1、一一 陶瓷的概念与分类陶瓷的概念与分类u传统陶瓷（普通陶瓷）传统陶瓷（普通陶瓷）“陶瓷陶瓷”是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原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、烧成等过程而制成的各种制品。料经过粉碎、混炼、成形、烧成等过程而制成的各种制品。传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物(如如粘土、长石、石英等粘土、长石、石英等)，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品。料和制品。陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属属“硅酸盐工业
2、硅酸盐工业”的范畴。的范畴。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学 1 1 原料的分类原料的分类根据根据原料的获得方式原料的获得方式分：矿物原料，化工原料。分：矿物原料，化工原料。根据根据工艺特性工艺特性分：可塑性原料，非可塑性原料（瘠性），分：可塑性原料，非可塑性原料（瘠性），熔剂性原料。熔剂性原料。根据根据使用用途使用用途分：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。分：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。根据根据矿物组成矿物组成分：粘土质原料，硅质原料，长石质原料，分：粘土质原料，硅质原料，长石质原料，钙质原料，镁质原料等。钙质原料，镁质原料等。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学粘土的分类粘土的分类一次粘土（残留粘土
3、或原生粘土）一次粘土（残留粘土或原生粘土）风化残积型风化残积型二次粘土（沉积粘土或次生粘土）二次粘土（沉积粘土或次生粘土）沉积型沉积型陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学 二二 粘土的组成粘土的组成 粘土的性能取决于粘土的组成，包括粘土的粘土的性能取决于粘土的组成，包括粘土的化学组成、化学组成、矿物组成和颗粒组成。矿物组成和颗粒组成。1 1、粘土的化学组成、粘土的化学组成SiOSiO2 2，AlAl2 2O O3 3，FeFe2 2O O3 3，TiOTiO2 2，CaOCaO，MgOMgO，K K2 2O O，NaNa2 2O O，I.L.I.
4、L.陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学u根据化学组成，可初步估计出粘土的矿物组成、粘土耐根据化学组成，可初步估计出粘土的矿物组成、粘土耐火度的高低、粘土的颜色及工艺性能等。火度的高低、粘土的颜色及工艺性能等。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学粘土是粘土是多矿物组成的混合物多矿物组成的混合物，含有二种或二种以上的粘土，含有二种或二种以上的粘土矿物和在形成过程中由于风化不完全或在冲刷漂移过程中矿物和在形成过程中由于风化不完全或在冲刷漂移过程中混入其它杂质矿物。混入其它杂质矿物。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学特点：特点：吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、白度吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、白度高、耐
5、火度高高、耐火度高 。（1 1）高岭石类矿物）高岭石类矿物陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学（2 2）蒙脱石类矿物）蒙脱石类矿物陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学 3 3、陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学定义：定义：粘土颗粒吸附的离子被其它同性电荷的离子置换，粘土颗粒吸附的离子被其它同性电荷的离子置换，发生离子交换的性质称为粘土的离子交换性。发生离子交换的性质称
6、为粘土的离子交换性。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学粘土在烧结过程中所表现出的各种物理变化粘土在烧结过程中所表现出的各种物理变化及性能。及性能。烧结性：烧结性：气孔率、吸水率、体积密度、收缩率等气孔率、吸水率、体积密度、收缩率等陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学v四四 粘土在陶瓷生产中的作用粘土在陶瓷生产中的作用陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第三节第三节 石英类原料石英类原料 二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO2 2）在地壳中的丰度约为）在地壳中的丰度约为6060。自然界。自然界中的结晶态二氧化硅
7、统称为石英。由于经历的地质作用及中的结晶态二氧化硅统称为石英。由于经历的地质作用及成矿条件不同，石英呈现多种状态，并有不同的纯度。成矿条件不同，石英呈现多种状态，并有不同的纯度。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学vSiOSiO2 2多晶转变的特点多晶转变的特点（1 1）高温型的缓慢转化（横向转化或一级转化）高温型的缓慢转化（横向转化或一级转化）（2 2）低温型的快速转化（纵向转化或二级转变）低温型的快速转化（纵向转化或二级转变）陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学 石英预烧，利于粉碎石英预烧，利于粉碎。陶瓷生产过程中必须注意陶瓷生产过程中必须注意升降温速度升降温速度的问题：在制品烧的问题：在制品烧成和冷却时
8、，处于晶型转化的温度阶段，应适当控制升温成和冷却时，处于晶型转化的温度阶段，应适当控制升温与冷却速度，以保证制品不开裂。与冷却速度，以保证制品不开裂。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学u釉料中釉料中,SiO,SiO2 2是玻璃质的主要成分，是玻璃质的主要成分，提高釉料的机械强度，提高釉料的机械强度，硬度，耐磨性，耐化学侵蚀性；提高釉料的熔融温度与粘度。硬度，耐磨性，耐化学侵蚀性；提高釉料的熔融温度与粘度。u烧成前，烧成前，调节泥料的可塑性调节泥料的可塑性，为生坯水分快速排除提供通路，为生坯水分快速排除提供通路，增加渗水性，有利于施釉工艺，增加渗水性，有利于施釉工艺，降低干燥收缩并加快干燥降低干燥收缩
9、并加快干燥。u烧成时，石英的加热膨胀可部分抵消坯体的收缩；高温时烧成时，石英的加热膨胀可部分抵消坯体的收缩；高温时石英部分溶解于液相，增加熔体的粘度，未溶解的石英颗粒石英部分溶解于液相，增加熔体的粘度，未溶解的石英颗粒构成坯体的骨架，构成坯体的骨架，防止坯体软化变形防止坯体软化变形。u可提高坯体的机械强度，透光度，白度。可提高坯体的机械强度，透光度，白度。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第四节第四节 长石类原料长石类原料一一 长石的种类和性质长石的种类和性质 长石类矿物是长石类矿物是架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐。酸盐。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学2 2 长石
10、的熔融特性长石的熔融特性 陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学注意！注意！陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学高温粘度和高温粘度系数要求高温粘度和高温粘度系数要求 一般要求高温粘度大，高温粘度系数小。一般要求高温粘度大，高温粘度系数小。二二 陶瓷工业对长石质量要求陶瓷工业对长石质量要求熔点的要求熔点的要求化学组成的要求化学组成的要求矿物组成的要求矿物组成的要求陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学三三 长石在陶瓷生产中的作用长石在陶瓷生产中的作用陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第五节第五节 碱土硅酸盐类原料碱土硅酸盐类原料u作用：作用：降低烧成温度，扩大烧成温度范围。降低烧成温度，扩大烧成温度范围。提高坯体白度，透明度，机
11、械强度和热稳定性。提高坯体白度，透明度，机械强度和热稳定性。在精陶坯体中用滑石代替长石，可降低釉的后期龟裂在精陶坯体中用滑石代替长石，可降低釉的后期龟裂。提高釉的弹性，热稳定性，增加釉的熔融温度范围。提高釉的弹性，热稳定性，增加釉的熔融温度范围。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第六节第六节 碳酸盐、硫酸盐及硼酸盐类原料碳酸盐、硫酸盐及硼酸盐类原料配料配料v满足产品的物理、化学性质和使用要求满足产品的物理、化学性质和使用要求 v考虑生产工艺及设备条件考虑生产工艺及设备条件 v拟定配方时应考虑经济上的合理性拟定配方时应
12、考虑经济上的合理性 v借鉴成熟配方借鉴成熟配方 v各原料在陶瓷材料中的作用各原料在陶瓷材料中的作用 坯料组成的表示方法v实际配料量（比）表示法实际配料量（比）表示法v化学组成表示法化学组成表示法v实验公式实验公式(赛格式赛格式)表示法表示法v矿物组成（示性组成）表示法矿物组成（示性组成）表示法坯料的种类和品质要求一、坯料的种类一、坯料的种类 （1 1）注浆坯料，含水率）注浆坯料，含水率282835%35%；（2 2）可塑坯料，含水率）可塑坯料，含水率181825%25%；（3 3）压制坯料，含水率）压制坯料，含水率3 36%6%（干压坯料）；（干压坯料）；含水率含水率7 715%15%（半干压
13、坯料）；（半干压坯料）；坯料：坯料：陶瓷原料经配料和一定的工艺加工，得陶瓷原料经配料和一定的工艺加工，得到的具有成形性能的多组分均匀的配合料到的具有成形性能的多组分均匀的配合料。二、坯料的品质要求二、坯料的品质要求 坯料的总体质量要求坯料的总体质量要求配方准确配方准确 组分均匀组分均匀 细度合理细度合理空气含量少空气含量少 u良好的可塑性良好的可塑性u满足成型和半成品的干燥强度满足成型和半成品的干燥强度u细度细度u含水量适当含水量适当u空气含量空气含量u干燥强度高干燥强度高u收缩率小收缩率小可塑泥料的品质要求可塑泥料的品质要求2 2、注浆坯料的品质要求、注浆坯料的品质要求 流动性好。流动性好。
14、悬浮性好。悬浮性好。触变性恰当。触变性恰当。滤过性好。滤过性好。泥浆含水量少。泥浆含水量少。脱模性好。脱模性好。3 3、压制粉料的品质要求、压制粉料的品质要求 流动性好流动性好 堆积密度大堆积密度大 含水率及水分均匀性含水率及水分均匀性形状、大小及粒度分布形状、大小及粒度分布坯料制备的主要工序及设备坯料制备的主要工序及设备一、原料的处理（原料精选、原料预烧）二、原料粉碎（粗碎、中碎和细碎（磨）三、筛分、除铁、搅拌四、泥浆脱水（浆料 泥团；浆料 粉料）五、练泥（塑性泥料）六、造粒（压制粉料）七、陈腐u根据粉碎后粉料的粒度可分为：根据粉碎后粉料的粒度可分为：粗碎粗碎（40-50mm40-50mm）
15、，），颚式破碎机颚式破碎机；中碎中碎（0.3-0.5mm0.3-0.5mm），），轮辗机轮辗机、雷蒙机；、雷蒙机；细碎细碎（60m60m），），球磨机球磨机、雷蒙机；、雷蒙机；超细粉碎超细粉碎（几个（几个mm），振动磨、气流粉碎等。），振动磨、气流粉碎等。u原料粉碎：原料粉碎：块状固体物料在机械力的作用下块状固体物料在机械力的作用下而破碎使块度或粒度达到要求的操作。而破碎使块度或粒度达到要求的操作。粉碎的四种方法粉碎的四种方法压碎；研磨；劈裂；撞击压碎；研磨；劈裂；撞击球磨机球磨机u陶瓷行业多采用陶瓷行业多采用间隙式球间隙式球磨机，采用湿磨磨机，采用湿磨。u影响效率的主要因素：影响效率的主要因
16、素：球磨转速、研磨介质（多少、大小、形状、级配、球磨转速、研磨介质（多少、大小、形状、级配、密度）、料球水比、加料粒度、加料方式。密度）、料球水比、加料粒度、加料方式。1 1、压滤脱水、压滤脱水（机械脱水）：（机械脱水）：2020-25%25%间歇式间歇式压滤机压滤机2 2、喷雾干燥脱水、喷雾干燥脱水（热风脱水）：（热风脱水）：喷雾干燥塔喷雾干燥塔v 真空练泥的作用真空练泥的作用 经真空练泥后，可经真空练泥后，可排除空气排除空气，使，使泥料水分、组成分布均匀泥料水分、组成分布均匀，收缩减小，提高干燥强度，收缩减小，提高干燥强度,提高泥料的可塑性、致密度。提高泥料的可塑性、致密度。v 练泥分为练
17、泥分为粗练和真空练泥（精练）粗练和真空练泥（精练）。（真空）练泥机（真空）练泥机v影响泥料质量的因素影响泥料质量的因素 1 1）泥饼的水分高低及均匀性）泥饼的水分高低及均匀性。2 2）加料速度。）加料速度。3 3）真空度。）真空度。4 4）泥饼的温度和练泥机室内的温度。）泥饼的温度和练泥机室内的温度。5 5）练泥机结构。）练泥机结构。1)1)颗粒取向的定义：颗粒取向的定义：经过练泥的可塑泥团，其片状颗粒受外力的作用会沿其尺寸经过练泥的可塑泥团，其片状颗粒受外力的作用会沿其尺寸最大方向（长轴方向）重叠排列。最大方向（长轴方向）重叠排列。这种颗粒在平面内择优取这种颗粒在平面内择优取向的现象就是颗粒
18、取向。向的现象就是颗粒取向。v可塑泥团的颗粒取向可塑泥团的颗粒取向3 3）颗粒取向与收缩、变形的关系）颗粒取向与收缩、变形的关系无定向排列：无定向排列：在任何方向上颗粒取向是统计地均匀排列。在任何方向上颗粒取向是统计地均匀排列。定向排列：定向排列：颗粒沿一个方向排列。颗粒沿一个方向排列。无定向排列的坯体在各方向上的收缩是一致的。无定向排列的坯体在各方向上的收缩是一致的。定向排列收缩有差异，定向化程度越高，则各方向收缩越定向排列收缩有差异，定向化程度越高，则各方向收缩越大。大。陈腐：陈腐：坯料陈放一段时间后进入下一工序，坯料水分均匀，坯料陈放一段时间后进入下一工序，坯料水分均匀，性能提高。性能提
19、高。陈腐的作用机理陈腐的作用机理 ：1 1）通过）通过毛细管的作用毛细管的作用，使坯体中水分更加均匀。，使坯体中水分更加均匀。2 2）水和电解质的作用水和电解质的作用使粘土颗粒充分水化，发生离子使粘土颗粒充分水化，发生离子交换，同时非可塑性物质转变为粘土，可塑性提高。交换，同时非可塑性物质转变为粘土，可塑性提高。3 3）有机物：有机物：发酵腐烂可塑性提高。发酵腐烂可塑性提高。压制成形用坯料-墙地砖 墙地砖产品的显著特点是外形均为规则的薄板状。因而大多采用半干压法成形。含水率及水分均匀程度 粒度和粒度分布 粉料的堆积性质 容重 粉料的流动性（二）粒度和粒度分布 压制成形粉料必须具有适当的粒度和粒
20、度分布，以满足坯压制成形粉料必须具有适当的粒度和粒度分布，以满足坯料加工过程及烧结过程的要求。料加工过程及烧结过程的要求。造粒后粉料的假颗粒粒度和粒度分布应能满足压制成形的造粒后粉料的假颗粒粒度和粒度分布应能满足压制成形的要求，具有良好流动性、高的堆积密度、良好排气功能。要求，具有良好流动性、高的堆积密度、良好排气功能。通常压制成型所用粉料颗粒的最大尺寸是砖坯最小尺寸的通常压制成型所用粉料颗粒的最大尺寸是砖坯最小尺寸的1/51/101/51/10。(三)粉料的堆积性质 拱桥效应拱桥效应颗粒堆积情况颗粒堆积情况(四)粉料的流动性 离心式雾化离心式雾化气流式物化气流式物化压力式雾化压力式雾化坯料制
21、备过程工艺控制 一、原料水分的测定及配料的调配一、原料水分的测定及配料的调配二、球石质量的检查二、球石质量的检查三、泥料的细度控制三、泥料的细度控制四、泥浆性能的控制四、泥浆性能的控制水分、比重、流动性、稠化度水分、比重、流动性、稠化度等。等。五、坯粉性质的控制五、坯粉性质的控制(一一)坯粉干容重坯粉干容重(二二)坯粉流动性坯粉流动性(三三)坯粉水分坯粉水分u常用成形方法：常用成形方法：包括包括可塑法成形、注浆成形和压制成形可塑法成形、注浆成形和压制成形成形概述成形概述u成形：成形：将坯料加工成具有一定形状和尺寸的半成品。将坯料加工成具有一定形状和尺寸的半成品。塑性坯料塑性坯料浆料浆料粉料粉料
22、可塑成形原理：可塑成形原理：利用模具或刀具等的运动所造成的压力利用模具或刀具等的运动所造成的压力、剪力，挤压等外力对具有可塑性的坯料进行加工，迫、剪力，挤压等外力对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力的作用下发生可塑变形，制成坯体使坯料在外力的作用下发生可塑变形，制成坯体。第一节第一节 可塑成形可塑成形塑性变形塑性变形塑性泥团塑性泥团受外力受外力坯体坯体一一 塑性坯料成型性能塑性坯料成型性能1 1、可塑泥团的流变特性、可塑泥团的流变特性 空气空气0.51u可塑性泥团由固相、液相、少量气相组成的弹性可塑性泥团由固相、液相、少量气相组成的弹性塑性系统。塑性系统。粘土泥团的应力应变曲线粘土泥团的
23、应力应变曲线 当应力很小时，受应力当应力很小时，受应力的作用产生形的作用产生形变变，两者呈直线关系，且可逆。，两者呈直线关系，且可逆。当当y y，则出现假塑性变形，不可逆。，则出现假塑性变形，不可逆。假塑性变形：假塑性变形：除去泥团受到的应力，会部分地回复到除去泥团受到的应力，会部分地回复到原来状态（原来状态（用用y y表示表示），剩下的不可逆变形部分），剩下的不可逆变形部分n n叫叫做假塑性变形。做假塑性变形。屈服值：屈服值：由弹性变形过渡到假塑性变形的极限应力由弹性变形过渡到假塑性变形的极限应力y y，称为流动极限（或称流限）称为流动极限（或称流限）强度极限强度极限p p，泥团会开裂破坏，
24、泥团会开裂破坏u泥团的成形性能的评价指标泥团的成形性能的评价指标 一般可以近似地用一般可以近似地用屈服值和最大变形量的乘积屈服值和最大变形量的乘积（评价泥料的成型能力。评价泥料的成型能力。一定含水率一定含水率屈服值随泥团中水分增加而降低屈服值随泥团中水分增加而降低含水量降低，含水量降低，屈服值屈服值y：泥团开始假塑性变形时须加的应力；泥团开始假塑性变形时须加的应力；y高高防受偶然的外力产生变形，保证成型时有足防受偶然的外力产生变形，保证成型时有足够的稳定性够的稳定性u矿物种类矿物种类粘土矿物的结构粘土矿物的结构 伊利石伊利石 高岭石高岭石 蒙脱石蒙脱石u固相颗粒大小和形状固相颗粒大小和形状 颗
25、粒愈细，颗粒愈细，分散度越大，比表面积愈大，颗粒表分散度越大，比表面积愈大，颗粒表面形成水膜所需的水分愈多，产生的毛细管力越大，面形成水膜所需的水分愈多，产生的毛细管力越大，可塑性越好。可塑性越好。层状、短柱状颗粒层状、短柱状颗粒比球状和立方状颗粒的比球状和立方状颗粒的可塑性可塑性好好（易形成面与面的接触，毛细管半径小（易形成面与面的接触，毛细管半径小力大；力大；对称性低，移动阻力大）对称性低，移动阻力大）2 2、影响泥团可塑性的因素、影响泥团可塑性的因素u吸附阳离子的种类吸附阳离子的种类 粘土胶团间的吸引力影响坯料的可塑性，吸引力大，则粘土胶团间的吸引力影响坯料的可塑性，吸引力大，则可塑性高
26、；可塑性高；液相的数量和种类液相的数量和种类浸润能力和液相的粘度、表面张力浸润能力和液相的粘度、表面张力 坯料中加入水分适当时才呈现最佳的可塑性坯料中加入水分适当时才呈现最佳的可塑性 表面张力大，可塑性高；粘度高，则可塑性高表面张力大，可塑性高；粘度高，则可塑性高生产中提高坯料可塑性的常用措施生产中提高坯料可塑性的常用措施 （1 1）将粘土原矿进行淘洗，除去所夹杂的非可塑性物）将粘土原矿进行淘洗，除去所夹杂的非可塑性物料，或长期风化。料，或长期风化。（2 2）把湿润了的粘土或坯料施以长期陈腐。）把湿润了的粘土或坯料施以长期陈腐。（3 3）对泥料进行真空练泥。）对泥料进行真空练泥。（4 4）掺用
27、少量的强可塑性粘土。）掺用少量的强可塑性粘土。（5 5）控制球磨的细度）控制球磨的细度（6 6）必要时加入增塑剂，如糊精、羧甲基纤维素等。）必要时加入增塑剂，如糊精、羧甲基纤维素等。1.1.注浆成形机理注浆成形机理 注浆过程基本上可分成三个阶段注浆过程基本上可分成三个阶段 u从泥浆注入石膏模吸水开始到形成薄泥层为第一阶段从泥浆注入石膏模吸水开始到形成薄泥层为第一阶段u形成薄泥层，泥层逐渐增厚，直到形成注件为第二阶段形成薄泥层，泥层逐渐增厚，直到形成注件为第二阶段u从雏坯形成到脱模为收缩脱模阶段从雏坯形成到脱模为收缩脱模阶段石膏模的毛细管力石膏模的毛细管力 注浆过程的推动力：注浆过程的推动力：注
28、浆成形注浆成形 1.1.流动性流动性u固相含量、颗粒大小和形状固相含量、颗粒大小和形状u泥浆的温度泥浆的温度u粘土及泥浆处理方法粘土及泥浆处理方法（水化膜的厚度）（水化膜的厚度）u电解质的作用电解质的作用u陈腐陈腐u泥浆的泥浆的pHpH值值二二 影响泥浆浇注性能的因素影响泥浆浇注性能的因素 2.2.吸浆速度吸浆速度 减少模型的阻力减少模型的阻力降低泥层阻力降低泥层阻力提高吃浆过程的推动力提高吃浆过程的推动力提高泥浆的温度，提高模型的的温度提高泥浆的温度，提高模型的的温度3 3 脱模性脱模性 4 4 挺实能力挺实能力5 5 加工性加工性4空心注浆（单面注浆）空心注浆（单面注浆）对泥浆性能要求：对
29、泥浆性能要求：比重小，稳定性好，触变性较小，细度较细比重小，稳定性好，触变性较小，细度较细1 1 基本注浆方法：包括空心注浆和实心注浆基本注浆方法：包括空心注浆和实心注浆三三 注浆成形方法注浆成形方法4实心注浆（双实心注浆（双面注浆）面注浆）对泥浆性能要求：对泥浆性能要求：比重大，触变性较大，泥浆颗粒可稍粗比重大，触变性较大，泥浆颗粒可稍粗2 加速注浆法 包括压力注浆、离心注浆和真空注浆等 压制成形是将坯料加入到模具中，在压机上压成压制成形是将坯料加入到模具中，在压机上压成一定形状的坯体的方法。一定形状的坯体的方法。第三节第三节 粉料的成形粉料的成形 生产过程简单，致密度高，制品尺寸精确，表面
30、质生产过程简单，致密度高，制品尺寸精确，表面质量高，设备机械化、自动化程度高，可以连续化生产。量高，设备机械化、自动化程度高，可以连续化生产。对于制品形状复杂的制品难于成型，模具磨损大；对于制品形状复杂的制品难于成型，模具磨损大；压力分布不均，致密度不均（相对而言）。压力分布不均，致密度不均（相对而言）。原理：原理：1 1 粒度和粒度分布粒度和粒度分布 直接影响坯体的致密度、收缩率、强度。直接影响坯体的致密度、收缩率、强度。很细或很粗的粉料，在一定压力下被压紧成型的能很细或很粗的粉料，在一定压力下被压紧成型的能力较差。力较差。造粒造粒 2 2 粉料的堆积特性粉料的堆积特性 最紧密堆积最紧密堆积
31、容重容重一一 粉料的工艺性质粉料的工艺性质4 4 粉料的拱桥效应粉料的拱桥效应加压或振动消除加压或振动消除 合适的加压方式合适的加压方式粉料自然堆积的外形粉料自然堆积的外形 n 粉料在模型中的填充速度和填充程度粉料在模型中的填充速度和填充程度 1 1 密度的变化密度的变化二二 粉料的致密化过程粉料的致密化过程坯体密度与压力关系坯体密度与压力关系 4密度随压力增大迅速增加密度随压力增大迅速增加 排除假颗粒间空隙排除假颗粒间空隙4密度随压力增大变化缓慢密度随压力增大变化缓慢 排除真颗粒间空隙排除真颗粒间空隙4密度随压力增大迅速增加密度随压力增大迅速增加 密实阶段密实阶段 原因：大量颗粒产生相对滑原
32、因：大量颗粒产生相对滑动和位移，位置重新排列，孔动和位移，位置重新排列，孔隙减少、假颗粒破裂、拱桥破隙减少、假颗粒破裂、拱桥破坏、坯体密度增加；且压力越坏、坯体密度增加；且压力越大，发生位移和重排的颗粒愈大，发生位移和重排的颗粒愈多，孔隙消失越快，坯体密度多，孔隙消失越快，坯体密度越大。越大。原因：坯体中宏观的大量孔隙原因：坯体中宏观的大量孔隙已不存在，颗粒间的接触由简已不存在，颗粒间的接触由简单的点、线或小块面的接触发单的点、线或小块面的接触发展为复杂的点、线、面接触。展为复杂的点、线、面接触。原因：颗粒断裂、变形，发生原因：颗粒断裂、变形，发生滑移和重排，孔隙继续填充。滑移和重排，孔隙继续
33、填充。2 2 强度的变化强度的变化 颗粒间接触不大颗粒间接触不大 ，强度较小。强度较小。弹性弹性塑性阶段，颗粒间接触塑性阶段，颗粒间接触增大，增大，强度直线上升。强度直线上升。强度变化不大强度变化不大。坯体强度与成形压力的关系坯体强度与成形压力的关系 成形致密化出现的现象：坯体中压力的分布不均成形致密化出现的现象：坯体中压力的分布不均n原因：原因：A A坯粉料颗粒移动和重新排列时，颗粒之间产坯粉料颗粒移动和重新排列时，颗粒之间产生内摩擦力。生内摩擦力。B B颗粒与模型之间有外摩擦力颗粒与模型之间有外摩擦力妨碍妨碍了压制压力的传递了压制压力的传递压力衰减。压力衰减。n现象：现象：离开如压面的距离
34、愈大，刚受到的压力愈小，离开如压面的距离愈大，刚受到的压力愈小，H/DH/D比值愈大，则压力不均匀分布现象愈严重。比值愈大，则压力不均匀分布现象愈严重。1 1 成形压力成形压力三三 影响坯体密度的因素影响坯体密度的因素 应保证坯体质量好、生产效率高的同时，选用尽量高的应保证坯体质量好、生产效率高的同时，选用尽量高的成形压力。成形压力。考虑原料成分、坯料水份、制品的形状考虑原料成分、坯料水份、制品的形状和尺寸和尺寸 单面加压单面加压：压力分布不均，有低压区，死角：压力分布不均，有低压区，死角双面加压双面加压：消除底面的低压区，死角。但空气易被挤到坯体：消除底面的低压区，死角。但空气易被挤到坯体
35、中间部位，使中部密度小。中间部位，使中部密度小。3 3 加压速度和保压时间加压速度和保压时间4 4 添加剂的选用添加剂的选用 减少粉料颗粒间及粉料与模壁的摩擦减少粉料颗粒间及粉料与模壁的摩擦-润滑剂润滑剂 增加粉料颗粒间的粘结作用增加粉料颗粒间的粘结作用粘结剂粘结剂 促进粉料颗粒间吸附，湿润或变形促进粉料颗粒间吸附，湿润或变形表面活性剂表面活性剂调整坯料性能的添加剂调整坯料性能的添加剂 1 1 解凝剂（解胶剂，稀释剂）解凝剂（解胶剂，稀释剂）用来改善泥浆的流动性用来改善泥浆的流动性，使其在低水分的情况下粘度，使其在低水分的情况下粘度适当便于浇注。适当便于浇注。2 2 结合剂结合剂 用来提高可塑
36、泥团的可塑性用来提高可塑泥团的可塑性，增强生坯的强度。，增强生坯的强度。3 3 润滑剂润滑剂 用于提高粉料的湿润性用于提高粉料的湿润性。减少粉料颗粒间及粉料与模。减少粉料颗粒间及粉料与模壁之间的摩擦，以促进压制坯体密度增大和均匀化。壁之间的摩擦，以促进压制坯体密度增大和均匀化。一一 添加剂的种类添加剂的种类 干燥干燥受热体水分（或液体）减少到使用标准为止的过程受热体水分（或液体）减少到使用标准为止的过程（广义）（广义）水分（或液体）的加热蒸发过程水分（或液体）的加热蒸发过程（狭义）（狭义）干燥作用与干燥过程干燥作用与干燥过程 湿物料的干燥过程：热湿物料的干燥过程：热量交换和质量交换。量交换和质
37、量交换。外扩散过程：物料表面外扩散过程：物料表面产生的水蒸气向干燥介产生的水蒸气向干燥介质移动质移动 内扩散过程：物料内部内扩散过程：物料内部的水分由浓度较高的内的水分由浓度较高的内层向浓度较低的外层移层向浓度较低的外层移动。动。坯体中水分的种类坯体中水分的种类自由水（通过干燥排除）自由水（通过干燥排除）大气吸附水大气吸附水结构水结构水二二 干燥过程干燥过程 13时间时间升速阶段升速阶段等速阶段等速阶段 降速阶段降速阶段 平衡阶段平衡阶段 介质温度介质温度21 1坯体含水率坯体含水率 2 2干燥速度干燥速度 3 3坯体表面温度坯体表面温度ABCDO 坯体干燥过程四个阶段示意图坯体干燥过程四个阶
38、段示意图干燥过程各阶段的特征：干燥过程各阶段的特征：O OA A 升速干燥阶段升速干燥阶段，温度逐渐升高至干燥介质湿球温度，温度逐渐升高至干燥介质湿球温度T TA A。干燥速度由零升至最大，蒸发表面水分。干燥速度由零升至最大，蒸发表面水分。吸热蒸发水分，提高坯体温度。吸热蒸发水分，提高坯体温度。收缩很小。收缩很小。A AB B等速干燥阶段等速干燥阶段，表面温度不变，表面温度不变，干燥速度保持衡定，内扩散速度等于外扩散速度。干燥速度保持衡定，内扩散速度等于外扩散速度。吸热全部用于蒸发水分。吸热全部用于蒸发水分。收缩较大。收缩较大。B B C C降速干燥阶段，降速干燥阶段，表面温度表面温度升高至介
39、质温度。升高至介质温度。干燥速度干燥速度逐渐减小至零，与介质达到平衡。逐渐减小至零，与介质达到平衡。吸热吸热蒸发水分，提高坯体温度。蒸发水分，提高坯体温度。收缩收缩基本不收缩。基本不收缩。继续干燥仅增加坯体内部孔隙继续干燥仅增加坯体内部孔隙C CD D平衡阶段，平衡阶段，坯体与介质达到平衡状态，干燥过程完成。坯体与介质达到平衡状态，干燥过程完成。坯体表面水分达到平衡水分时，干燥速度为坯体表面水分达到平衡水分时，干燥速度为0 0 干燥最终水分取决与干燥介质的温度和湿度干燥最终水分取决与干燥介质的温度和湿度1 1）B B点称为临界点，之后进入干燥安全状态点称为临界点，之后进入干燥安全状态2 2）C
40、 C点平衡状态点，标志着干燥结束。但含水率不为零点平衡状态点，标志着干燥结束。但含水率不为零3 3）干燥速度取决与内部扩散速度和表面汽化速度两个过程）干燥速度取决与内部扩散速度和表面汽化速度两个过程 干燥制度干燥制度达到一定的干燥速度，各个干燥阶段应选用的干达到一定的干燥速度，各个干燥阶段应选用的干燥参数。燥参数。最佳干燥制度最佳干燥制度最短时间内获得无干燥缺陷的生坯的制度。最短时间内获得无干燥缺陷的生坯的制度。第二节第二节 干燥制度的确定干燥制度的确定1 1、影响内扩散的因素影响内扩散的因素内因：内因：含水率，生坯组成，结构等含水率，生坯组成，结构等 水分降低，收缩降低，内扩散速度提高水分降
41、低，收缩降低，内扩散速度提高 引入阳离子可提高内扩散速度，保证一定的强度引入阳离子可提高内扩散速度，保证一定的强度外因：外因：温度温度 温度提高，毛细管表面张力下降，内扩散速度提温度提高，毛细管表面张力下降，内扩散速度提 高。应保证温度梯度、湿度梯度一致。高。应保证温度梯度、湿度梯度一致。一一 影响干燥速度的因素影响干燥速度的因素2 2、影响外扩散的因素、影响外扩散的因素 干燥介质及生坯表面蒸汽分压干燥介质及生坯表面蒸汽分压 干燥介质及生坯表面温度干燥介质及生坯表面温度 干燥介质的流速和方向及生坯表面粘滞气膜的厚度干燥介质的流速和方向及生坯表面粘滞气膜的厚度 热量的供给方式等热量的供给方式等3
42、 3、其它影响因素、其它影响因素 坯体形状、尺寸，干燥器的结构类型。坯体形状、尺寸，干燥器的结构类型。二、二、确定干燥介质参数的依据确定干燥介质参数的依据1 1、干燥介质的温度、干燥介质的温度1 1）坯体的大小、形状、厚度、组成、含水率）坯体的大小、形状、厚度、组成、含水率2 2）热能的充分利用和设备的因素）热能的充分利用和设备的因素 2 2、干燥介质的湿度干燥介质的湿度 3 3、干燥介质的流速流量、干燥介质的流速流量 外扩散：空气的流速，外扩散：空气的流速，流量流量 温度不宜很高，温度不宜很高，可加大空气的流速和流量可加大空气的流速和流量 高速均匀的热风可使干燥速度提高高速均匀的热风可使干燥
43、速度提高干燥方法自然干燥自然干燥热空气干燥热空气干燥工频电干燥工频电干燥直流电干燥直流电干燥辐射干燥辐射干燥综合干燥等综合干燥等人工干燥人工干燥干燥方法干燥方法自然对流干燥自然对流干燥以空气以空气(大气大气)作为干燥介质，由于空气密度不同而引起作为干燥介质，由于空气密度不同而引起对流，进行干燥。对流，进行干燥。多用于泥料和成形后湿坯的干燥。多用于泥料和成形后湿坯的干燥。对流干燥对流干燥一、热空气干燥一、热空气干燥强制对流干燥强制对流干燥 采用强制通风手段，利用具有一定流速的热空气吹拂欲采用强制通风手段，利用具有一定流速的热空气吹拂欲干燥的坯体表而，使其得到干燥的方法。干燥的坯体表而，使其得到干
44、燥的方法。（1 1）间歇式）间歇式室式干燥室式干燥室室特点：设备简单，造价低廉，热效率低，干燥周期长。特点：设备简单，造价低廉，热效率低，干燥周期长。隧道式干燥、链式干燥、隧道式干燥、链式干燥、辊道传送式干燥、辊道传送式干燥、喷雾干燥等喷雾干燥等（2 2）连续式干燥）连续式干燥二二 辐射干燥（高频、微波和红外干燥）辐射干燥（高频、微波和红外干燥）远红外干燥远红外干燥特点：特点：1 1）干燥速度快，生产效率高，节省能耗。）干燥速度快，生产效率高，节省能耗。2 2）设备小巧，造价低，费用低。）设备小巧，造价低，费用低。3 3）干燥质量好，表面内部同时吸收，热湿扩散方向一致，）干燥质量好，表面内部同
45、时吸收，热湿扩散方向一致，均匀，不易产生缺陷。均匀，不易产生缺陷。三三 工频电干燥工频电干燥一一 干燥缺陷及原因分析干燥缺陷及原因分析 1 1、缺陷、缺陷变形变形 、开裂、开裂 第四节干燥缺陷分析第四节干燥缺陷分析1 1）配方设计和坯料制备的原因配方设计和坯料制备的原因2 2）成形过程的原因）成形过程的原因3 3）干燥过程的原因）干燥过程的原因4 4）器型设计不合理）器型设计不合理原因原因 二、解决干燥缺陷的措施二、解决干燥缺陷的措施1 坯体配方稳定；坯体配方稳定；2 控制水分；控制水分；3 双面干燥；双面干燥；4 控制干燥制度；控制干燥制度；烧成烧成：陶瓷坯体通过：陶瓷坯体通过高温热处理高温
46、热处理，发生一系列物理化学变，发生一系列物理化学变化，矿物组成、显微结构发生变化，最终得到具有某种特化，矿物组成、显微结构发生变化，最终得到具有某种特定要求的陶瓷制品的工艺过程。定要求的陶瓷制品的工艺过程。概述概述v一次烧成与二次烧成一次烧成与二次烧成 一次烧成一次烧成：成形、干燥或施釉后的生坯，在陶瓷窑内一成形、干燥或施釉后的生坯，在陶瓷窑内一次烧成陶瓷产品的工艺路线。次烧成陶瓷产品的工艺路线。特点特点：工艺流程简化；劳动生产率高；成本低，占地少工艺流程简化；劳动生产率高；成本低，占地少；节约能源。；节约能源。二次烧成二次烧成：即先素烧后施釉，再釉烧的工艺路线。分为即先素烧后施釉，再釉烧的工
47、艺路线。分为低温素烧高温釉烧低温素烧高温釉烧和和高温素烧低温釉烧高温素烧低温釉烧。特点：避免气泡、针孔、吸釉、干釉等釉面缺陷，提高特点：避免气泡、针孔、吸釉、干釉等釉面缺陷，提高坯体强度和密度，增加釉面的白度和光泽度，提高釉面质量坯体强度和密度，增加釉面的白度和光泽度，提高釉面质量，提高产品合格率。，提高产品合格率。瓷质：瓷质：长石质长石质、滑石质、骨质瓷、滑石质、骨质瓷、第一节第一节 坯体加热过程中的物理化学变化坯体加热过程中的物理化学变化按照长石质瓷加热过程中的变化特点大致可分为按照长石质瓷加热过程中的变化特点大致可分为四个四个阶段：阶段：（1 1）低温阶段）低温阶段常温常温300300（
48、2 2）氧化分解阶段）氧化分解阶段300300950950（3 3）高温阶段）高温阶段950950烧成温度烧成温度（4 4）冷却阶段）冷却阶段烧成温度室温烧成温度室温排除干燥残余水分和吸附水，少量收缩或不收缩，排除干燥残余水分和吸附水，少量收缩或不收缩，气孔率、强度略有增加；气孔率、强度略有增加；基本无化学变化。基本无化学变化。低温阶段低温阶段/1.排除机械水、吸附水排除机械水、吸附水2.质量减小，气孔率增质量减小，气孔率增大大室温室温300低温阶段低温阶段化学变化化学变化物理变化物理变化重要变化重要变化温度范围温度范围阶段名称阶段名称1 1 化学变化化学变化（1 1）氧化反应）氧化反应碳素和
49、有机物氧碳素和有机物氧化化黄铁矿（黄铁矿（FeSFeS2 2）等有害物质氧化）等有害物质氧化氧化与分解阶段氧化与分解阶段（2）分解反应）分解反应结构水排除：粘土原料和其它含水矿物进行结构水的排除。碳酸盐、硫酸盐分解碳酸盐、硫酸盐分解（3 3）石英晶型转变）石英晶型转变（1 1）重量减轻，气孔率提高，有一定的收缩；）重量减轻，气孔率提高，有一定的收缩；（2 2）有少量液相产生，后期强度有一定提高。）有少量液相产生，后期强度有一定提高。位移型相变位移型相变/重建型相变重建型相变 在在10501050以前，继续上述的氧化分解反应并排除结构水以前，继续上述的氧化分解反应并排除结构水 硫酸盐的分解和硫酸
50、盐的分解和高价铁的还原与分解（在还原气氛下）高价铁的还原与分解（在还原气氛下）高温阶段高温阶段1 1 化学反应化学反应 形成大量液相和莫来石形成大量液相和莫来石 长石熔融长石熔融+低共熔物低共熔物+溶解石英和粘土溶解石英和粘土 大量液相大量液相+一次莫来石生成一次莫来石生成+二次莫来石二次莫来石 新相的重结晶和坯体的烧结新相的重结晶和坯体的烧结 晶粒长大，晶界移动，致密烧结。晶粒长大，晶界移动，致密烧结。气孔率降低，坯体收缩较大，强度提高，颜色变化。气孔率降低，坯体收缩较大，强度提高，颜色变化。烧成制度烧成制度烧成制度烧成制度温度制度温度制度（包括各阶段的升温速率、降温（包括各阶段的升温速率、
