陶瓷原位胶态凝固成型工艺课件
陶瓷原位胶态凝固成型工艺课件(PPT 56张)
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悬浮体的粘度,成型固化的时间及排 胶时间可以通过加入的交联剂、引发剂、 催化剂和分散剂来调控,所以此方法有利 于成型工艺的连续化和机械化。
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凝胶注膜成型可分为水溶液凝胶注模 成型和非水溶液凝胶注膜成型,前者适合 于大多数成型体系,后者则主要适用于那 些与水发生化学反应的成型体系。 水溶液凝胶注膜成型工艺中使用较多 的有两种体系,即丙烯酸脂体系和丙烯酰 胺体系,丙烯酸醋体系并不是纯水溶液体
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型,最后经长时间的低温干燥后可得到强 度很高而且可进行加工的坯体。 一般加入的有机单体的质量可占溶剂 的10%~20%左右,溶剂可通过干燥排除, 而在干燥过程中的网络聚合物不会随之迁 移。形成的聚合物含量较低,可以容易地 排除。
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就是其分散效果在变化。 聚脂类分散剂随着温度降低至-20℃, 其分散功能失效,悬浮体颗粒团聚,粘度 升高,从而原位凝固。有趣的是这类分散 剂在有机溶剂中溶解度具有可逆性,随温 度的回升,分散剂的溶解度重新增大,重 新恢复分散功能,这说明溶剂的干燥或排 除不能使用升温的办法。
陶艺制作成型手法PPT课件
03 各种成型手法特点与技巧
手捏成型特点与技巧
01
总结词
自由度高,艺术性强
02
特点
手捏成型是最基本的陶艺成型方法之一,通过手捏的方式将陶泥塑造成
各种形状。这种方法自由度高,能够充分发挥作者的创意和想象力。
03
技巧
手捏成型需要掌握一定的技巧,如用力要均匀,保持手部湿润等,以确
保陶泥能够按照作者的意图塑形。同时,还需要注意细节处理,如对边
04 成型手法应用与实践
手捏成型应用与实践
总结词
手捏成型是一种简单、原始的陶艺成型 手法,通过手捏、塑造和塑形来制作陶 艺品。
VS
详细描述
手捏成型应用广泛,适用于各种形状和大 小的陶艺品制作。通过手捏、塑造和塑形 ,可以创作出具有独特纹理和质感的陶艺 品。在实践中,手捏成型需要掌握一定的 技巧和经验,以获得理想的形状和效果。
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注浆成型应用与实践
要点一
总结词
注浆成型是一种快速、简便的陶艺成型手法,通过将泥浆 注入模具中,待泥浆凝固后脱模得作大量相同或相似的陶艺品,如餐具、 装饰品等。在实践中,需要掌握泥浆的配比和粘度,以及 模具的设计和制作,以获得理想的形状和效果。同时,需 要注意注浆的速度和量,以及脱模的时间和技巧,以保证 作品的完整性和美观度。
轮制成型应用与实践
总结词
轮制成型是一种高效、精确的陶艺成型手法,通过在转轮上快速旋转泥块,用手或工具 拉伸出各种形状的陶艺品。
详细描述
轮制成型适用于制作圆形或对称形状的陶艺品,如盘子、碗、杯子等。在实践中,需要 掌握泥块的湿度和粘度,以及转轮的速度和稳定性,以获得理想的形状和效果。同时,
陶瓷工艺学课件-2(成型)
2 成型工艺
根据陶瓷制品的形状和 结构选择最适合的成型 工艺,确保制品质量和 效率。
3 干燥与烧成
成型后的陶瓷制品需要 进行适当的干燥和烧成 工艺,以达到所需的物 理和化学性能。
结论和总结
陶瓷成型是陶瓷工艺学中重要的环节,不同的成型技术和注意事项可以帮助 我们创造出各种形状和结构的陶瓷制品。
手工成型技术
传统的陶瓷制作方式,利 用手工艺人的技巧和经验 直接进行成型。
模具成型技术
使用模具将软泥陶瓷制品 成型,可以大规模生产形 状一致的陶瓷制品。
注塑成型技术
通过将陶瓷泥浆注入模具 中进行成型,适用于复杂 形状的陶瓷制品。
陶瓷成型中的注意事项
1 材料选择
根据陶瓷制品的要求选 择合适的原料,包括陶 瓷粉体的组成和比例。
陶瓷工艺学课件-2(成型)
陶瓷成型是制造陶瓷制品的重要工艺环节,通过成型可以赋予陶瓷以所需的 形状、结构和特性。
陶瓷成型的目的与意义
陶瓷现设计 的要求和实用功能。成型过程中,还可以为陶瓷制品的纹饰、表面质感等特 点提供可能。
常见的陶瓷成型工艺
材料成型陶瓷成型PPT课件
镁合金 41300 30~40 碳化钛 390000 ~3000
铝合金 72300 ~170 金刚石 117100 0
6000~ 10000
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8.1 陶瓷材料的性能
陶瓷的塑性变形能力很低,在室温下几乎没有塑 性.呈现很脆,韧性极低的特征。
由于陶瓷内有大量气孔、杂质和各种缺陷存在, 抗拉强度很低,抗弯强度较高,抗压强度非常高 因受压时裂纹不易扩展。
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8.3 陶瓷成形技术
③压制成形:将含有水分的粒状粉料填充到模具中,使其在 压力下成一定形状和强度的坯体。
分 干压(含水量<7%) 半干压(含水量7%~15%) 特殊压制成形(如静压法粉料中含水量<3%)
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8.3 陶瓷成形技术
2.陶瓷制品的生产过程
坯料准备—坯体成形—坯体后处理
①坯体成形前的坯料准备:浆料、可塑泥团、压制粉料
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8.3 陶瓷成形技术
1.陶瓷成形方法
坯料成形—坯体—施釉、烧制—陶瓷 ①注浆法成形:将液态泥浆注入多孔模型 (石膏模,多孔树脂
模)内,泥浆经脱水、硬化,脱模成坯体。 据成形压力和方式不同分:基本注浆法、强化注浆法、热
压铸成形法和流延法。 ②可塑成形:可塑性坯料在外力作用下发生塑性变形成坯
分旋压成形、滚压成形、塑压成形、注塑成形和轧模成形 等。
②坯体成形方法:
产品形状、大小和厚薄
坯料的成形性能
选择
产品的产量和质量要求
③坯体的后处理:
干燥——施釉(有浸釉、淋釉、喷釉等)——烧制成形。
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个人观点供参考,欢迎讨论!
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8.2 常用工业陶瓷
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。
陶瓷成型技术 ppt课件
▪ 此外,流延成型技术还可以 用于造纸、塑料和涂料等行 业。
▪ 该工艺是由Glenn N. Howatt 于1947 年首次提出并于1952 年获得专利。
流延成形原理
陶瓷粉未 (烧结助剂)
溶剂 粘结剂
一次球磨 二次球磨
▪ 粉料成型 粉料含水量或其它溶剂≤8%
选择成型方法最基本的依据
➢ 产品的形状、大小和厚薄等。一般情况下,简单的回转 体宜用可塑法中的滚压法或旋压法;大件且薄壁产品可 用注浆法;板状和扁平状产品,宜用压制法。
➢ 坯料的工艺性能。可塑性能良好的坯料宜用可塑法;可 塑性能较差的坯料可选择注浆法或压制法。
工艺流程
▪ 单体AM:丙烯酰胺 ▪ 交联剂MBAM :亚甲基双丙烯酸胺 ▪ 分散剂:小、大分子电解质非电解质 ▪ 引发剂:过硫酸铵 ▪ 催化剂:四甲基乙二胺TEMED
链引发反应
▪ 初级自由基M·
单体自由基M·
链增长反应
单体
链终止反应
浆料成型的共同难点
▪ 高固相、低粘度浆料的分散与稳定悬浮。
凝胶铸模成型工艺特点
▪ 成形坯体强度高,可机械加工成形状复杂 的部件20MPa~40 MPa ;
▪ 有机物含量少,排胶较易; ▪ 净尺寸成型,表面光洁,可避免或减少烧
成后的加工; ▪ 陶瓷浆料具有很高的固相体积分数,一般
大于50vol%; ▪ 由于陶瓷颗粒原位凝固,成形坯体内部均
匀,缺陷少,保证烧结后材料Байду номын сангаас高可靠性。
➢ 产品的产量和质量要求。产量大宜用可塑法或压制法, 产量小可用注浆法;产品尺寸要求高时用压制法,产尺 寸规格要求不高时用注浆法或手工可塑成型。
陶瓷加工成型工艺总结培训课件
(4)气孔率与吸水率
气孔率是指陶瓷制品所含气孔的体积与制品体积的百分比。 气孔率的高低和密度的大小是鉴别和区分各种陶瓷的重要
标志。 吸水率则反应陶瓷制品烧结后的致密程度,随着陶瓷制品
的用途不同而异。
四、陶瓷制品
1.工业用瓷 工业陶瓷按用途可分: 建筑卫生瓷:用于装钳板、卫生间装置及器具等,通常尺寸
优点:
①耐高温陶瓷,如氮化硅陶瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机, 其工作温度可达1300℃-1500℃。陶瓷发动机的热效率高,可 节省30%的热能,而且工作功率比钢质发动机提高45%以上。 ②陶瓷发动机无需水冷系统,其密度也只有钢的一半左右,这 对减小发动机自身重量也有重要意义。
五、陶瓷的制造
概述
陶瓷的生产过程
陶瓷加工成型工艺
主要内容
一、成份和特点 二、分类 三、性质 四、陶瓷制品 五、陶瓷的制造 六、陶瓷的表面装饰技术
陶瓷定义
“陶瓷”这一名词源自古代希腊的“烧物”,它意味着陶器是经 焙烧而赋予其强度的材料,即陶瓷被定义为“经高温热处理工艺 所合成的非金属无机材料”。
目前,陶瓷为所有无机非金属材料的简称。陶瓷材料也常称为硅 酸盐材料。
(2)碳化物陶瓷 包括:碳化硅、碳化硼、碳化铈、碳化钼、碳化铌、碳化钛、 碳化钨、碳化钽、炭化钒、碳化锆等。
特点:熔点很高、硬度很大(近于金刚石)、耐磨性很好;导 热率很高,但耐高温氧化能力差(约900℃—1000℃);性脆。
主要应用于:制造加热元件(电炉内壁)、砂轮及磨料等。
(3)硼化物陶瓷
常见的有:硼化铬、硼化钼、硼化钛、硼化钨和硼化锆。 特点:
1200℃。 广泛用作:
陶瓷工艺学课件-2(成型)
干燥剂主要用于加速黏土的干燥过程。常用的干燥剂包括氯化钙、硫酸钙等无机盐。控制 干燥剂的种类和用量,可以调节干燥速度和防止干燥裂纹的产生。
表面活性剂
表面活性剂主要用于降低水的表面张力,提高湿润性,以便于黏土的成型和脱模。常见的 表面活性剂包括肥皂、洗洁精等。控制表面活性剂的种类和用量,可以调节水的湿润性和 黏土的脱模性能。
挤出成型工艺
将制备好的泥料放入挤出机中,通 过旋转和挤压使泥料形成连续的坯 体,再进行干燥和烧成。
日用陶瓷的成型工艺
手塑成型工艺
手工将泥料捏成所需形状的坯体,再进行修整和 烧成。
滚压成型工艺
将泥料放入滚压机中,通过旋转和挤压使泥料形 成所需形状的坯体,再进行修整和烧成。
旋压成型工艺
将泥料放在旋转的模具中,通过旋转和挤压使泥 料形成所需形状的坯体,再进行修整和烧成。
注浆成型
总结词
将制备好的浆料注入石膏模具中,待浆 料凝固后脱模得到陶瓷胚体的方法。
VS
详细描述
注浆成型是陶瓷工艺中另一种重要的成型 方法,将制备好的浆料注入石膏模具中, 待浆料凝固后脱模得到陶瓷胚体。注浆成 型适用于生产大型、形状复杂的陶瓷制品 ,如卫生洁具、建筑用砖等。注浆成型具 有操作简便、成本低等优点,但也存在生 产周期长、不易实现自动化等缺点。
一种特殊的黏土原料,具 有独特的可塑性和烧结性 能,是制作紫砂陶器的主 要原料。
非黏土类原料
石英
一种常见的陶瓷非黏土原 料,具有较高的硬度和耐 磨性,常用于陶瓷的骨架 材料。
长石
一种非黏土矿物原料,具 有熔点低、熔融范围宽等 特点,是陶瓷釉料的主要 原料之一。
滑石
一种非黏土矿物原料,具 有优良的润滑性和耐热性 ,常用于陶瓷的改性添加 剂。
陶瓷成型方法PPT课件
3、滚压成型常见缺陷 1)粘滚头:泥料可塑性太强或水分过多;滚头转速太快; 滚头过于光滑及下降速度慢;滚头倾角过大。 2)开裂:坯料可塑性差;水分太少,水分不均匀;滚头 温度太高,坯体表面水分蒸发过快,引起坯体内应力增大。 3)鱼尾:坯体表面呈现鱼尾状微凸起。原因是滚头摆动; 滚头抬离坯体太快。 4)底部上凸:滚头设计不当或滚头顶部磨损; 滚头安装 角度不当;泥料水分过低。 5)花底:坯体中心呈菊花状开裂。原因是模具过干过热; 泥料水分少;转速太快;滚头中心温度高;滚头下压过猛; 新模具表面有油污。
§ 3 压制成型
一、定义
将含有一定水分(或其它粘结剂)的粒状粉料填充于模 具之中,对其施加压力,使之成为具有一定形状和强度 的陶瓷坯体的成型方法叫做压制成型。又称模压成型 (stamping process)、干压成型(dry pressing)。 粉料含水量8%~15%时为半干压成型; 粉料含水量为3%~7%时为干压成型; 特殊的压制工艺(如等静压法),坯料水分可在3%以 下。
§ 2 可塑成型
利用外力对坯料进行成型。基本原理是基于坯料的可塑性。 一、滚压成型
1.工艺原理和特点:成型时盛放着泥料的石膏模型和滚压头分 别绕自己的轴线以一定的速 度同方向旋转。滚压头在旋 转的同时逐渐靠近石膏模型, 对泥料进行滚压成型。 优点:坯体致密、组织结构 均匀、表面质量高。 阳模滚压(外滚压):滚压 头决定坯体形状和大小,模 型决定内表面的花纹。 阴模滚压(内滚压):滚压 头形成坯体的内表面。
收缩不一致。
3)压力注浆
通过提高泥浆压力来增大注浆过程推动力,加速水分的
扩散,不仅可缩短注浆时间,还可减少坯体的干燥收缩
和脱模后坯体的水分。注浆压力越高,成型速度越大,
陶瓷材料成型与加工 ppt课件
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第五节 新型陶瓷原料
(一)氧化物原料 1.氧化铝(Al2O3) a.氧化铝的晶型转变
氧化铝的晶型转变示意图
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ppt课件
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b.Al2O3原料的制备 制取氧化铝的方法是澳大利亚的化学家拜耳(Karl Joseph Bayer)于
1889~1892年发明的。
制取工业Al2O3的原料为铝土矿,主要步骤为:烧结、溶出、脱硅、 分解和煅烧 。
石英具有很强耐酸侵蚀能力(氢氟酸除外),但与碱性物质接触时 能起反应而生成可溶性的硅酸盐。高温下,石英易与碱金属氧化物作用 生成硅酸盐与玻璃态物质。
石英材料的熔融温度范围取决于二氧化硅的形态和杂质的含量。
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(三)石英的晶型转化
石英的晶型转化类型有两种: (1)高温型的缓慢转化 (2)低温型的快速转化
但是,BeO有剧毒,操作时必须注意防护,经烧结的BeO陶瓷是无毒 。
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4.氧化锆(ZrO2) a. ZrO2的性质与晶型转变
1170℃,收缩
单斜相
四方相
2370℃
2715℃
立方相
液相
1000℃,膨胀
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b. ZrO2粉末的制备 ①氯化、热分解法 反应式如下:
第7章 陶瓷制备与加工工艺
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7.1 陶瓷原料
粘土(clay)是一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合 体,其矿物粒径一般小于2 µm,主要由粘土矿物以及其它一些杂质矿物组成。
(二)粘土的组成
粘土的性能取决于粘土的组成,包括粘土的矿物组成、化学组 成和颗粒组成。
陶瓷成型原理与成型技术ppt
第十三章成型原理与成型技术
13.9.3印刷成型法
将超细粉料、粘合剂、润滑剂、溶剂等 充分混合,调制成流动性很好的稀浆料, 然后采用丝网漏印法,即可印出一层极薄 的坯料。每印刷一次瓷浆,约可得6μm厚 的坯层,通常必须重复印2~3次,方能达 到必要的厚度和良好的匀度。
第十三章成型原理与成型技术
13.9.4喷涂成型法
第十三章成型原理与成型技术
第十三章成型原理与成型技术
13.5挤压成型 将经真空练制的泥料,置于挤制机内,通过 挤制机的机嘴,挤压出各种形状的坯体。
13.5.1挤压成型泥料的性能要求
(1)粉料有足够的细度和圆润的外形。 (2)溶剂、增塑剂等用量要适当。
第十三章成型原理与成型技术
13.5.2挤压成型的特点
7.这篇文言文深刻揭露“宫市”对劳 动人民 的残酷 剥削, 同时反 映了古 代时宦 者(太 监)对 贫苦农 民百姓 的收费 的贪婪 !选文 中的卖 柴翁却 表现出 强烈的 反抗精 神,在 被逼走 投无路 的情况 下,奋 起反抗 ,怒殴 宦者, 是因为 长期被 压迫, 内心积 压的愤 恨都发 泄了出 来。
2.蜡浆的性能 (1)稳定性好 (2)可铸性好 (3)收缩率低
3.热压铸成型的特点 适用于外形复杂、精密度高的中小型制品。其
成型设备不复杂,模具磨损小,操作方便,生产 效率高。热压铸成型的缺点是,工序较繁,耗能 大,工期长,对于壁薄、大而长的制品不宜采用。
第十三章成型原理与成型技术
13.3干压成型
3.干压成型对粒料的工艺要求
粒度和粒度分布 压制大的坯件,粒料可适当粗些,较
小的坯件,粒料需稍细。粒度不当,成型 的坯件密度低,强度差。粒料过细,坯件 易出现起层(层裂)现象。 粒料的流动性
陶瓷工艺学成型PPT课件
提高注浆成型的速率的方法
2.提高吸浆过程的推动力
提高石膏模的毛细管吸力。其大小与石膏 模的渗透率有关。
影响因素:
• 石膏模制造工艺,如水膏比(78:100时可 制得具有最大毛细管力)可影响石膏模的毛细管 力的大小。
• 增大泥浆与模型之间压力差:在生产中常采 用压力注浆、真空注浆和离心注浆等方法。
• 塑压成型机; • 粘土质坯料水分为20%左右,具
有一定可塑性; • 适于成型各种异形的盘、碟类制
品,自动化程度高,对模具要求 高。
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可塑成型方法——塑压成型过程
操作:靠压缩空气通入透气的石膏模中,将坯体从 模中托起,达到脱模的目的。其操作步骤如下图:
① 将泥段切成泥饼,置于底模上,见图a; ② 上下抽真空,施压成型,见图b; ③ 压缩空气从底模通入,使成型好的坯体脱离底模;
一般为21%~26%; • 设备简单,操作要求高,坯体质量不如
滚压。
旋压成型示意图
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可塑成型方法——车坯成型
适用于外形复杂的圆柱状产品,如圆柱形的套管、棒形支柱和棒形悬式绝缘子的成型。根据坯泥加工 时装置的方式不同,车坯成型分为立车和横车。根据所用泥料的含水率不同,又分为干车和湿车。
⑤ 承接坯体的托板必第须16页平/共直82页光滑,以免引起坯体弯
可塑成型方法——挤压成型
• 金属机嘴; • 粘土质坯料,瘠性坯料。要求塑性良
好,经真空处理; • 产量大操作简单,坯体形状简单,可
连续生产。
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挤压成型设备
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挤压成型产品
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可塑成型方法——塑压成型
第二节 成型方法的分类与选择
第十章陶瓷材料合成与制备(二)课件.
3. 陶瓷材料的制备
(二)氧化分解阶段(温度在300~950℃之间) 1. 碳素和有机物的氧化 2. 硫化铁的氧化 3. 碳酸盐、硫酸盐的分解 4. 结晶水的排出 5. 晶型转变
干燥 排除坯体中水分的工艺过程称为“干燥”。 干燥的目的:
除去坯体中所含的一部分水分,使坯体具有一定 的强度; 提高坯体吸附釉层能力; 缩短烧成周期,提高窑炉的周转率,降低燃料消 耗。
3. 陶瓷材料的制备
干燥方法
3. 陶瓷材料的制备
烧成与烧结
烧成(firing):将生坯或生料在高温下煅烧而成制品 或熟料的过程。
3. 陶瓷材料的制备
按显微组织结构变化分三个阶段: 初期:坯体(一般含20%—60%的气孔)间颗粒重排,
接触处键联。大气孔消失或形状改变,但固气 总表面积变化不大。 中期:传质过程开始,晶界开始形成并逐渐扩大,连 通气孔缩小,形成晶界网络,晶界移动,晶粒 长大,直至出现孤立的闭气孔。(坯体密度可 达理论密度的90%以上) 后期:孤立的闭气孔扩散至晶界排除或被物质填充; 晶粒正常均匀长大,气孔随晶界移动而排除, 形成致密化结构。若再进一步烧结,气孔有可 能被晶粒包裹,导致气孔不可能被排除,或晶 粒异常长大。
3. 陶瓷材料的制备
(四)冷却阶段 冷却阶段是制品从烧成温度降至常温的全部过程。此 阶段坯釉发生以下变化:
l. 随着温度的降低,液相析晶,玻璃相物质凝固。
2. 游离石英晶型转变。
在573℃α-石英转变为β-石英,体积收缩0.82%。270℃时,α方石英转变为β-方石英,体积收缩2.8%。
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的有两种体系,即丙烯酸脂体系和丙烯酰 胺体系,丙烯酸醋体系并不是纯水溶液体
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系,需要共溶剂,有相分离现象,并且分 散效果不佳,因此使用较多的是丙烯酰胺 体系。
丙烯酰胺(C2H3CONH2,简称AM)是 单体,N一N'一亚甲双丙烯酰胺(C7H10N2O2, 简称MBAM)是交联剂,两者的基本比例是 AM :MBAM=35 :9~90 : 1,用过硫酸钾 K2S2O8或过硫酸铵(NH4)2S2O8引发,
这种工艺的特点是可以连续化全封闭生 产,可减少外部杂质的引入。
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这种方法由瑞士人提出。简称DCC工
艺,是一种制造高可靠性陶瓷的胶态净尺
寸原位凝固成型工艺。该工艺的思路为调
节水基悬浮液的pH值或加入少量分散剂及
絮凝剂,以保持颗粒间足以分散的静电排
斥作用,制备成低粘度的陶瓷高浓悬浮体,
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随着陶瓷工业的发展及其在现代工业
领域中应用的不断扩大,对陶瓷成型方法 的要求也越来越高,为满足航天、汽车、 电子、国防等行业的市场需求,人们要求 采用高性能陶瓷的成型方法所成型的坯体 应当具有高度均匀性、高密度、高可靠性 以及高强度。因此,陶瓷原位凝固成型技 术便应运而生了。
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部件,不合格的成型坯体可重复加工,从 而节省材料不会造成材料的浪费。
上面介绍了几种新的原位凝固胶态成
型工艺,就陶瓷胶态成型工艺而言,在某 种意义上讲,成型便是固化,不同的凝固 方法便会产生不同的成型工艺,从而产生 不同的坯体性能。无论哪一种胶态成型工 艺,悬浮体的固化都是依靠增加悬浮体的
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型,最后经长时间的低温干燥后可得到强 度很高而且可进行加工的坯体。
一般加入的有机单体的质量可占溶剂 的10%~20%左右,溶剂可通过干燥排除, 而在干燥过程中的网络聚合物不会随之迁 移。形成的聚合物含量较低,可以容易地 排除。
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就是其分散效果在变化。
聚脂类分散剂随着温度降低至-20℃, 其分散功能失效,悬浮体颗粒团聚,粘度 升高,从而原位凝固。有趣的是这类分散 剂在有机溶剂中溶解度具有可逆性,随温 度的回升,分散剂的溶解度重新增大,重 新恢复分散功能,这说明溶剂的干燥或排 除不能使用升温的办法。
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它没有加入粘结剂,坯体的强度直接取决 于坯体的密度,也即取决于悬浮体的固相 体积分数。
如果悬浮体的固相体积分数小于50%, 即使通过调节pH值至等电点或增加离子强 度使悬浮体聚沉,也难以形成有一定强度 足以脱模的坯体,仍然是一种流体;而当悬 浮体的固相体积分数大于50%时,则通过
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杂形状部件的能力。此外,模具材料的选 择范围广(塑料、金属、橡胶、玻璃等),加 工成本低。然而,其湿坯强度低,脱模困 难,不利于工艺操作和规模化生产。因此, 如何提高坯强度是DCC工艺目前面临的主 要问题之一。
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快速凝固成型技术也称快速固化注射成 型,它与传统的注射成型显著的区别是在 于它不使用大量的高分子粘结剂,因此可 以避免有机物脱脂过程中的坯体缺陷。在 成型过程中使用的悬浮介质是一种名为 “孔隙流体”的液体,这种液体从液态变 为固态时体积没有变化,是一种原位固化 的过程。
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N,N1,N'1,N'----四甲基乙二胺(C5H26N2)为催 化剂,分散剂可根据不同的体系来选择。
在结构陶瓷的制备过程中,凝胶注模成 型已用于Al2O3和Si3N4陶瓷的成型,选用 25%的聚甲基丙烯酸铵或25%的聚丙烯酸 铵,采用微波加热技术应用于软化铝浓悬 浮体的原位固化中,使固化时间大大缩短, 抑制了氧气对聚合反应的阻聚作用,成型 胚体的表面光滑,没有起皮现象,
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首先将陶瓷粉末分散于孔隙流体中,
采用有机物为分散剂,制备体积分数为 55%一65%的陶瓷悬浮体,然后注入非孔 封闭的模腔中、降低温度至流体的冷冻点 以下,陶瓷浓悬浮体在瞬间之内可固化, 再降低压力,使孔隙流体升华,从而获得 较好的坯体。这种成型工艺的优点是近净 尺寸成型。生产合乎要求的不同形状陶瓷
悬浮体的粘度,成型固化的时间及排 胶时间可以通过加入的交联剂、引发剂、 催化剂和分散剂来调控,所以此方法有利 于成型工艺的连续化和机械化。
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凝胶注膜成型可分为水溶液凝胶注模 成型和非水溶液凝胶注膜成型,前者适合
于大多数成型体系,后者则主要适用于那 些与水发生化学反应的成型体系。
• 在从液态变为固态的过程中,坯体没有收 缩,介质的量没有改变,所采用的模具为 非孔模具,这样的成型方法,叫做原位凝 固胶态成型工艺。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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成熟的原位凝固胶态成型工艺包括:
凝胶注模成型工艺 温度诱导絮凝成型 胶态振动注模成型 直接凝固注模成型 快速凝固成型技术
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化反应很重要。酶催化反应活性强烈地受 到悬浮体pH值的影响,在强酸和强碱的条 件下,酶一般都要失活,而且失活是不可 逆的,因此脂类和内脂类的水解可适用于 pH值更广泛的区域。
DCC这种原位凝固胶态成型工艺可有 效地提高坯体的均匀性,并且可制备高密 度的坯体,同时具有近净尺寸成型陶瓷复
然后,将浆料从室温冷却至0-5℃之间,加
人生物酶和底物,此时生物酶在低温时保
持惰性, 不与底物发生作用,当将悬浮体
升高至20--50℃之问,酶的活性
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被激发,与底物发生反应,使悬浮体内部 pH值调节至等电点或者增加悬浮体的离子 强度,使颗粒间的排斥位垒下降,范德华 吸引能增加,颗粒发生团聚,悬浮体的粘 度剧增,形成原位凝固。凝固后的坯体十 分均匀且没有收缩,形成足以脱模的湿坯, 经干燥后可烧结成各种陶瓷材料及制品。 这种工艺避免了注射成型中耗时和耗能的 脱脂环节,
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从环境的角度看凝胶注模成型使用的单 体具有一定的毒性,对环境会造成一定的 污染。
凝胶注模成型的显著优点是成型坯体 的强度很高,可进行机加工。陶瓷浓悬浮 体内的有机单体在交联剂、催化剂及引发 剂的共同作用下,形成相互交联三维网络 结构高聚物,使浓悬浮体形成凝胶而固化。
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在-20℃, 压力降至100~1000Pa的条 件下,用冷冻干燥的办法,使溶剂升华, 从而去除溶剂,然后在550℃将分散剂通过 氧化降解的途径而排除。在该工艺中选用