陶瓷材料及其制备工艺
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钠长石(Ab) Na[AlSi3O8]或Na2O·Al2O3·6SiO2
钾长石(Or) K[AlSi3O8]或K2O·Al2O3·6SiO2
钙长石(An) Ca[Al2Si2O8]或Ca O·Al2O3·2SiO2
钡长石(Cn)
Ba[Al2Si2O8]或BaO·Al2O3·2SiO2
14
三、粉体的制备
(b)带式浅注工艺 流延法成型示意图
25
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。
再次，陶瓷又是一个原料来源丰富，传统技艺悠久，具有坚硬、 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。
10
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，
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－餐具
建筑陶瓷－地砖
电瓷
4
传统陶瓷的主要原料：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。
8
功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物-化学 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
9
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。
碱土硅酸盐类原料，碳酸盐类）
➢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
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
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。
16
气流粉碎：
扁平式气流粉碎机
管道式气流粉碎机
17
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
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。
15
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
（2）液相法 盐溶液→Hale Waihona Puke Baidu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
18
(3)气相法
CVD方法原理及气象沉淀产物示意图
19
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
6
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 工业用陶瓷
功能陶瓷
7
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
粘土矿物－高岭石
钾长石
石英 5
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。
21
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
22
2.等静压成型
等静压成型系统构造图
23
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
24
5.流延法成型
(a)刮刀工艺
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
13
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：
钾长石(Or) K[AlSi3O8]或K2O·Al2O3·6SiO2
钙长石(An) Ca[Al2Si2O8]或Ca O·Al2O3·2SiO2
钡长石(Cn)
Ba[Al2Si2O8]或BaO·Al2O3·2SiO2
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三、粉体的制备
(b)带式浅注工艺 流延法成型示意图
25
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。
再次，陶瓷又是一个原料来源丰富，传统技艺悠久，具有坚硬、 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。
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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，
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－餐具
建筑陶瓷－地砖
电瓷
4
传统陶瓷的主要原料：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。
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功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物-化学 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
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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。
碱土硅酸盐类原料，碳酸盐类）
➢新型陶瓷原料（氧化物原料，碳化物类原料，氮化物原料）
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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
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
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。
16
气流粉碎：
扁平式气流粉碎机
管道式气流粉碎机
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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
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。
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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
（2）液相法 盐溶液→Hale Waihona Puke Baidu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
18
(3)气相法
CVD方法原理及气象沉淀产物示意图
19
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
6
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 工业用陶瓷
功能陶瓷
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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
粘土矿物－高岭石
钾长石
石英 5
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。
21
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
22
2.等静压成型
等静压成型系统构造图
23
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
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5.流延法成型
(a)刮刀工艺
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
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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：