陶瓷坯体成形

6 5 4 3 2 1 0
0
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空气温度90℃ 80℃ 70℃ 60℃
5
10
15
20
25
自由含水率（%）
空气温度与干燥速率的影响
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4.2.1影响泥浆流动性的因素
1、固相的含量、颗粒大小和形状的影响 2、泥浆温度的影响 3、粘土及泥浆处理方法的影响 4、泥浆的pH值的影响
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4.2.2注浆过程的物理化学变化
1.注浆时的物理脱水过程 2.注浆时的化学凝聚过程:
Na-粘土＋CaSO4＋Na2SiO3→Ca-粘土＋CaSiO3↓+Na2SO4
（1）产品的形状、大小、厚薄等。 （2）坯料的工艺性能。 （3）产品的产量和质量要求。 （4）成型设备要简单，劳动强度要小，劳动条件要好。 （5）技术指标要高，经济效益要好。
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第二节 注浆成型
注浆成型工艺简单，适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、 壁薄及大型厚胎的制品。
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4.4.4 轧膜成型
轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料，拌以一定量的有机粘结剂(如聚乙烯醇等)和溶 剂，通过粗轧和精轧成膜片后再进行冲片成型。
1、工艺流程
瓷粉
粘合剂
增塑剂
水
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混合，粉碎 干燥
混料辊压（粗轧） 成型
压延辊（精轧）
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此法与前述纸带成型法均可用以制作垂直多孔筒状热交换器，两者各有优点。用 滚压法所制的坯体孔型较好，空气易于流通，但工艺较难控制。
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4.5.3 印刷成型
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。
石膏模
坯料含水量18～26%
干压成型法：使用钢模 ，坯料含水量6～8%
坯料含水量 30～40%
等静压成型法：使用橡皮膜，坯料含水量1.5～3%
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4.1.2 成型方法的选择
以图纸或样品为依据，确定工艺路线，选择合适的成型方法。选择成型 方法时，要从下列几方面来考虑：
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第三节 干压成型
4.3.1 干法压制的基本原理
1、粉料的基本性质 (1) 粒度和粒度的分布
V=a×b×c=πr3 即该颗粒等效半径为：
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（2）粉料的堆积性质
等径球体堆积形式及孔隙率
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包含回转筒、蒸馏 法
医药、食品、肥料、无机、有机化学药品、 陶瓷
转动型
医药、食品、肥料、无机、有机化学药品 粒状大的结晶
无机、有机化学药品、食品
表面张力、 干燥、结晶化
球状
表面张力、 干燥、结晶化
表面张力、 干燥、结晶化
搅拌、乳化、 悬浊反应
加热熔融、 化学反应
冷却、干燥、 剪切
球状
球状 球状 球状、块状 圆柱状、 角状
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4.5.2 滚压成型
它与轧膜成型有些相似，是以热塑性有机高分子物质作为粘合载体，将载体与陶 瓷粉料放在一起，加入封闭式混练器进行混练，练好后再进入热轧辊箱，轧制成一定 厚度引出，用冷空气进行冷却，然后卷轴待用。如欲制作其它定型坯带，则对从轧辊 箱出来的坯片，可趁热进行压花。
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第六节 坯体的干燥
坯体干燥的目的在于提高其机械强度，有利于装窑操作并保证烧成初期能够顺利 进行。
4.6.1干燥过程
1.0
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水份W(%)
0.5
0
1
0.0 0.0
△G
t′
2 3
0.5
干燥时间(h)
t″
W
1.0
干燥三个阶段
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4.5.5爆炸成型
50年代初， 爆炸成型最初用于TiC、TaC和Ni粉叶片的成型。炸药爆炸后，在几微 秒内产生的冲击压力可达1×106MPa。巨大的压力，以极快的速度作用在粉末体上，使 压坯获得接近理论密度和很高的强度。爆炸成型法可以成型形状复杂的制品，制品的 轮廓清晰，尺寸公差稳定，成本较低。目前，爆炸成型法已应用于铁氧体、金属陶瓷等 的生产。
4.4.1可塑成型分类
可塑成型是古老的一种成型方法。我国古代采用的手工拉坯就是最原始的可塑 法。常用的可塑成型方法主要是挤压成型、热压铸成型、胶态成型等。
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1、挤压成型 挤压成型时应该注意以下工艺问题： （1）挤制的压力； （2）挤出速率； （3）挤出管子时，管壁厚度必须能承受本身的重力作用和适应工艺要求； （4）挤压成型的缺陷。
表面张力、冷却、结 晶、削除
冷却、结晶、 离型
压力、脱型
机械应力、脱型 表面张力、相分离硬
化作用，
半球状 各种形状 各种形状 各种形状
球状
洗剂、肥料、食品、颜料、燃料、陶瓷
金属、无机药品、合成树脂 金属、无机、有机药品 无机药品、合成树脂 陶瓷、肥料、矿石、无机药品 合成树脂、医药、金属
使用沸点高的冷却 体
粘合剂
混磨
再混磨
真空 除气
增塑、润滑剂
流
烘
卷轴
延
干
待用
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2、流延成型浆料的制备 流延成型用浆料的制备方法是，先将通过细磨、煅烧的熟瓷粉加入溶剂，必要时
添加抗聚凝剂、除泡剂、烧结促进剂等进行湿式混磨； 再加入粘结剂、增塑剂、润滑剂等进行混磨以形成稳定的、流动性良好的浆料。
2、轧膜成型用塑化剂 各种轧膜瓷料用塑化剂的不同配比
坯料
高压电容 器
聚乙烯醇水 溶液
浓 度/ ％
用量 /ml
15 35
聚乙烯醇
乙醇 甘油 3～5
蒸馏水
塑化
剂用 量
压电喇叭 15 18
2
滤波器 15 24 压电陶瓷
900g
2
480g
240g
4000mL
18～ 20
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4.4.5 注射成型
1、工艺流程 用辊机 质粒压纹
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瓷粉
粘结剂
加热混练
加热挤 压制粒机
混练机 低温粉碎
用辊机低温 挤压成薄片
粒状粉料 注射成形 一次成型坯
柱塞式 预塑式 螺旋直列式
脱脂 脂
烧结
成品
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第五节 其他成型方法
4.5.1纸带成型
它与流延成型法有些类似，以一卷具有韧性的、低灰份的纸（如电容纸）带作为 载体。让这种纸带以一定的速度通过泥浆槽，粘附上合适厚度的浆料。通过烘干区并 形成一层薄瓷坯，卷轴待用。在烧结过程中，这层低灰份衬纸几乎被彻底燃尽而不留 痕迹。如泥浆中采用热塑性高分子物质作为粘结剂，则在加热软化的情况下，可将坯 带加压定型。
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2、热压铸成型工艺
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陶瓷热蜡铸工艺流程图
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3、热压铸成型的特点
热压铸成型适用于以矿物原料、氧化物、氮化物等为原料的新型陶瓷 的成型，尤其对外形复杂、精密度高的中小型制品更为适宜。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。
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4.4.2
造粒类型 熔融成行 回转筒型 回转盘型 析晶型
原料状态 熔融液 粉末、液体 粉末、液体 溶液
喷雾干燥型
造 喷雾冷水型 粒 成 喷雾空冷型 型 液相反应型
烧结炉型
3、轧膜成型的特点
轧膜成型具有工艺简单、生产效率高、膜片厚度均匀、生产设备简单、粉尘污染 小、能成型厚度很薄的膜片等优点。但用该法成型的产品干燥收缩和烧成收缩较干压 制品的大。
该法适于生产批量较大的1mm下的薄片状产品，在新型陶瓷生产中应用较为普遍。
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硅胶微粒聚合
有时不发生化学反 应
无机、有机药品、金属
合成树脂、金属、药品
食品、医药、 有机、无机药品 金属、合成树脂、食品
制品形状过大就不 能造粒
压缩成型
冲孔、切削、研磨
医药、化河妆品南、省液精晶品课程——陶瓷工微艺胶原束理
4.4.3流延成型
1、工艺流程
溶剂 细磨熟料 抗聚凝剂 除泡剂 烧结促进剂
变 形
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压力
加荷卸荷压力与变形的关系示意图
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4.3.4影响层裂的因素及防止方法
1、气体的影响。 2、坯体水分的影响。 3、加压次数对层裂的影响。 4、压制时间及压力的影响。
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第四节 可塑成型
可塑成型主要是通过胶态原料制备、加工，从而获得一定形状的陶瓷坏体。
挤压成型
溶液、泥浆 熔融液 熔融液 反应液 粉末 溶解液糊剂
板上滴下型
熔融液
铸造型 压片型 机械型
20乳22化/3型/24
熔融液 粉末 板棒
造粒机理 冷却、结晶、 削除
毛细管吸附力、化学 反应
毛细管吸附力、化学 反应
结晶化、冷却
粒子形状 板状、 花料状 球状
球状
各种形状
主要适用领域
备注
无机、有机药品、合成树脂
a－单面加压；b－双面同时加压；c－双面先后加压；d－四面加压
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3、加压速度的影响 4、添加剂的选用 （1）减少粉料颗粒间及粉料与模壁之间的摩擦，这种添加物又称润滑剂； （2）增加粉料颗粒之间的粘结作用，这类添加物又称粘合剂； （3）促进粉料颗粒吸附、湿润或变形，通常采用表面活性物质。 5、弹性后效
3、流延成型的特点 流延成型设备不太复杂，且工艺稳定，可连续操作，生产效率高，自动化水平
高，坯膜性能均匀一致且易于控制。但流延成型的坯料因溶剂和粘结剂等含量高， 因此坯体密度小，烧成收缩率有时高达20～21%。
流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷独石电容器、氧化铝陶瓷基片等新型陶瓷制 品。为电子元件的微型化，超大规模集成电路的应用，提供了广阔的前景。
2、强度的变化 第一阶段强度并不大 第二阶段强度直线提高 第三阶段强度变化也较平坦
3、坯体中压力的分布 坯体中压力分布不均匀，H/D比值愈大，则不均匀分布现象愈严重。
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4.3.3加压制度对坯体质量的影响
1、成型压力的影响 2、加压方式的影响
加压方式和压力分布关系图 (横条线为等密度线)
100
80
60
2
40
1
20
0
100
80
60
40
20
0
百分数（%）
干燥时随温度提高坯料中水的粘度和表面张力的变化
1-水的粘度；2-表面张力
干燥过程中，坯料内水分的粘度和表面张力随温度升高而降低
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在干燥过程中，干燥速度和干燥条件（空气的温度、湿度和流动速度）关系如图:
4.5.4 喷涂成型
此法所用的浆料与流延法、印刷法相似，但必须调得更稀一些，以便利用压缩空 气通过喷嘴，能使之形成雾粒，此法主要用以制造独石电容器，喷涂时以事先刻制好的 掩膜，挡住不应喷涂的部分，到一定程度可让其干燥，干后再作第二次、第三次喷涂， 到达预定厚度时，再更换掩膜，喷上所需的另一浆料。按这种金属浆料和陶瓷浆料，反 复更换掩膜，交替喷上，以获得独石电容器的结构。
陶瓷坯体的成形
第一节 概述
陶瓷的成型技术对于制品的性能具有重要影响。新型陶瓷成型方法的选择， 应当根据制品的性能要求、形状、尺寸、产量和经济效益等综合确定。
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4.1.1成型方法分类
成型方法
注浆成型法 可塑成型法
热法（热压注法）：钢模
冷法 有模 无模
常压冷法注浆 加压冷法注浆 抽真空冷法注浆
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4.2.3陶瓷坯体的注浆成型
1、基本注浆方法 ：空心注浆(单面注浆) 实心注浆(双面注浆)
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空心注浆(单面注浆)
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实心注浆(双面注浆)
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2、注浆用石膏模的主要缺陷 （1）开裂 （2）气孔与针眼 （3）变形 （4）塌落 （5）粘膜
(3) 粉料的拱桥效应(或称桥接)
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2、粉料的流动性Baidu Nhomakorabea
F=
N
cos
sin
粉料自然堆积的外形
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4.3.2压制过程坯体的变化
1、密度的变化
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坯体密度与压力的关系
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