第三篇_陶瓷材料及其制备工艺
陶瓷的生产工艺流程
坯体的烧成是一个由量变到质变的过程。物理变化与化学变化交错 进行,变化复杂,一般可以将陶瓷餐具的烧成过程分为四个阶段,即: 1、蒸发期;2、氧化分解和晶型转化期;3、玻化成瓷期;4、冷却期。
六、分选
经过烧成或者烤花后的产品要通过分选车间的分选来判定其等级。 分选的等级分为:一级、三级与合格品、四级与废品五个等级。一级品 和三级品按一定比例出口,不合格品绝不能销售或流通在外,只能送到 废品仓处理。
b.挤压成型
挤压成型是将精练后的泥料,置于挤压模型内,通过液压机的作 用,挤压出各种形状的坯体。异形件一般采用挤压成型来做,如三角 碟、椭圆碟、方形盘等。挤压成型起产慢,质量比较稳定,但模具的制 作工序相对复杂一点。
c.注浆成型
注浆成型可分空心注浆和高压注浆两种。注浆成型起产慢,此法常 用于一些立体件的制作,如空心罐类、壶类等产品。
隧道窑烧成 产品分选 中转仓
包装 出口仓 出货 贴花 辊道窑烤花 拖底
(1)隧道窑
目前工厂器皿的烧成通常使用隧道窑,隧道窑是一条长的直线(大 约72米),在其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶,底部铺设的轨道上运 行着窑车。隧道窑分为三个部分:预热带、烧成带和冷却带。除了隧道 窑,工厂还有辊道窑和梭式窑。梳式窑炉温可以调节,可以每天关炉, 窑里的余温可充分利用于产品烘干环节,即节能又环保,相对耗能较 小。
(7)陈腐
将经过粗练的泥段在一定的温度和潮湿的环境中放置一段时间,这 个过程称为陈腐。陈腐的主要作用是:通过毛细管的作用使泥料中水分 更加均匀分布;增加腐植酸物质的含量,改善泥料的粘性,提高成型性 能;发生一些氧化与还原反应使泥料松散而均匀。经过陈腐后可提高坯 体的强度,减少烧成的变形机会。通常陈腐所需的时间为5-7天,快的 也有3天的。
陶瓷材料陶瓷制备工艺
2长石
▪ 小于1400C烧成温度范围内;某一原料本身产生熔体,或与其 它原料共熔形成熔体,由于熔体的产生使产品在低温下烧成,具 有这一特性的原料叫熔剂性原料;
▪ 分类: • 自熔性熔剂:长石在烧成温度下,原料本身自动产生熔体,形
成液相 • 共熔性熔剂:在烧成温度下,不能形成液相,而与其它原料共
熔形成熔体。
3粘土
❖ 矿物组成
• 陶瓷工业中粘土的主要矿物有: ▪ 高岭石多水高岭石 ▪ 蒙脱石(叶腊石) ▪ 伊利石(水云母)
粘土矿物的两种基本构造单元
粘土矿物的两种基本构造单元
晶片的结合
四面体片与八面体片的相互结合构成了层 状硅酸盐矿物的基本结构层;
按照四面体片和八面体片的配合比例;可 以把层状构造硅酸盐矿物的基本结构层分为1: 1层型和2:1层型两个基本类型。
3粘土
提高坯料可塑性的措施有: ①将粘土原矿进行淘洗;除去所夹杂的非可塑件物料,
或进行长期风化; ②将湿润了的粘土或坯料长期陈腐。 ③将泥料进行真空处理,并多次练泥。 ④掺用少量的强可塑性粘土。 降低坯料可塑性的措施有: ①加入非可塑性原料如石英 瘠性粘土、瓷粉等。 ②将部分粘土预先煅烧。
3粘土
3粘土
❖伊利石
❖化学通式:K,H3O < 1 nH2O(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2 ▪ 化学组成: ——水化了的白云母;介于高岭石,白云母之间
K2O较低, SiO2 MgO、FeO、H2O 较高;
▪ 结构:单斜晶系,与蒙脱石结构类似,2:1型层状硅酸盐,但 [SiO4]四面体中Al3+较蒙脱石多,晶间阳离子常为K+,也有
▪ 特点四:随外界环境的温度和湿度而变化,引起C轴膨胀与
化学陶瓷实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解化学陶瓷的基本性质和制备方法。
2. 掌握化学陶瓷的烧结过程及影响因素。
3. 熟悉化学陶瓷的性能测试方法。
二、实验原理化学陶瓷是一种具有特定化学成分和结构的陶瓷材料,其制备过程涉及原料的选择、配料、成型、烧结和性能测试等环节。
化学陶瓷具有高强度、高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性等优异性能,广泛应用于航空航天、电子信息、汽车制造、建筑等领域。
本实验主要研究化学陶瓷的制备和性能测试,通过对原料的选择、配料、成型、烧结等环节的探讨,了解化学陶瓷的基本性质,并掌握其性能测试方法。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:高温炉、球磨机、模具、压片机、烧结炉、电热鼓风干燥箱、超声波清洗机、万能力学试验机、电子天平、红外光谱仪、X射线衍射仪等。
2. 试剂:氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等原料,以及粘土、滑石粉、长石等熔剂。
四、实验步骤1. 原料选择与配料:根据化学陶瓷的性能要求,选择合适的原料,如氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等。
按照一定比例进行配料,确保化学成分的稳定性。
2. 混合与球磨:将配料放入球磨机中,加入适量的水或有机溶剂,进行球磨处理,使原料充分混合,提高颗粒的分散性和均匀性。
3. 成型:将球磨后的浆料倒入模具中,通过压片机压制成一定厚度的陶瓷片。
4. 烧结:将压制成型的陶瓷片放入烧结炉中,按照一定升温曲线进行烧结。
烧结过程中,原料发生化学反应,形成化学键,使陶瓷材料具有致密的结构。
5. 性能测试:对烧结后的化学陶瓷进行性能测试,包括力学性能、热性能、电性能等。
五、实验结果与分析1. 力学性能:通过万能力学试验机对烧结后的化学陶瓷进行抗压强度、抗折强度等力学性能测试。
实验结果表明,化学陶瓷具有较高的抗压强度和抗折强度,满足实际应用需求。
2. 热性能:利用红外光谱仪对化学陶瓷进行热性能测试,包括热膨胀系数、热导率等。
实验结果表明,化学陶瓷具有较低的热膨胀系数和较高的热导率,具有良好的热稳定性。
钛酸钡陶瓷制备实验报告(3篇)
第1篇实验目的本实验旨在了解钛酸钡陶瓷的制备过程,掌握固相反应法合成钛酸钡陶瓷的实验步骤,并通过对实验结果的分析,探讨影响钛酸钡陶瓷性能的关键因素。
实验原理钛酸钡(BaTiO3)是一种具有钙钛矿结构的压电陶瓷材料,广泛应用于电容器、传感器、换能器等领域。
钛酸钡陶瓷的制备主要通过固相反应法,即利用高温使钡源和钛源发生化学反应,生成钛酸钡晶体。
实验材料1. 纯度≥99.9%的钛酸钡原料2. 纯度≥99.9%的钡源3. 纯度≥99.9%的钛源4. 纯度≥99.9%的氧化铝(Al2O3)作为助熔剂5. 砂轮研磨机6. 高温炉7. 精密天平8. 精密移液器9. 烧结炉10. 显微镜11. X射线衍射仪(XRD)实验步骤1. 原料准备:称取适量的钛酸钡原料、钡源、钛源和氧化铝,精确至0.01g。
2. 原料混合:将称取好的原料放入球磨罐中,加入适量的去离子水,开启砂轮研磨机进行球磨,时间为2小时。
3. 干燥:将球磨后的浆料在60℃下干燥12小时,得到干燥的粉体。
4. 压制成型:将干燥后的粉体进行压制成型,得到尺寸为10mm×10mm×1mm的陶瓷片。
5. 烧结:将陶瓷片放入高温炉中,在1300℃下烧结2小时。
6. 性能测试:对烧结后的钛酸钡陶瓷进行XRD分析,测定其物相组成;使用显微镜观察其微观结构;测量其介电常数和介电损耗。
实验结果与分析1. XRD分析:通过XRD分析,发现钛酸钡陶瓷主要成分为BaTiO3,没有其他杂质相生成。
2. 微观结构:通过显微镜观察,发现钛酸钡陶瓷晶粒尺寸均匀,分布良好。
3. 介电常数和介电损耗:测量结果表明,钛酸钡陶瓷的介电常数为3450,介电损耗为1.89%,满足实验要求。
结论本实验采用固相反应法成功制备了钛酸钡陶瓷,实验结果表明,该方法能够得到物相组成单一、微观结构良好的钛酸钡陶瓷。
通过调整原料配比、球磨时间、烧结温度等因素,可以进一步优化钛酸钡陶瓷的性能。
陶瓷工艺学(3篇)
第1篇陶瓷工艺学是一门研究陶瓷材料的制备、加工、性能和应用的科学。
陶瓷材料具有硬度高、耐磨、耐腐蚀、绝缘性好等特点,广泛应用于建筑、电子、医疗、环保等领域。
本文将从陶瓷工艺学的起源、分类、制备工艺、加工工艺、性能及应用等方面进行介绍。
一、陶瓷工艺学的起源陶瓷工艺学的起源可以追溯到远古时期。
在我国,早在新石器时代,人们就开始了陶器的制作。
经过长期的发展,陶瓷工艺学逐渐形成了独立的学科体系。
二、陶瓷工艺学的分类根据陶瓷材料的组成、性能和应用,陶瓷工艺学可以分为以下几类:1. 传统陶瓷工艺学:主要研究黏土、长石、石英等原料的制备、加工和应用。
2. 高分子陶瓷工艺学:主要研究有机高分子材料与陶瓷材料的复合,制备高性能复合材料。
3. 先进陶瓷工艺学:主要研究陶瓷材料的制备、加工、性能和应用,包括纳米陶瓷、生物陶瓷、功能陶瓷等。
4. 陶瓷加工工艺学:主要研究陶瓷材料的成型、烧结、加工等工艺。
三、陶瓷工艺学的制备工艺1. 原料选择:陶瓷材料的制备首先要选择合适的原料。
传统陶瓷原料主要包括黏土、长石、石英等,而先进陶瓷原料则包括碳化硅、氮化硅、氮化硼等。
2. 原料制备:将原料进行粉碎、混合、球磨等处理,得到具有一定粒度分布和细度的原料。
3. 成型:将原料进行压制、注塑、拉坯等成型工艺,得到具有一定形状和尺寸的陶瓷坯体。
4. 烧结:将陶瓷坯体在高温下进行烧结,使原料发生化学反应,形成致密的陶瓷材料。
四、陶瓷工艺学的加工工艺1. 精加工:对陶瓷材料进行磨削、抛光、切割等加工,提高其尺寸精度和表面光洁度。
2. 表面处理:对陶瓷材料进行涂层、镀膜、刻蚀等表面处理,提高其性能和应用范围。
3. 复合加工:将陶瓷材料与其他材料进行复合,制备高性能复合材料。
五、陶瓷工艺学的性能1. 物理性能:陶瓷材料具有硬度高、耐磨、耐腐蚀、绝缘性好等特点。
2. 化学性能:陶瓷材料具有良好的耐酸碱、耐腐蚀性能。
3. 生物学性能:生物陶瓷具有良好的生物相容性、生物降解性。
陶瓷材料的制备
(4)等静压成形
等静压成形过程是将粉料装进一个有弹性的模具内
,密封,然后把模具连同粉料一起放在充有液体或
气体的高压容器中。封闭后,用泵对液体或气体加
压,压力均匀地传送到弹性模壁,使粉料被压成与
模具形状相像的压实物,但尺寸要比模型小一些。 受压结束后,慢慢减压,从模具中取出坯体。
4.坯体干燥
成形后的各种坯体,一般都含有较高的水分,尤其是可塑成
及含空气量低。可塑法成形是陶瓷生产中最常用的
一种成形方法。
石英需要煅烧以便于粉碎。通常的脉石英或石英岩质地坚硬
,粉碎困难,通过煅烧到900~1000℃,低温β石英转变为α 石英,其体积发生骤然膨胀,致使石英内部结构疏松,利于 粉碎。煅烧后若在空气中或冷水中急冷可加剧内应力,促使 碎裂。
原料中的Fe含量对烧成后陶瓷的颜色有很大影响,对烧后
(1)可塑成型在坯料中加入水或塑化剂,捏练成可
塑泥料,经手工、挤压或机械加工成型。普通陶 瓷中应用较多。
(2)注浆成型将浆料浇注到石膏模中成型,常用于
制造形状复杂、精度要求不高的建筑陶瓷等。
(3)压制成型在粉料中加入少量水分或塑化剂,在
金属模具中加较高压力成型。主要用于特种陶瓷
和金属陶瓷。
d.钡长石(BaO· Al2O3· 6SiO2)。
在地壳中单一的长石很少,多数是几种长石的互溶物。钾长石一
般呈粉红色,比重为2.56~2.59,莫氏硬度为6~6.5,断口呈玻
璃光泽,解理清楚。钠长石和钙长石一般呈白色或灰白色,比重 为2.5,其他物理性能与钾长石近似。其熔融温度分别为:钾长
石1190℃,钠长石1100℃,钙长石1510℃。
在陶瓷生产中使用的长石是几种长石的互溶物,并
陶瓷材料制备
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2.2、成 型
陶瓷制品的成形,就是将坯料制成具有一定形 状和规格的坯体,并使坯料具有所要的机械强 度和一定的致密度。
普通成型方法主要有注浆成型、塑制成型与压 制成型三种工艺。具体选择何种工艺需要依据 最终产品的性质,形状和尺寸。
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机械法--搅拌法
原理:筒体内填充一定的磨矿介质,螺旋搅 拌器作缓慢旋转,磨矿介质和物料在筒体 内作整体的多维循环运动和自转运动,物 料在磨矿介质重量压力与旋回转共同产生 的摩擦、挤压、剪切和冲击力的作用下, 被有效地粉碎。可用于干法和湿法工艺, 在干法工艺中常与空气分级机构成闭路流 程,产品粒度可小于3um。湿法工艺多采 用开路流程,产量较高,产品粒度一般小 于5~6um。
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溶剂蒸发法 原理 将溶剂中的水蒸发逸出,使溶液处于过饱和状态,从而 使晶体生长有足够驱动力的晶体生长法。溶液蒸发法将溶 液制成小滴后进行快速蒸发得到粉体的方法,为了在溶剂 蒸发过程中保持溶液的均匀性,使液滴内组分偏析最小, 必须将溶液分散成极微小的液滴,而且应迅速进行蒸发。
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光学性能
陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激 光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶 瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷(铁氧体如: MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在录音磁带、 唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的 应用有着广泛的前途。
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二、陶瓷材料的制备工艺
5. 烧成 4. 干燥 3. 釉制备及施釉 2. 成型 1.陶瓷坯料的制备
陶瓷生产工艺流程
陶瓷生产工艺流程陶瓷生产工艺流程包括原料准备、制胎、修整、釉陶、贴花、烧成、包装等几个主要步骤。
下面将详细介绍这些步骤。
首先是原料准备。
陶瓷的原料主要包括粘土、石英、长石、瓷土、釉料等。
这些原料需要经过混合、粉碎、筛分等步骤进行准备,并按照一定比例混合均匀,以保证陶瓷制品的质量。
接下来是制胎。
制胎是将原料通过模具成型,一般有手工制胎和机械制胎两种方式。
手工制胎需要有熟练的工匠操作,而机械制胎则可由机械设备自动完成。
制胎时需要注意形状和尺寸的精确度,以及胎的密实程度。
然后是修整。
制胎完成后,需要进行修整,即去除多余的原料并修剪胎口。
修整过程需要小心谨慎,以避免损坏胎体。
接下来是釉陶。
釉陶是将釉料涂在胎体上,使其表面形成一层光滑的釉膜。
釉料主要由石英、长石、白泥等组成,经过混合、焙烧等步骤进行制备。
在釉陶过程中,需要控制釉料的粘度和厚度,并确保均匀涂抹在胎体上。
然后是贴花。
贴花主要是将图案或文字印刷在陶瓷表面,以增加装饰效果。
贴花可以通过腹膜印刷、丝网印刷等技术实现,然后经过干燥和定型等步骤固化在胎体上。
然后是烧成。
烧成是将贴花的胎体放入窑炉中进行高温炉烧,以使胎体和釉料完全熔结,形成坚硬而具有装饰效果的陶瓷制品。
烧成过程中需要控制炉温和时间,以保证烧成效果的质量稳定。
最后是包装。
烧成后的陶瓷制品需要进行包装,以保护其不受磨损和破碎。
包装一般采用包装箱、泡沫塑料、气泡袋等材料,将陶瓷制品放入包装箱内,然后封装密封,以便储存和运输。
以上就是陶瓷生产工艺流程的主要步骤。
通过这些步骤,原料可以被加工成具有装饰效果和质量稳定的陶瓷制品。
陶瓷材料的制备工艺
陶瓷材料的制备工艺陶瓷是一种非金属材料,通常由粘土、瓷石和石英等原料经过加工而成。
其制备工艺可以分为原料处理、成型、干燥、烧结和表面处理等环节。
以下将详细介绍陶瓷材料的制备工艺。
一、原料处理陶瓷材料的制备首先需要对原料进行处理,确保其质量和性能满足生产要求。
原料主要有粘土、瓷石和石英等。
粘土是制备陶瓷的主要原料,其含水量要合适,过高过低都会影响成型和烧结的效果。
瓷石和石英主要用于增加陶瓷的硬度和耐磨性。
二、成型成型是将原料加工成所需形状的过程。
常见的成型方法有浇铸、注塑、压制和手工成型等。
浇铸和注塑是利用液态陶瓷浆料借助模具制作成型,可以批量生产。
压制是将湿陶瓷坯料经过压力机进行成型,适用于生产复杂形状的陶瓷制品。
手工成型则是通过手工捏塑、切割等方式进行成型,适用于少量生产和个性化需求。
三、干燥成型后的湿陶瓷坯料需要进行干燥处理。
干燥的目的是去除水分,防止成型品在烧结过程中产生裂纹。
常用的干燥方法有自然干燥和热风干燥。
自然干燥是将湿陶瓷坯料放置在通风良好的环境下,让其自然风干,时间较长。
热风干燥则是利用热风对湿陶瓷坯料进行加热和干燥,时间较短。
四、烧结烧结是将干燥后的陶瓷坯料进行高温处理,使其质地致密,获得所需的物理和化学性能。
烧结温度和时间根据所制备的陶瓷种类和要求而定。
常见的烧结设备有电窑、煤气窑和气体窑等。
在烧结过程中,陶瓷坯料会发生物理和化学变化,最终形成成品陶瓷材料。
五、表面处理表面处理是对烧结后的陶瓷进行修整和装饰。
修整是指对陶瓷表面进行打磨、抛光等处理,使其光滑平整。
装饰则是通过上釉、绘画等方式增加陶瓷的装饰性和艺术性。
上釉是将特殊材料涂在陶瓷表面,经过再次烧结,形成釉面的一种处理方法。
综上所述,陶瓷材料的制备工艺包括原料处理、成型、干燥、烧结和表面处理等环节。
通过合理的工艺流程,可以制备出质量良好、性能稳定的陶瓷制品。
陶瓷在日常生活、建筑、工业和艺术等领域都有广泛的应用,其制备工艺的优化和创新对于提升陶瓷制品的质量和价值具有重要意义。
陶瓷材料制备范文
陶瓷材料制备范文首先是原料准备。
陶瓷材料的主要原料包括氧化物、碳化物、氮化物等。
这些原料需要经过粉碎、筛分等处理,确保颗粒尺寸均匀一致,以提高后续工艺的成型性能。
其次是成型。
成型是将准备好的原料进行造型成坯料的过程。
常用的成型方法包括压制、注塑、挤出等。
压制是将粉末料置于模具中,施加一定压力使其成型。
注塑是将原料加热至高温,通过注射器将熔融的原料注入模具中,然后冷却凝固成型。
挤出是将原料加热至高温,通过挤压机将熔融的原料挤出成型。
然后是干燥。
成型后的陶瓷坯料含有一定的水分,需要经过干燥去除水分。
干燥的目的是为了防止在烧结过程中因水分蒸发产生气泡,影响陶瓷制品的密实度。
常用的干燥方法有自然干燥、热风干燥和真空干燥等。
接下来是烧结。
烧结是将干燥后的陶瓷坯料加热至一定温度,使其颗粒间产生化学反应并使其粒界结合,使陶瓷制品形成颗粒间结合致密的结构。
烧结过程中的温度和时间要根据原料的性质和制品的要求进行控制,通常会有多段升温和降温的过程。
最后是表面处理。
表面处理可以根据所需的外观和性能要求进行选择,常见的表面处理方法有抛光、磨削、涂层等。
表面处理可以提高陶瓷制品的光洁度、强度和耐磨性等性能。
总的来说,陶瓷材料制备是一个复杂的过程,需要经过原料准备、成型、干燥、烧结和表面处理等多个步骤。
每一步都需要严格控制工艺参数,确保制品能够具备所需的性能和外观。
随着科技的进步,陶瓷材料的制备工艺也在不断创新,使得陶瓷制品在各个领域发挥更加重要的作用。
普通陶瓷的原料和基本制备工艺流程
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一种发泡陶瓷及其制备方法7篇
一种发泡陶瓷及其制备方法7篇第1篇示例:一种发泡陶瓷及其制备方法一种发泡陶瓷是一种新型的多孔材料,具有较低的密度和良好的绝缘性能。
它在建筑、航空航天、能源等领域具有广泛应用前景。
本文将介绍一种发泡陶瓷的制备方法,以及其在各个领域的应用情况。
发泡陶瓷的制备方法主要包括模具设计、原料配比、成型、烧结等几个步骤。
根据所需的产品形状和尺寸设计合适的模具。
然后,选择适当的原料进行配比,通常包括粘结剂、发泡剂、结构助剂等。
将原料混合均匀后通过挤压、注塑、挤出等方式成型,然后进行烧结处理,使其形成孔状结构。
可根据需要进行表面处理,如磨光、涂漆等。
发泡陶瓷具有较低的密度、优良的隔热性能和化学稳定性,因此在各个领域都有着广泛的应用。
在建筑领域,发泡陶瓷被用作隔热材料,可有效减少建筑物的能耗;在航空航天领域,发泡陶瓷可用于制造航天器的热屏障材料,提高其耐高温性能;在能源领域,发泡陶瓷可用作催化剂载体,提高催化效率。
一种发泡陶瓷具有广阔的应用前景,可以在建筑、航空航天、能源等领域发挥重要作用。
随着材料科学的不断发展,相信发泡陶瓷在未来会有更广泛的应用。
第2篇示例:发泡陶瓷是一种具有微孔结构的陶瓷材料,具有轻质、高强度、优良的绝缘性能和耐高温性能等特点,广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
其制备方法主要包括原料准备、配料、发泡、成型、烧结等步骤。
一、原料准备发泡陶瓷的主要原料为粘土、石英砂、膨胀剂和发泡剂等。
粘土作为主要的胎料,可提供足够的粘结力和成型性;石英砂作为填充料,可以提高陶瓷的强度和耐磨性;膨胀剂用于控制陶瓷的孔隙率;发泡剂则用于在制备过程中产生气泡,形成微孔结构。
二、配料将原料按一定的配方比例进行混合,其中粘土和石英砂经过破碎和筛分处理,膨胀剂和发泡剂经过精确称量。
在混合过程中,要保持原料的均匀性,确保陶瓷的质量稳定。
三、发泡经过配料后的混合物通过搅拌、挤压等方式形成坯体,然后将坯体放入发泡炉中进行发泡。
复习思考题解答--陶瓷工艺学
第三篇陶瓷工艺学第一章绪论1 、答:( 1 )传统陶瓷:指以粘士和其它天然矿物为原料,经过粉碎、成型、焙烧等工艺过程所制得的各种制品。
(2 )现代陶瓷:指用陶瓷的生产方法制造生产的无机非金属固体材料和制品。
2 、答:( 1 )按用途来分:①传统陶瓷(普通陶瓷)、②特种陶瓷或新型陶瓷亦称精密陶瓷( 2 )按物理性能分:陶器、炻器、瓷器。
3 、答:吸水率相对密度陶器 3-15% 1.5-2.4炻器 1-3% 1.3-2.4瓷器<1% 2.4-2.64 、答:由陶瓷原料到制成陶瓷制品的整个工艺过程中的技术及其基本原理。
5 、答:有原料选定(进厂)、配料、坯釉料制备、成型、干燥、施釉烧成等工序。
6 、答:陶器:内墙砖;炻器:建筑外墙砖;瓷器:卫生洁具、地砖。
第二章原料1 、答:可塑性原料;熔剂类原料和瘠性类原料。
炻炻2 、答:粘土是一种或多种呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合物。
3 、答:粘土主要是由铝硅酸盐类岩石,如长石、伟晶花岗岩等经过长期地质年代的自然风化作用或热液浊变作用而形成的。
长石转化为高岭石的反应大致如下:2[KAlSi 3 O 8 ]+H 2 CO 3 ------Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 +4SiO 2 +K 2 CO 34 、答:按成因分类:( 1 )原生粘土。
又称一次粘土、残留粘土,它是由母岩风化后残留在原地形成的。
( 2 )次生粘土。
又称二次粘土、沉积粘土。
按耐火度分类:( 1 )耐火粘土。
其耐火度> 158 0 ℃。
( 2 )难熔粘土。
耐火度为 1350~ 158 0 ℃( 3 )易熔粘土。
耐火度在 135 0 ℃以下。
5 、答:化学成分:(1)SiO 2 : 40-78%(2)AL 2 O 3 : 12~40%(3)R 2 O+RO : R 2 O=0.5~5%, RO=1~6%( 4 ) Fe 2 O 3 、 TiO 2 ≤ 1%( 5 )灼减量。
粘土的矿物组成:( 1 )高岭石( Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H( 2 )蒙脱石( Al 2 O 3 · 4SiO 2 · nH 2 O , n > 2( 3 )伊利石( K 2 O · 3Al 2 O 3 · 6SiO 2 · 2H 2 O · nH 2 O )。
陶瓷材料及其制备工艺
➢新型陶瓷原料(氧化物原料,碳化物类原料,氮化物原料)
11
1.粘土类原料 粘土很少由单一矿物组成,而是多种微细矿物的混合体。 粘土矿物主要为高岭石类(包括高岭石、多水高岭石
等)、蒙脱石类(包括蒙脱石、叶蜡石等)和伊利石类(也 称水云母)等等。
高岭石
叶腊石
伊利石 12
2.石英类原料 二氧化硅(SiO2)在地壳中的丰度约为60%。含SiO2的矿
2.热压烧结 包括
热压烧 (在10~ 重排与致密 设备与模具 的烧制。
热等 复杂制品生 轴承、反射 亦可采用此
优点:压 缩 小 密
29
热等静压烧结
高温等静压工艺设备系统简图
30
放电等离子体烧结
烧结系统大致由四个部分组成:真空烧结腔(图中6),加压系统(图 中3),测温系统(图中7)和控制反馈系统。图中1示意石墨模具,2代表 用于电流传导的石墨板,4是石墨模具中的压头,5是烧结样品。
20
塑化 就是指利用塑化剂,使原料坯料具有可塑性,
而可塑性是指坯料在外力的作用下发生无裂 纹的变形。塑化剂一般有两类:一类是无机 塑化剂、另一类是有机塑化剂。 造粒
就是在较细的原料中加入塑化剂,制成粒度 较粗、具有一定假颗粒度级配、流动性较好 的粒子。造粒方法可以分为一般造粒法、加 压造粒法、喷雾造粒法、冷冻干燥法等。
第三篇 陶瓷材料及其制备工艺
1
一、概述 二、陶瓷原料 三、粉体的制备 四、配料及成形的原理与工艺 五、烧结原理与工艺 六、陶瓷烧结后处理与加工
2
陶瓷的制备工艺过程:
粉末制备 坯料制备 成形 干燥 烧结 后处理 成品 热压或热等静压烧结
3
一、概述
一种发泡陶瓷及其制备方法6篇
一种发泡陶瓷及其制备方法6篇第1篇示例:一种发泡陶瓷是一种轻质陶瓷材料,具有良好的绝热性能和抗压性能,广泛应用于建筑材料、航空航天、汽车制造等领域。
本文将介绍一种发泡陶瓷的制备方法,包括原料选择、工艺流程和应用领域等方面。
一种发泡陶瓷的制备方法主要包括以下几个步骤:原料的选择、制备发泡陶瓷的浆料、模具充填和烧结等。
首先是原料的选择,发泡陶瓷的主要原料是氧化铝、硅酸盐等无机物质,其中氧化铝粉末作为主要原料,经过细磨、筛分等处理后,能够保证陶瓷表面的光滑度和充分燃烧。
硅酸盐则是作为发泡陶瓷的助燃剂,可以提高陶瓷的孔隙率,增强发泡效果。
还需要添加一定比例的粘结剂和发泡剂,以保证发泡陶瓷具有足够的强度和孔隙率。
制备发泡陶瓷的浆料是制备发泡陶瓷材料的关键步骤之一。
将氧化铝粉末、硅酸盐、粘结剂、发泡剂等原料按一定的配方比例混合均匀,再加入适量的水进行搅拌,制备成浆状物料。
制备好的浆料应具有一定的粘度和流动性,以便于后续的模具充填和成型。
模具充填是制备发泡陶瓷的关键步骤之一。
将制备好的浆料倒入预先设计好的模具中,利用振动台或气压的方式使浆料充分密实,保证发泡陶瓷的密度和均匀性。
在模具充填过程中,需注意避免出现气泡和裂纹,以保证发泡陶瓷材料的质量和性能。
烧结是制备发泡陶瓷的最后一道工艺流程。
将充填好的模具放入烧结炉中进行高温烧结,使得发泡陶瓷材料内部的助燃剂和粘结剂燃烧膨胀,形成一定的孔隙结构,从而达到发泡的效果。
烧结的温度和时间要根据实际情况进行调整,以保证发泡陶瓷的物理性能和化学性能。
一种发泡陶瓷具有很多优良的性能,广泛应用于建筑材料、航空航天、汽车制造等领域。
在建筑材料领域,发泡陶瓷主要用于保温隔热、装饰材料等方面,可以有效减少建筑材料的重量,提高建筑物的保温性能。
在航空航天领域,发泡陶瓷主要用于制备航天器的隔热板、导热板等部件,可以有效减轻航天器的重量,提高航天器的热保护性能。
在汽车制造领域,发泡陶瓷主要用于汽车排气管、发动机隔热板等部件,可以有效减少汽车的燃料消耗,提高汽车的动力性能。
陶瓷材料的制备和应用
陶瓷材料的制备和应用陶瓷是一种由无机非金属材料制成的坚硬、不易熔化的材料,其制备和应用已有数千年的历史。
随着工业和科技的不断发展,陶瓷材料的种类和应用范围也越来越广泛。
本文将介绍陶瓷材料的制备方法和主要应用。
一、陶瓷材料的制备陶瓷材料的制备通常分为几个步骤,包括原料的准备、成型、烧结和表面处理等。
下面将分别介绍这些步骤的具体方法。
1.原料的准备陶瓷材料的原料通常是一些粉末和颗粒,例如粘土、石英、长石、氧化铝等。
首先需要将这些原料进行粉碎和筛分,以便得到粒度适宜的粉末。
通常采用球磨机等设备进行粉碎,然后通过筛分将颗粒的大小控制在一定范围内。
2.成型成型是将原料按照一定的形状和尺寸加工成坯体的过程。
成型的方法有很多种,其中常见的包括挤压成型、注塑成型、干压成型、浇铸成型等。
不同的成型方法适用于不同形状和尺寸的制品。
3.烧结烧结是将坯体进行高温处理,使其在化学和物理上发生变化,形成致密的陶瓷材料。
烧结过程中,需要控制温度、保持压力等条件,以保证制品的质量。
烧结温度和时间因制品种类和材料成分而异,一般的烧结温度在1000~1700℃之间。
4.表面处理表面处理可以使陶瓷制品变得更加光滑、平整、美观,并具有一定的机械性能和化学性能。
通常的表面处理方法有:抛光、研磨、釉面处理等。
釉面处理是将涂有釉料的陶瓷制品进行烧结,形成一层致密的釉层,以提高制品的硬度、耐磨性和耐化学侵蚀性。
二、陶瓷材料的应用陶瓷材料具有优良的物理、化学性能,广泛应用于电子、化工、建筑、航空等领域。
下面将介绍几种典型的应用。
1.电子领域在电子领域,陶瓷材料主要用于制作电容器、绝缘体、热敏电阻器等元器件。
这些元器件要求具有高绝缘性能、稳定的电学特性和良好的耐高温性能。
氧化铝陶瓷、铝酸锂陶瓷、硅酸铝陶瓷等是常见的电子陶瓷材料。
2.化工领域在化工领域,陶瓷材料主要用于制作化学反应器、填料、过滤器等设备。
陶瓷制品具有较高的耐腐蚀性、磨损性和耐高温性能,可用于承受高温高压、强酸、强碱等严酷的化学环境。
陶瓷材料制备工艺
陶瓷材料制备工艺陶瓷材料制备工艺区别于其它材料(金属及有机材料)制备工艺的最大特殊性在于陶瓷材料制备是采用粉末冶金工艺,即是由其粉末原料经加压成型后直接在团根或大部分团相状态下烧结而成,另一个重要特点是材料的制备与制品的制造工艺一体化。
即材料制备和零件的制备在同一空间和时间内完成。
因此,陶瓷材料工艺与其它材料工艺相比、其重要性在于:(1)粉料的制备工艺(是机械研磨方法。
还是化学方法)、粉料的性质(粒度大小。
形态、尺寸分布、相结构)和成型工艺对烧结时微观结构的形成和发展有着巨大的影病即陶瓷的最终微观组织结构不仅与烧结工艺有关,而且还显著地受粉料性质和特点的影响。
(2)由于陶瓷的材料零件制造工艺一体化的特点。
而使显微组织结构的优劣不单单影响材料本身的性能。
而直接影响着制品的性能,而这种影响并非像金属材料那样可通过后续的热处理工艺加以改善。
加之陶瓷材料本身硬、脆、难变形的特点。
使得陶瓷材料的性能受微观组织结构。
尤其是缺陷影响的敏感性远高于其它村例如金属和高分子材料)。
因此。
陶瓷材料的制备工艺更显得十分重要。
本节概要介绍陶瓷材料制造工艺。
主要内容包括制粉、成型和烧结三部分。
一、粉末原料制备加工与处理1.粉末的品质对陶瓷性能的重要影响由于陶瓷材料是采用粉末烧结的方法制造的,而烧结过程主要是沿领料表面或晶界的团相扩散物质的迁移过程。
因此界面和表面的大小起着至关重要的作用。
就是说,粉末的粒径是描述粉末品质的最重要的参数。
因为粉末粒径越小。
表面积越大、或说粒度越小。
单位质量粉末的表面积(比表面积)越大。
烧结时进行团相扩散物质迁移的界面越多。
也就越容易致密化。
制备现代陶瓷材料所用粉末都是亚微米(<lμm)级超细粉末,且现在已发展到纳米级超细粉。
粉末颗粒形状、尺寸分布及相结构对陶瓷的性能也有着显著的影响。
2.粉末的制备方法粉末制备方法很多。
但大体上可以归结为机械研磨法和化学法两个方面。
(1)机械研磨粉碎法。
传统陶瓷粉料的合成方法是因相反应加机械粉碎(球磨)。
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传统陶瓷包括常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等。
广义上, “陶瓷”是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料 和制品的通称。
日用陶瓷-原料:取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、
长石、石英等),所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品。
因此,陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业 同属“硅酸盐工业”的范畴。
(3)气相法
CVD方法原理及气象沉淀产物示意图
四、配料及成型的原理与工艺
配料:方法两种
(1)已知化学计量的配料计算 (2)根据化学成分的配料计算
混料:方法两种 干混和湿混 注意加料程序和混料磨介的使用
塑化 就是指利用塑化剂,使原料坯料具有可 塑性,而可塑性是指坯料在外力的作用下发 生无裂纹的变形。塑化剂一般有两类:一类 是无机塑化剂、另一类是有机塑化剂。 造粒 就是在较细的原料中加入塑化剂,制成 粒度较粗、具有一定假颗粒度级配、流动性 较好的粒子。造粒方法可以分为一般造粒法、 加压造粒法、喷雾造粒法、冷冻干燥法等。
高温等静压工艺设备系统简图
放电等离子体烧结
烧结系统大致由四个部分组成:真空烧结腔(图中6),加压系统(图 中3),测温系统(图中7)和控制反馈系统。图中1示意石墨模具,2代表 用于电流传导的石墨板,4是石墨模具中的压头,5是烧结样品。
微波烧结
微波烧结系统
微波烧结陶瓷装置示意图
(三)烧结设备 1.间歇式窑炉
新型陶瓷原料(氧化物原料,碳化物类原料,氮化物原料)
1.粘土类原料 粘土很少由单一矿物组成,而是多种微细矿物的混合体。 粘土矿物主要为高岭石类(包括高岭石、多水高岭石 等)、蒙脱石类(包括蒙脱石、叶蜡石等)和伊利石类(也 称水云母)等等。
高岭石
叶腊石
伊利石
2.石英类原料 二氧化硅(SiO2)在地壳中的丰度约为60%。含SiO2的矿
三、粉体的制备
粉体制备方法:
粉碎法:机械粉碎,气流粉碎;杂质多,1μm以 上; 合成法:固相法、液相法和气相法;纯度、粒度 可控,均匀性好,颗粒微细。
粉碎法
机械粉碎法:
冲击式粉碎、球磨粉碎 行星式研磨、振动粉碎等
1-动锥2-定锥 3-破碎后的物料4-破碎腔
1-电动机2-离合器操纵杆3-减速器4-摩擦离合器5-大齿圈6-筒身7-加料口 8-端盖9-旋塞阀10-卸料管11-主轴头12-轴承座13-机座14-衬板;15-研磨
功能等陶瓷制品和材料,此外还有核能陶瓷和其它功能
材料等。
电子绝缘件
氧化锆陶瓷光学导管
4. 陶瓷在现代化建设中的作用
首先,陶瓷是人民日常生活中听不可缺少的日用品,几千年来 一直是人类用以生活的主要餐具、茶具和容器。
其次,陶瓷又是制造美术陈设器皿的最耐久最富于装饰性的材
料,在我国外贸中占有一定的地位。 再次,陶瓷又是一个原料来源丰富,传统技艺悠久,具有坚硬、
成型
陶瓷粉体、坯料进一步加工成坯体的这一过程 称为成形。 1.干压成形
干净压成型示意图
1.粉体造粒;2.模具充填;3.单轴向加压;4.脱模
2.等静压成型
等静压成型系统构造图
3.热压铸成型 4. 塑性成形
棒(a)和管材(b)的挤制成形示意图
5.流延法成型
(a)刮刀工艺
(b)带式浅注工艺 流延法成型示意图
粘土矿物-高岭石
钾长石
石英
氧化锆陶瓷
A超声波雾化器用 压电陶瓷晶片
金属陶瓷阀门
这些氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等的生产过程基本上 还是原料处理、成形、烧结这种传统的陶瓷生产方法,但原料 已不再使用或很少使用粘土等传统陶瓷原料,而已扩大到化工原 料和合成矿物,甚至是非硅酸盐、非氧化物原料,组成范围也 延伸到无机非金属材料的范围中,并且出现了许多新的工艺。
2. 陶瓷的分类 (1) 按陶瓷概念和用途来分类:
陶瓷
普通陶瓷
特种陶瓷
日用陶瓷 (包括艺术 陈列陶瓷)
建筑卫 生陶瓷
化工陶瓷
化学瓷
电瓷 及其它 结构陶瓷 功能陶瓷 工业用陶瓷
结构陶瓷主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热
冲击、硬质、高刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷
材料;
不同形状的特种结构陶瓷件
功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物-化学
耐用及一系列优良性质的材料,在建筑、电力、电子、化学、冶金
工业等,甚至农业和农产品加工中都大量应用。 最后,随着现代科学技术的飞速发展,使得具有优良性能的特 种陶瓷得到了广泛应用。
二、陶瓷原料
粘土类原料 石英类原料 长石类原料 其他矿物原料
(瓷石,叶腊石,高铝质矿物原料, 碱土硅酸盐类原料,碳酸盐类)
Tm A
陶瓷的烧结过程一般分 为五个阶段:
Tm B T3 T2 T1
(1)低温阶段(室温至 300℃左右) (2)中温阶段(亦称分解 氧化阶段,300 至950C) (3)高温阶段(950C至烧 成温度) (4)保温阶段 (5)冷却阶段
烧结过程示意相图
(二)几种常用烧结方法
1)热压烧结 2)热等静压 3)放电等离子体烧结 4)微波烧结 5)反应烧结
物种类很多,部分以硅酸盐化合物的状态存在,构成各种矿
物、岩石。另一部分则以独立状态存在,成为单独的矿物实 体,其中结晶态二氧化硅统称为石英。 a.水晶 b.脉石英
c.砂岩
d.石英岩 e.石英砂
石英 水晶
3.长石类原料 长石是陶瓷生产中的主要熔剂性原料,一般用作坯料、釉 料、色料熔剂等的基本成分,用量较大,是日用陶瓷的三大原 料之一。自然界中长石的种类很多,归纳起来都是由以下四种 长石组合而成: 钠长石(Ab) 钾长石(Or) 钙长石(An) 钡长石(Cn) Na[AlSi3O8]或Na2O· Al2O3· 6SiO2 K[AlSi3O8]或K2O· Al2O3· 6SiO2 Ca[Al2Si2O8]或Ca O· Al2O3· 2SiO2 Ba[Al2Si2O8]或BaO· Al2O3· 2SiO2
按其功能新颖性可分为电炉、高温倒焰窑、 梭式窑和钟罩窑。
高温倒焰窑结构示意图
梭式窑结构示意图
2.连续式窑
连续式窑炉按制品的输送方式可分为隧道窑、
高温推板窑和辊道窑。
高温隧道窑
六、陶瓷烧结后处理加工
常见的后续加工处理方式主要有表面施釉、 机械加工及表面表面金属化。 施釉
(1)提高瓷件的机械强度与耐热冲击性能; (2)防止工件表面的低压放电; (3)使瓷件的防潮功能提高。
第三篇 陶瓷材料及其制备工艺
一、概述 二、陶瓷原料
三、粉体的制备
四、配料及成形的原理与工艺 五、烧结原理与工艺 六、陶瓷烧结后处理与加工
陶瓷的制备工艺过程:
粉末制备
坯料制备
成形
干燥
烧结
后处理
成品
热压或热等静压烧结
一、概述
1. 陶瓷的概念
传统上,“陶瓷”是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料 经过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成的各种制品。
五、烧结原理与工艺
(一) 概念
烧结是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下,表面积减 小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。
陶瓷烧结示意图
(a)颗粒间的松散接触;(b)颗粒间形成颈部; (c)晶界向小晶粒方向移动并逐渐消失,晶粒逐渐长大; (d)颗粒互相堆积形成多晶聚合体
(一) 概念
陶瓷的烧结类型可以分 固相烧结、液相烧结。
帮助理解
常压烧结:常压 热压烧结:加压 热等静压烧结:高温恒压 气氛烧结:防氧化、加气 反应烧结:加入气相或者液相以 获得一 定强度和精度
6)爆炸烧结
热压烧结
2.热压烧结 包括 热压烧 (在10~ 重排与致密 设备与模具 的烧制。 热等 复杂制品生 轴承、反射 亦可采用此 优点:压 缩 小 密
热等静压烧结
机械加工
可以使陶瓷制品适应尺寸公差的要求,也可以改 善陶瓷制品表面的光洁度或去除表面的缺陷。方法 有磨削、激光和超声波加工等。
金属化 为了满足电性能的需要或实现陶瓷与金属的封 接,需要在陶瓷表面牢固地镀上一层金属薄膜,常 見的陶瓷金属化方法有被银法、电镀法等。陶瓷与 金属的封接形式包括玻璃釉封接、金属焊接封接、 活化金层封接、激光焊接、固相封接等。
气流粉碎:
扁平式气流粉碎机
管道式气流粉碎机
合成法
(1)固相法 1.烧结法: A(S)+B(S)→C(S)十D(G) 2.热分解反应基本形式(S代表固相,G代表气相): Sl→S2十G1 3.化合反应法:A(s)+B(s)→C(s)+D(g) 4.氧化还原法或还原碳化、还原氮化 如:3SiO2+6C+2N2 → Si3N4+6CO (2)液相法 盐溶液→盐晶体或氢氧化物→粉末 A.化学共沉淀法 B.溶胶凝胶法 C.喷雾热分解法