固体材料。
烧结温度和时间的选择与原料的成分和特性相关，需要经过试验和实际操作来确定。
三、工艺优势大颗粒球形粉体材料的成型与压制工艺具有许多优势，使得它被广泛应用于各个领域。
1. 较好的致密性：通过粉末的成型与压制工艺，材料的颗粒之间实现了更好的贴合和结合，使得成型后的材料具有较高的致密性。
这样可以提高材料的强度和硬度，使其在应力和环境变化下更加稳定。
2. 良好的机械性能：大颗粒球形粉体材料的成型与压制工艺能够使材料的颗粒在成型过程中达到更好的排列和排布状态，从而提高了材料的力学性能。
材料在压缩、弯曲和拉伸等加载条件下表现出更好的弹性和韧性。
3. 粒径控制能力强：通过粉末制备和成型过程中的工艺调控，可以精确地控制颗粒的大小和分布。
新型无机材料：无机材料成型技术
粉料本征特性
堆集方式 最大填充率为面心立方密堆或六方密堆(74.05%) 简立方堆集 (52.36%) 振动: 可提高堆积密度
粒径配比 大小球搭配, 可能的填充率越高
流动性
粒形圆润,流动性好,可获得较大填充密度
加压方式
单向加压 一端加压, 受压面密度大, 未加压端密度小
双向加压：坯体两边受压，两端密度大，中间密度小 改进的双向加压：
乙烯醇单体不存在，PVA由聚醋酸 乙烯(PVAc）皂化而成。 含大量亲水性羟基，是水溶性物质
（成本1~1.2万元/吨）
皂化PVAc, 生成粉状PVA, PVA溶于乙 醇或甲醇中, 加入酸催化剂和丁醛, 进行缩聚反应而成。
含羟基、乙酰基和羧基 可溶于极性和非极性溶剂中。
（成本9.5万元/吨）
纤维素基团：n×C6H10O5 含有大量羟基，大多数水溶性
和粒径。一般制备的晶粒具有严重的团聚现象 粉体处理（搅拌磨、振动磨、滚动磨）
打开颗粒团聚体，获得窄颗粒尺寸分布的粉料
硬团聚的ZrO2粉末颗粒的电子显微照片
浆料制备
流延浆料配制是流延成型技术的关键: (1) 合适的流动性, (2) 分散特性, (3) 良好的干燥特性, (4) 易加工性
分散剂
浆
增塑剂
流延设备
流延机是流延成型主要设备ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ其结构示意图如下
实验流延机
流延厚度
研究发现，流延干坯片的厚度D与各种流延参数的关系为：
D h (1 h2P ) 2 6 v0 L
其中α为湿坯干燥时厚度的收缩系数，h和L分别是刮刀刀刃间 隙的高度和长度，η为浆料粘度，△P为料斗中的压力，而v0为载 体线速度 厚 膜: 刮刀口间隙↑料浆液面↑载体线速↓料浆粘度↓ 薄膜:相反
粉体技术与材料成型技术的研究与应用
粉体技术与材料成型技术的研究与应用
粉末技术是一种利用粉体材料制备新型材料或制品的技术，广
泛应用于航空、航天、电子、能源、建筑、医疗等领域。
随着科
技的发展，粉末技术的应用范围也在不断扩大，在新材料研究、
制造和产品改性方面起到了重要的作用。
在粉末技术的研究中，最重要的是粉末的制备和成型。
制备粉
末的方法主要有机械磨削、化学还原、物理气相沉积、化学气相
沉积等。
成型方法包括冷压成型、注射成型、挤压成型、等离子
喷涂、激光熔覆等。
通过粉末制备和成型技术，可以制备出各种特殊功效的纳米材
料和微米材料。
比如说，纳米银的杀菌效果比普通银离子高出许多，可以广泛应用于医药、食品加工、电子产品等领域；又比如说，通过使用等离子喷涂技术，可以在飞机发动机表面形成陶瓷
复合材料，增强其抗磨损性能，提高发动机的使用寿命。
在研究领域中，利用粉末技术可以研究各种特殊性能的材料。
例如，通过研究纳米材料的热力学和电磁学性质，可以使传统材
料具有各种新的物理和化学性质；通过研究储氢材料的结构和性能，可以制备出高效的氢气储存材料，为氢能源的发展提供支持。
粉末技术在工业生产和产品改性中也有重要的应用。
例如，利
用注射成型技术，可以制备出各种复杂形状的塑料制品；使用等
离子喷涂技术可以改善工业部件的表面性能；通过粉末冶金技术
可以制备出高强度的合金材料。
总之，粉末技术和材料成型技术的发展和应用，对于现代工业、科学研究和国防建设都具有重要的意义。
各种机构和企业应该加
强在该领域的研究和应用，并推动粉体技术和材料成型技术的创
新与发展。
粉末冶金原理第三部分 粉末成形技术
2 研究对象
材料设计的概念
工程应用(服役情况)→性能要求→材料 性能(经济性)设计→微观结构设计→材 质类型、加工工艺设计
研究粉末类型、加工工艺参数与材料 微观结构及部件几何性能间的关系
研究粉末冶金加工过程中 的相关工程科学问题 即研究粉末成形与烧结过 程中的工程科学问题
第一部分
4） 制粒 pelletizing or granulating 细小颗粒或硬质粉末 为了成形添加成形剂 改善流动性添加粘结剂 进行自动压制或压制形状较复杂的大 型P/M制品 粉末结块 原理 借助于聚合物的粘结作用将若干细小 颗粒形成团粒
减小团粒间的摩擦力 大幅度降低颗粒运动时的摩 擦面积 制粒方法 擦筛制粒 旋转盘制粒 挤压制粒 喷雾干燥
非模压成形 冷、热等静压，注射成形，粉 末挤压， 粉末轧制，粉浆浇注，无模成 型，喷射成 形，爆炸成形等
第一章 粉末压制 Powder Pressing or Compaction
§1 压制前粉末料准备 1) 还原退火 reducing and annealing 作用: 降低氧碳含量，提高纯度 消除加工硬化，改善粉末压制 性能（前者亦然）
2.2 弹性后效 Springback 反致密化现象 压坯脱出模腔后尺寸胀大 的现象 残留内应力释放的结果 弹性后效与残留应力相关 压制压力 粉末颗粒的弹性模量
粉末粒度组成（同一密度） 颗粒形状 颗粒表面氧化膜 粉末混合物的成份 石墨含量
3 压坯强度 Green strength
2.2 大程度应变的处理 自然应变 ε =∫LLodL/L=ln(L/Lo) 若压坯的受压面积固定不变， 则 ε =-ln[(V-Vm)/(Vo-Vm)] =ln{[(ρ mρ o)ρ ]/[(ρ m-ρ )ρ o]}
新能源锂电池粉体材料烧结回转窑
新能源锂电池是当前研究的热点之一，而锂电池的核心材料之一是粉体材料。
烧结是制备锂电池粉体材料的重要工艺之一，而回转窑是烧结的常用设备。
本文将从新能源锂电池粉体材料的特点、烧结工艺流程、回转窑的结构和工作原理等方面进行介绍和分析。
一、新能源锂电池粉体材料的特点1. 锂电池粉体材料的种类锂电池粉体材料一般包括正极材料、负极材料和电解质材料三大类。
正极材料通常是氧化物，如钴酸锂、镍酸锂等；负极材料一般为碳材料，如石墨、石墨烯等；电解质材料则包括液态电解质和固态电解质等。
2. 锂电池粉体材料的特性锂电池粉体材料具有高比表面积、细颗粒度、高比容量、良好的电化学性能等特点，这些特性对其制备工艺提出了较高的要求。
二、烧结工艺流程1. 粉体材料的制备首先需要将原料进行混合，然后通过球磨、干法或湿法等工艺将原料制备成合适的粉末。
2. 成型将制备好的粉末通过压制、挤压、注射等工艺进行成型，得到成型坯。
3. 烧结将成型坯放入烧结窑中进行高温烧结，使粉体颗粒之间产生化学反应和物理变化，形成致密的块状材料。
三、回转窑的结构和工作原理1. 回转窑的结构回转窑通常由筒体、滚筒、传动装置、轴承、扬料板等部件组成。
其中，筒体是整个设备的主体部分，滚筒则是放置粉体材料和传递热量的载体，传动装置用于驱动筒体的旋转，轴承则支撑着整个设备的转动，而扬料板则用于提高物料在筒体内的叶均性。
2. 回转窑的工作原理当回转窑启动时，传动装置带动筒体进行旋转运动，粉体材料随之一起旋转，并且在旋转的过程中不断地受到高温的热量照射，从而完成烧结过程。
四、回转窑在新能源锂电池粉体材料烧结中的应用1. 回转窑的优势回转窑在新能源锂电池粉体材料烧结中具有成本低、工艺简单、可连续进行等优势，能够满足大规模生产的需求。
2. 回转窑的应用前景随着新能源锂电池市场的不断扩大，回转窑在锂电池粉体材料烧结领域的应用前景也将更加广阔，预计未来将会有更多的研究机构和企业投入到该领域的研究和生产中来。
材料化学9粉体材料及其制备技术
颗粒当量径：将颗粒以某种等量关 系转化为球形，相应得到的球的直 径称为颗粒的当量径。
颗粒当量径的定义及计算公式
1. 等体积球当量径：与颗粒具有相同体积的
球的直径
dV
3
6V
2. 等表面积球当量径：与颗粒具有相同表面
积的球的直径
dS
S
3. 比表面积球当量径：与颗粒具有相同的比
纳米磁性金属的磁化率是普通金属的20倍，饱和磁矩则是 普通的二分之一。
一些纳米颗粒的导电性能明显改善，甚至成为 高 TC 的超导体。
颗粒大小的表征
颗粒大小和形状是粉体材料最重要的物性表征量 。
颗粒的大小一般用粒径来表示。在分析粉体的粒 径时，应明确单颗粒粒径与颗粒聚集体 (粉末) 粒径的含义以及它们之间的区别
激光粉体粒度分析仪原理
激光粒度仪已经商品化，市场上主要 机型的量测范围大致是 0.05 ~ 10 m
粉体粒径也可以用光学显微镜直接量测
将粉体样品均匀平铺在光学显微镜的视场 内进行观察，可以近似确定粉体的粒径及 其分布，测试范围大致在 0.5 ~ 100 微米。
目前显微镜分析法得到了很大的改进：现 代电子技术与显微镜方法相结合，用摄像 机拍摄经显微镜放大的颗粒图像，图像信 号进入计算机内存后，计算机自动地对颗 粒的形貌特征和粒度进行分析和计算
注意这一公式中含有两个自 由变量。为实现筛网的标准 化，人们制定了一些规则。
主模系列 副模系列
根据以上规则，就可以得到一个标准筛系列： 32，42，48， 60，65，80，100，115，150，170，
200，270，325，400 目。 其中最细的是 400 目筛，孔径为 0.038 mm。
粉体技术及设备现状与发展
粉体技术及设备现状与发展粉体技术是一门涉及粉体物料的制备、特性、处理和应用的学科。
粉体物料是指颗粒尺寸在1微米到1毫米之间的物质，包括粉末、颗粒和颗粒状物料。
粉体技术在许多领域中都有广泛的应用，如化工、冶金、材料科学、食品工程等。
一、粉体技术的现状1. 粉体物料的制备技术：粉体物料的制备技术包括物理方法和化学方法。
物理方法主要包括研磨、粉碎、喷雾干燥等，化学方法主要包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等。
目前，粉体物料的制备技术已经相当成熟，能够满足不同领域的需求。
2. 粉体物料的特性研究：粉体物料的特性研究包括颗粒形状、颗粒大小分布、颗粒表面性质等。
这些特性对于粉体物料的应用具有重要影响，比如颗粒形状对流体力学性能和流变性能有显著影响。
目前，通过电子显微镜、粒度分析仪等先进设备，可以对粉体物料的特性进行精确测量。
3. 粉体物料的处理技术：粉体物料的处理技术包括压制成型、干燥、烧结等。
压制成型是将粉体物料通过压力使其形成所需形状的过程，干燥是将湿粉体物料中的水分去除的过程，烧结是将压制成型后的粉体物料在高温下进行结合的过程。
目前，这些处理技术已经相当成熟，并且不断有新的技术和设备被引入，提高了处理效率和产品质量。
4. 粉体物料的应用领域：粉体物料在许多领域中都有广泛的应用。
在化工领域，粉体物料被用于催化剂、吸附剂、填料等；在冶金领域，粉体物料被用于金属粉末冶金、陶瓷创造等；在材料科学领域，粉体物料被用于陶瓷材料、复合材料等；在食品工程领域，粉体物料被用于食品添加剂、调味品等。
随着科技的不断发展，粉体技术在各个领域的应用也在不断扩大。
二、粉体技术的发展趋势1. 粉体物料的纳米化：随着纳米技术的发展，粉体物料的纳米化成为一种趋势。
纳米粉体具有较大的比表面积和较好的物理化学性质，可以应用于催化剂、传感器、电子器件等领域。
目前，纳米粉体的制备技术和表征技术已经相当成熟，可以实现对粉体物料的精确控制。
2. 粉体物料的功能化：随着科技的进步，对粉体物料的功能化要求也越来越高。
陶瓷粉末成型技术的工艺与控制
陶瓷粉末成型技术的工艺与控制陶瓷粉末成型技术的工艺与控制2008-11-5 1:29:52人们总是希望陶瓷制品，尤其是特种陶瓷是均质的，能满足良好的机、电、热、化学或某种特殊性能要求，并能实现生产自动化、质量可控、性能一致性好的规模化生产。
为此，首先要实现陶瓷坯体在粉末成型过程中是均质的或接近均质的。
采用干粉压制、等静压成型是近世纪才发展起来的新型粉末成型工艺。
为了最大限度实现陶瓷坯体均质化，不仅需要有先进的粉末成型设备，而且还有陶瓷粉体制备的质量，即每个单一粉末颗粒是均质的，而且是可控的。
1.实现坯体均质化途径无论是干粉压制或等静压成型，由于粉末颗粒之间、粉体与模具壁之间，都存在内外摩擦而导致坯体密度分布不均匀，尤其是干粉压制，在压制方向上，压力随高度变化而呈指数衰减，形成一个密度梯度，确实很难达到坯体密度上下一致。
其次，粉体本身颗粒为满足压制成型所需的粉末成型特性，需要添加一定量的添加剂，它们在每个单一颗粒中是否均匀，也是影响坯体均质的重要因素。
1.1压制方式影响压坯密度的因素很复杂，除粉体本身特性外，主要有坯体形状和大小、压制件的侧正面积比、压制压力、模具粗糙度、润滑条件以及压制方式和粉末在模具中运动的摩擦系数等都起重要作用。
实践证实等静压成型优于干粉压制，湿等静压优于干袋式等静压。
现在国际流行的全自动干粉压机结构上采用强制双向拉下压制的曲柄连杆机构，图1给出典型压制过程中上下模头和凹模的运动轨迹，当上模头和凹模同时向下时实现反压，能最大限度地使坯体各部密度均匀。
图1典型压制过程中上下模头和凹模的运动轨迹很多制品并非简单的等厚坯件，厚薄不一致，甚至有多个台阶，图2给出异形制品成型时模具各部件在压机中的运动轨迹。
达到各部位厚度不一样按成型要求密度分层加料，以求成型后坯体各部位基本一致。
关于压制成型技术，应视工件形状选择加料方式、上下模头压制次数、压制线的位置以及是否采用保护脱模，即使是1mm厚的制品，也应采用双面压制，也存在压制线位置，即上下压力的调整，且有利于烧成时坯体平整。
附聚成型法主要工艺过程(3篇)
第1篇一、概述附聚成型法是一种将粉末材料通过添加粘结剂、助剂等，使其在一定条件下形成具有一定形状和尺寸的制品的工艺方法。
该方法具有生产成本低、操作简便、制品强度较高、可塑性好等优点，广泛应用于陶瓷、塑料、橡胶、金属等材料的成型加工中。
本文将详细介绍附聚成型法的主要工艺过程。
二、主要工艺过程1. 原材料准备（1）粉末材料：根据制品的性能要求，选择合适的粉末材料，如陶瓷材料、塑料粉末、橡胶粉末等。
（2）粘结剂：选择具有良好粘结性能、成型性能和耐热性的粘结剂，如水玻璃、聚乙烯醇、聚丙烯酸等。
（3）助剂：根据需要，添加适量的助剂，如增塑剂、分散剂、润滑剂等，以提高制品的性能。
2. 混合搅拌将粉末材料、粘结剂和助剂按一定比例混合，在搅拌机中进行充分搅拌，使各组分均匀分散。
搅拌过程中，需注意以下事项：（1）控制搅拌时间，避免过搅拌导致粉末结构破坏，影响制品性能。
（2）调整搅拌速度，使粉末材料、粘结剂和助剂充分混合。
（3）保持搅拌温度在适宜范围内，避免高温导致粘结剂分解或粉末结构破坏。
3. 成型根据制品的形状和尺寸要求，选择合适的成型方法，如压制成型、注塑成型、挤出成型等。
以下详细介绍几种成型方法：（1）压制成型：将混合均匀的物料放入模具中，施加一定的压力，使物料填充模具空腔，形成具有一定形状和尺寸的制品。
压制成型过程中，需注意以下事项：a. 控制压力，避免压力过大导致制品变形或损坏。
b. 控制成型时间，确保物料充分压实。
c. 选择合适的模具材料，提高模具使用寿命。
（2）注塑成型：将混合均匀的物料加热熔化，通过注塑机将熔融物料注入模具空腔，冷却固化后形成制品。
注塑成型过程中，需注意以下事项：a. 控制物料温度，确保物料具有良好的流动性。
b. 调整注塑速度，避免过快或过慢导致制品质量不稳定。
c. 选择合适的模具材料和注塑机设备。
（3）挤出成型：将混合均匀的物料加热熔化，通过挤出机将熔融物料挤出，冷却固化后形成制品。
粉体压缩成型的表示方法
粉体压缩成型的表示方法
嘿，朋友们！今天咱们来好好聊聊“粉体压缩成型的表示方法”。
比如说，就像搭积木一样，我们要怎么清楚地表示出这些粉体是怎么被压缩成型的呢！第一种表示方法就是通过压力数值呀。
你看，就好比你要把一堆沙子压成一个形状，你得知道用了多大的压力吧，这压力数值就直观地告诉你压缩的力度有多大啦！比如说，某次实验中，需要用 50 兆帕的压力
才把粉体压成型呢。
还有呀，密度也是非常重要的表示方法哦！这就像做蛋糕一样，蛋糕的松软程度不一样，密度也就不同啦。
同样的，粉体压缩成型后的密度能告诉你这个成型效果怎么样。
比如某种粉体压缩后密度达到了 2 克每立方厘米，哇塞，这可就是一个很关键的指标呢！
另外呢，尺寸和形状的描述也少不了呀！这就如同描述一个人的外貌特征一样，高矮胖瘦、方圆长短。
对粉体压缩成型后的尺寸和形状的准确描述，能让我们清楚地知道它最终变成了啥样。
像一个圆柱体形状的粉体压缩件，高度是 5 厘米，直径是 3 厘米，多具体呀！
总之，这些表示方法都超级重要，就像我们生活中各种不同的标记一样，让我们能清楚明白地了解粉体压缩成型的情况。
所以呀，可千万别小瞧它们哟！。
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干压法成型：粉状坯料具有少量水分或粘结剂， 干压法成型：粉状坯料具有少量水分或粘结剂，
在模型中用较高的压力成型。 在模型中用较高的压力成型。
成型方法的选择： 成型方法的选择： 1. 产品的形状、大小、厚度等。 产品的形状、大小、厚度等。 2. 坯料的性能。 坯料的性能。 3. 产品的产量和质量要求。 产品的产量和质量要求。 4. 设备要简单，劳动强度要小。 设备要简单，劳动强度要小。 5. 经济效果要好。 经济效果要好。
（2）滚压成型
Ⅰ. 成型过程与特点 Ⅱ. 对泥料的要求
Ⅰ. 成型过程与特点
滚压成型把刀压成型 的扁平型刀改为回转型的 滚压头。 滚压头。 成型时，盛放泥料的 成型时， 模型和滚压头分别绕自己 的轴线以一定速度同方向 旋转。 旋转。滚压头一面旋转一 面逐渐压入泥料， 面逐渐压入泥料，泥料受 “滚”和“压”的作用而 形成坯体。 形成坯体。
（3）塑性挤压成型（塑压成型） 塑性挤压成型（塑压成型）
Ⅰ. 成型过程 Ⅱ. 塑压成型模具 Ⅲ. 对泥料的要求
Ⅰ. 成型过程
塑性挤压成型简称塑压成型。 塑性挤压成型简称塑压成型。 它是将可塑泥料置于底模(阴模) 它是将可塑泥料置于底模(阴模)中；塑压时将上模(阳 塑压时将上模( 模)与底模对面施压在挤压力的作用下，泥料均匀展开充 与底模对面施压在挤压力的作用下， 填于底模与上模所构成的空隙中而成坯。两个模具间的 填于底模与上模所构成的空隙中而成坯。 空隙决定了坯体的形状、大小和厚度。 空隙决定了坯体的形状、大小和厚度。塑压成型在工业 陶瓷生产中早已采用，如用冷模(或热模)来生产悬式及针 陶瓷生产中早已采用，如用冷模(或热模) 式瓷绝缘子。 式瓷绝缘子。
（2）影响注浆成型的主要因素 泥浆性能、模型的吸水能力、 泥浆性能、模型的吸水能力、泥浆压力
泥浆性能是影响成坯速度、坯体保形性和离模性能 泥浆性能是影响成坯速度、 的主要因素。 的主要因素。 模型的吸水能力与模型的气孔率及模壁厚度有关。 模型的吸水能力与模型的气孔率及模壁厚度有关。 增大泥浆压力能显著提高吸浆成坯速度。 增大泥浆压力能显著提高吸浆成坯速度。
阴模成型适用于生产杯、碗等 阴模成型适用于生产杯、 深型坯体； 深型坯体； 阳模成型适于生产盘碟等扁平 制品。 制品。
刀压成型示意图 a-阴模成型 b-阳模成型
Ⅱ. 对泥料的要求
泥料屈服值的大小是通过 泥料不能太硬，也就是泥料的屈服值要低些， 泥料不能太硬，也就是泥料的屈服值要低些， 。 调整含水率来达到的。 调整含水率来达到的 保证顺利延展成坯。 保证顺利延展成坯。 致使刀压成型泥料一般含水率稍高，常在 致使刀压成型泥料一般含水率稍高，常在21~26％。 ％。 在保证成型操作及坯件质量的前提下，尽量降低 在保证成型操作及坯件质量的前提下， 泥料含水率。同时应使水分分布均匀，混练充分。 泥料含水率。同时应使水分分布均匀，混练充分。
（2）成型工艺对流变特性的要求 泥料的流变特性，决定泥料的成型能力及其操作适应性， 泥料的流变特性，决定泥料的成型能力及其操作适应性， 通过屈服值 延展量这两个重要参数进行描述 屈服值和 这两个重要参数进行描述。 通过屈服值和延展量这两个重要参数进行描述。 对同一坯料，屈服值和延展量随含水率不同而相互转化， 对同一坯料，屈服值和延展量随含水率不同而相互转化， 但其乘积值变化不大。因此， 但其乘积值变化不大。因此，可用屈服值与破裂前延展变形量 的乘积来评价泥料的成型能力。积值越高，泥料成型适应能力 的乘积来评价泥料的成型能力。积值越高， 越好。 越好。 在生产实际中，可通过变更或调整泥料配方的主粘土种 在生产实际中，可通过变更或调整泥料配方的主粘土种 类和配比，来调节泥料的流变特性参数，使其屈服值与延展 类和配比，来调节泥料的流变特性参数， 变形量满足各种成型工艺方法的要求。 变形量满足各种成型工艺方法的要求。
成型工序应满足的要求： 成型工序应满足的要求：
坯件应符合产品所要求的生坯形状和尺寸。 坯件应符合产品所要求的生坯形状和尺寸。 坯体应具有相当的机械强度，以便于后续工序的操作。 坯体应具有相当的机械强度，以便于后续工序的操作。 坯体结构均匀，且有一定的致密度。 坯体结构均匀，且有一定的致密度。 成型过程适合于多、 成型过程适合于多、快、好、省地组织生产。 省地组织生产。
Ⅲ. 模型质量要保证要求
石膏模型应外形圆正，厚薄均匀，干湿一致。 石膏模型应外形圆正，厚薄均匀，干湿一致。 工作表面应光润、无空洞。使用时， 工作表面应光润、无空洞。使用时，含水率应不低 于4％，但也不高于14%。并根据模型质量和使用情况 ％，但也不高于 但也不高于14%。 进行定期成批更换. 进行定期成批更换.
Ⅱ. 塑压成型模具
塑压模包括上模和底模，每块模型由1个石膏模体和1个 塑压模包括上模和底模，每块模型由1个石膏模体和1 金属模框构成。 金属模框构成。
塑压成型工具模 l-工作模或上模的阳模 2-工作模或底模的阴模 3-框架 4-石膏浆胶结体 5-制品成型 101112区 6-檐沟区 7-模面 8-沟槽 9-沟槽凸边 10-制品排气盘束 11-塑压制品 12-余泥
滚压成型原理示意图 1-成型初滚压头位置，2-泥饼，3-滚压头 成型初的滚压头位置， 泥饼， 终止位置， 终止位置，4-成型的坯体 α-倾斜角，γ-1/2滚头中心角 倾斜角， 1/2滚头中心角
Ⅱ. 对泥料的要求
依成型方式 不同而异 阳模滚压较之阴模滚压，要求泥料可塑性高一些，含水率 阳模滚压较之阴模滚压，要求泥料可塑性高一些， 低一些； 低一些； 冷滚较之热滚，泥料可塑性应高一些，含水率可低一些； 冷滚较之热滚，泥料可塑性应高一些，含水率可低一些；
（3）泥浆的工艺性能要求
I. 泥浆流动性 II. 泥浆触变性 III. 泥浆稳定性 IV. 泥浆渗透性
I. 泥浆流动性 爱因斯坦提出经验公式： 爱因斯坦提出经验公式： 泥浆流动性用相对黏度和相对流动性表示。 泥浆流动性用相对黏度和相对流动性表示。 η=η0(1+Kv) 相对黏度：泥浆在同一温度下，搅拌后静置30 s， 相对黏度：泥浆在同一温度下，搅拌后静置30 s，从恩氏黏度计 η－悬浮液黏度 流出100 mL体积所需时间 － ）与流出同体积水所 体积所需时间（ 流出100 mL体积所需时间（t2液体介质黏度 η0 需时间（ 之比， K t2/t1。 需时间（t1）之比，即－悬浮液中固相体积百分数 相对流动性为相对黏度的倒数。 相对流动性为相对黏度的倒数。 V－形状系数 影响泥浆流动性的因素有： 影响泥浆流动性的因素有： a. 固相含量、颗粒尺寸和形状 固相含量、 b. 泥浆温度 c . 干燥湿度 d. 泥浆的pH值 泥浆的pH值 e. 电解质
III. 泥浆稳定性
泥浆在较长时间存放时不发生沉淀、分层和触变性变坏。 泥浆在较长时间存放时不发生沉淀、分层和触变性变坏。
IV. 泥浆渗透性
泥浆应有一定的渗透性。如果渗透性太差，势必延长成坯时间， 泥浆应有一定的渗透性。如果渗透性太差，势必延长成坯时间， 容易粘模，脱模困难。 容易粘模，脱模困难。
成型
定义：将制备好的物料（坯料）制成具有一定大小形状的 定义：将制备好的物料（坯料） 颗粒或坯体的过程称为成型。 颗粒或坯体的过程称为成型。 目的：为了满足制品形状或下一工序要求，制备好的混合 目的：为了满足制品形状或下一工序要求， 料需要成型。 料需要成型。
对水泥生产而言，立窑、立波尔窑的入窑生料，混凝土 对水泥生产而言，立窑、立波尔窑的入窑生料， 的使用需要成型； 的使用需要成型； 陶瓷生产中坯料需成要型； 陶瓷生产中坯料需成要型； 在玻璃生产中，玻璃制品需要成型。 在玻璃生产中，玻璃制品需要成型。
II. 泥浆触变性
泥浆的触变性指泥浆在外力作用下，流动性暂时增加， 泥浆的触变性指泥浆在外力作用下，流动性暂时增加，外力去 除后具有缓慢可逆的性质（或是指泥浆在静置后变稠， 除后具有缓慢可逆的性质（或是指泥浆在静置后变稠，而一经搅拌 又立即恢复流动的性质）。 又立即恢复流动的性质）。 触变性太大，输送的困难，注成的坯件易变形和软塌。 触变性太大，输送的困难，注成的坯件易变形和软塌。 触变性太小，泥浆悬浮性较差，模内难以形成一定厚度的坯体， 触变性太小，泥浆悬浮性较差，模内难以形成一定厚度的坯体， 成坯后脱模也困难。 成坯后脱模也困难。
成型方法的种类与选择
可塑法成型：使用的坯料是呈可塑状态的泥团， 可塑法成型：使用的坯料是呈可塑状态的泥团，
其含水量约为泥团重量的18~26％。 其含水量约为泥团重量的18~26％。
成型方法
注浆法成型：泥浆含水量高达30％以上， 注浆法成型：泥浆含水量高达 ％以上，通过
浇注在多孔模型中进行成型。 浇注在多孔模型中进行成型。
破裂 点 屈服点
塑性泥料的应力－应变曲线 塑性泥料的应力－
屈服值：又称塑性值， 屈服值：又称塑性值，常指塑性流体开始产生流动所需达到与超过 的临界应力值。在这个应力以下，材料呈弹性行为， 的临界应力值。在这个应力以下，材料呈弹性行为，在这个应力以 材料呈塑性行为。若含水率高则屈服值低。 上，材料呈塑性行为。若含水率高则屈服值低。
2. 可塑成型的方法
（1）刀压成型（旋压成型） 刀压成型（旋压成型） （2）滚压成型 （3）塑性挤压成型（塑压成型） 塑性挤压成型（塑压成型）
（1）刀压成型（旋压成型） 刀压成型（旋压成型）
Ⅰ. 成型过程 Ⅱ. 对泥料的要求 Ⅲ.模型质量要求
I. 成型过程
刀压成型也称旋压成型。它 刀压成型也称旋压成型。 是利用型刀和石膏模型进行成型 的一种方法。 的一种方法。 刀压成型， 刀压成型，根据模型工作面 的形状不同，有阴模和阳模之分。 的形状不同，有阴模和阳模之分。
Ⅲ. 对泥料的要求
泥料屈服值应低些，即含水率要稍高些。 泥料屈服值应低些，即含水率要稍高些。 一般含水率控制在23—25％为宜。 一般含水率控制在23—25％为宜。
二、注浆成型法
定义： 定义：注浆成型是指泥浆注入具有吸水性能的模具中而得到坯体 的一种成型方法。 的一种成型方法。 特点：该方法对器型的适应性较强； 特点：该方法对器型的适应性较强； 坯体致密，机械强度也高； 坯体致密，机械强度也高； 干燥收缩比较大； 干燥收缩比较大； 消耗较多的石膏模，且要占用较大的生产场地。 消耗较多的石膏模，且要占用较大的生产场地。 1. 注浆成型的原理 2. 注浆成型的方法