陶瓷的成型与烧结工艺

高温和均衡的气体压力作用下，烧结成致密的陶瓷体。

真空烧结
将粉体压坯放入到真空炉中进行烧结。真空烧结有
利于粘结剂的脱除和坯体内气体的排除，有利于实现高 致密化。

其他烧结方法
反应烧结、气相沉积成形、高温自蔓延（SHS）烧
结、等离子烧结、电火花烧结、电场烧结、超高压烧结、 微波烧结等
第五节

陶瓷烧结的后处理

塑性成形
借鉴金属的挤 压成形和轧制成
形工艺。

挤制成形
将具有 可塑性的泥 料，通过挤 机嘴成形。

轧膜成形
将陶瓷粉体和粘结剂、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
得薄片瓷坯。

带式成形
一般用于制备厚度＜ 80μm的坯片。
的封接技术有：玻璃釉封接、金属化焊料封接、激光焊
接、烧结金属粉末封装等。
表面施釉
表面施釉是通过高温加热，在陶瓷表面烧附一层玻
璃状物质使其表面具有光亮、美观、绝缘、防水等优异 性能的工艺方法。

工艺过程
釉浆制备
涂
釉
烧
釉

陶瓷的加工
为改善烧结后的陶瓷制件的表面光洁度、精确尺寸
或去除表面缺陷等，常利用磨削、激光以及超声波等加 工方法对其进行处理。
陶瓷的封接
在很多场合，陶瓷需要与其他材料封接使用。常用

注浆法成形
以水为溶剂、粘土为粘结剂和陶瓷粉体混合，配制
成的具有较好流动性的料浆，再将料浆注入到具有产品
形状的石膏模中成形的方法。

热压铸成形
这种成形方法借鉴了金属压铸成形的工艺思路，利
用石蜡的高温流变特性，对陶瓷石蜡流体进行压力下的
铸造成形。
1）料浆的制备：将经过陶瓷粉体与6～12％石蜡和 0.1～ 1％硬脂酸或油酸表面活性剂加热到60～80℃再与熔 化的石蜡混合即可。 2）压铸：在压缩空气作用下充型，保压冷却，脱模。
2）有机塑化剂：
有机塑化剂
粘结剂（如聚乙烯醇） 增塑剂（如甘油） 溶剂 （如无水乙醇）

塑化剂选用和加入的原则
1）在保证坯料一定可塑性的条件下，尽可能减少塑化 剂的用量。
2）选用塑化剂时，需考虑塑化剂在烧结时排除的难易
和排除温度等因素。

造 粒
造粒就是加入塑性剂后，将细颗粒原料制备成粒度
较粗的混合料，以改善其流动性。
第七章
陶瓷的成形原理及工艺
混合料的制备 陶瓷的成形方法 陶瓷的烧结理论 陶瓷的烧结方法 陶瓷烧结后的处理
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
第一节

混合料的制备
混合料的计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与称料
1）已知的化学计量式的配料计算； 2）根据化学成分进行的配料计算。
混合料配方的计算的两种基本形式：
称料时应注意的原则： 1）按组分含量由少到多的顺序称量。
第三节

陶瓷的烧结理论
概述
烧结是指高温条件下，坯体表面积减小，孔隙率降
定 义：
低、机械性能提高的致密化过程。 烧结驱动力： 粉体的表面能降低和系统自由能降低。
烧结的主要阶段： 1）烧结前期阶段（坯体入炉——90％致密化） ① 粘结剂等的脱除：如石蜡在250～400℃全部汽化
挥发。
② 随着烧结温度升高，原子扩散加剧，孔隙缩小，
固相烧结
液相烧结
按反应分类
气相烧结
活化烧结
反应烧结


常见的烧结方法
普通烧结
传统陶瓷在隧道窑中进行烧结，特种陶瓷大都在电
窑中进行烧结。

热压烧结
热压烧结是在烧结过程中同时对坯料施加压力，加
速了致密化的过程。所以热压烧结的温度更低，烧结时
间更短。

热等静压烧结
将粉体压坯或装入包套的粉体放入高压容器中，在
气相烧结（蒸汽压较高）

烧结过程的物质传递
气相传质（蒸发与凝聚为主）
烧结过程 中的物质 传递
固相传质（扩散为主）
液相传质（溶解和沉淀为主）

影响烧结的因素
原料粉末的粒度
烧结温度
影响因素 烧结时间
烧结气氛
第四节

陶瓷的烧结方法
烧结分类
常压烧结
按压力分类 压力烧结 普通烧结 按气氛分类 氢气烧结 真空烧结
2）采用累积称量法称量。

混料
根据计算的结果称料，多种组分的原料经过一定的
方法混合均匀的过程称为混料。（在球磨机中的混料过 程可同时实现粉碎和混合的双重目的。） 混料的两种基本形式： 1）干混 2）湿混

塑化
对于特种陶瓷，由于坯料中没有可塑性，在成形时
会出现裂纹，因此有必要在成形前进行塑化处理。 常用的塑化剂： 1）无机塑化剂：粘土等
颗粒间由点接触转变为面接触，孔隙缩小，连通孔
隙变得封闭，并孤立分布。 ③ 小颗粒间率先出现晶界，晶界移动，晶粒长大。
2）烧结后期阶段
① 孔隙的消除：晶界上的物质不断扩散到孔隙处，
使孔隙逐渐消除。
② 晶粒长大：晶界移动，晶粒长大。
烧结的分类：
固相烧结（只有固相传质） 烧 结 液相烧结（出现液相）
第二节

陶瓷的成形方法
模压成形
模压成形是将混合料加入到模具中，在压力机上压
成一定形状的坯体的方法。

手动压制

自动压制

冷等静压成形
利用液态、气体或橡胶等作为传压介质，在三维方
向对坯体进行压制的工艺。冷等静压可分为干式和湿式 两种形式。 湿式冷等静压（液体为传压介质） 冷等静压 干式冷等静压（气体或弹性体为传压介质）