陶瓷工藝學(xué)4陶瓷成型

1、第五章第五章 陶瓷成型陶瓷成型緒緒 言言第一節(jié) 坯料的成型性能 陶瓷制品的成型方法主要分三類：陶瓷制品的成型方法主要分三類：可塑法成型可塑法成型基于坯料具有良好的可塑性進(jìn)行?；谂髁暇哂辛己玫目伤苄赃M(jìn)行。注漿法成型注漿法成型基于坯料具有良好的液態(tài)流動性進(jìn)行?；谂髁暇哂辛己玫囊簯B(tài)流動性進(jìn)行。壓制法成型壓制法成型基于坯料在較大外加壓力下具有良好的固態(tài)流動基于坯料在較大外加壓力下具有良好的固態(tài)流動性及結(jié)合性完成。性及結(jié)合性完成。 可塑法成型具有多種實用方法。如：可塑法成型具有多種實用方法。如：拉坯成型拉坯成型滾壓成型滾壓成型純手工圍筑塑造成型工藝純手工圍筑塑造成型工藝 注漿法成型舉例注漿法成型舉例

2、空心注漿空心注漿( (單面吃漿單面吃漿) ) 實心注漿實心注漿( (雙面吃漿雙面吃漿) ) 注漿法成型舉例注漿法成型舉例 壓制法成型壓制法成型釉面廣場磚釉面廣場磚 外墻磚外墻磚 一、可塑泥料的成型性能一、可塑泥料的成型性能 （一）可塑泥料的流變特性（一）可塑泥料的流變特性 流變學(xué)是研究物體流動和變形的科學(xué)，綜合研究物體的彈性應(yīng)流變學(xué)是研究物體流動和變形的科學(xué)，綜合研究物體的彈性應(yīng)變、塑性變形和粘性流動。物體的流變特性系指其在某一時刻所變、塑性變形和粘性流動。物體的流變特性系指其在某一時刻所表現(xiàn)出的應(yīng)力與應(yīng)變的定量關(guān)系。表現(xiàn)出的應(yīng)力與應(yīng)變的定量關(guān)系。 關(guān)于流變學(xué)的一些基本知識關(guān)于流變學(xué)的一些基本

3、知識dydvxxy剪剪切切應(yīng)應(yīng)力力表觀表觀粘度粘度速度速度梯度梯度 可塑法成型和注漿法成型用坯料的性能都涉及它們的流變特性?？伤芊ǔ尚秃妥{法成型用坯料的性能都涉及它們的流變特性。xyv 幾種基本流體類型幾種基本流體類型Shear thinningShear thickening（脹流型流體）（脹流型流體）（假塑性流體）（假塑性流體）（牛頓型流體）（牛頓型流體）（賓漢型流體）（賓漢型流體）y 可塑泥料受應(yīng)力作用而可塑泥料受應(yīng)力作用而產(chǎn)生變形時，既有短暫的產(chǎn)生變形時，既有短暫的彈性變形階段（彈性變形階段（OA段），段），又有塑性變形階段。又有塑性變形階段。 但當(dāng)應(yīng)力超過彈性形變但當(dāng)應(yīng)力超過彈性形

4、變的極限應(yīng)力值的極限應(yīng)力值y y之后，泥之后，泥料即產(chǎn)生不可逆的假塑性料即產(chǎn)生不可逆的假塑性變形，且變形量隨應(yīng)力的變形，且變形量隨應(yīng)力的增大而增大增大而增大。oA粘土泥料應(yīng)力粘土泥料應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 若撤除外加應(yīng)力，則發(fā)生假若撤除外加應(yīng)力，則發(fā)生假塑性變形的泥料只能部分地恢塑性變形的泥料只能部分地恢復(fù)原狀態(tài)（復(fù)原狀態(tài)（y），剩下的不可逆），剩下的不可逆變形部分變形部分（n）叫做）叫做 “假塑性變假塑性變形形”。n部分是由于泥料中的礦部分是由于泥料中的礦物顆粒產(chǎn)生了相對位移所致。物顆粒產(chǎn)生了相對位移所致。 p p和和p 分別為泥料受力出現(xiàn)分別為泥料受力出現(xiàn)裂紋（破壞）時的極限應(yīng)力值和裂紋（破

5、壞）時的極限應(yīng)力值和變形量變形量。 p p和和 p p的大小取決于所加應(yīng)的大小取決于所加應(yīng)力的速度和應(yīng)力在泥料中擴(kuò)散的力的速度和應(yīng)力在泥料中擴(kuò)散的速度。速度。oA粘土泥料應(yīng)力粘土泥料應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 可塑泥料還具有一個可塑泥料還具有一個特點，即：當(dāng)其受外力特點，即：當(dāng)其受外力作用產(chǎn)生變形后，若維作用產(chǎn)生變形后，若維持其變形量不變，則泥持其變形量不變，則泥料中的應(yīng)力會逐漸減小料中的應(yīng)力會逐漸減小直至消失。直至消失。 泥料中的應(yīng)力降到一泥料中的應(yīng)力降到一定值時所需的時間叫做定值時所需的時間叫做“應(yīng)力松弛期應(yīng)力松弛期”。 如果成型時泥團(tuán)的受力時間比其松弛期短得多，則在應(yīng)力作用期如果成型時泥團(tuán)的受

6、力時間比其松弛期短得多，則在應(yīng)力作用期間內(nèi)，泥料將來不及產(chǎn)生塑性變形（只產(chǎn)生彈性變形）間內(nèi)，泥料將來不及產(chǎn)生塑性變形（只產(chǎn)生彈性變形）。反之，則。反之，則將產(chǎn)生塑性變形而能保持變形后的形狀。將產(chǎn)生塑性變形而能保持變形后的形狀。oA粘土泥料應(yīng)力粘土泥料應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 因此，若要使泥料形成所因此，若要使泥料形成所要求坯體外形，成型時就要要求坯體外形，成型時就要使泥料受力時間足夠長，且使泥料受力時間足夠長，且成型壓力應(yīng)陸續(xù)、多次地作成型壓力應(yīng)陸續(xù)、多次地作用到泥料上。用到泥料上。 在塑性泥料的流變性參在塑性泥料的流變性參數(shù)中，屈服值數(shù)中，屈服值y y 和最大變和最大變形量形量p 對成型過程具有

7、重要對成型過程具有重要意義。意義。 成型性能好的泥料應(yīng)該具有一個較高的屈服值成型性能好的泥料應(yīng)該具有一個較高的屈服值y y和足夠大的和足夠大的p 值。值。前者可以防止剛剛成型好的坯體因偶然的外力作用產(chǎn)生變形；后者可前者可以防止剛剛成型好的坯體因偶然的外力作用產(chǎn)生變形；后者可以保證泥料在成型過程中變形雖大、但又不易產(chǎn)生開裂。以保證泥料在成型過程中變形雖大、但又不易產(chǎn)生開裂。oA粘土泥料應(yīng)力粘土泥料應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 改變泥料的含水量，可以改變泥料的含水量，可以改變其中一個流變參數(shù)，但改變其中一個流變參數(shù)，但同時也會降低另一個特性參同時也會降低另一個特性參數(shù)。如右圖所示，數(shù)。如右圖所示，隨著含水

8、量隨著含水量增加，增加，y y 減小而減小而p p 卻增大。卻增大。 屈服值屈服值y y和最大變形量和最大變形量p 是相互關(guān)聯(lián)的，且往往相互矛是相互關(guān)聯(lián)的，且往往相互矛盾。盾。 因此，一般可以近似地用因此，一般可以近似地用（y yp p ）來評價泥料的成型性能，這就是前已述及的）來評價泥料的成型性能，這就是前已述及的 “可塑性指可塑性指標(biāo)標(biāo)”。對于一定組成的泥料而言，在合適的含水量條件下，這個乘積。對于一定組成的泥料而言，在合適的含水量條件下，這個乘積達(dá)到最大值時，也就意味著它具有最好的成型性能。達(dá)到最大值時，也就意味著它具有最好的成型性能。某粘土泥料的含水率與其應(yīng)力某粘土泥料的含水率與其應(yīng)力

9、應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線1. 礦物組成。礦物組成。就可塑性強(qiáng)弱而言：伊利石就可塑性強(qiáng)弱而言：伊利石 高嶺石高嶺石 蒙脫石蒙脫石 可塑性良好的粘土泥料一般應(yīng)具備以下條件可塑性良好的粘土泥料一般應(yīng)具備以下條件：（1）顆粒細(xì)??；）顆粒細(xì)??；（2）粘土礦物解理明顯或完全，尤其呈片狀結(jié)構(gòu)最好；）粘土礦物解理明顯或完全，尤其呈片狀結(jié)構(gòu)最好；（3）粘土顆粒表面的水化膜較厚。）粘土顆粒表面的水化膜較厚。2. 顆粒大小及形狀。顆粒大小及形狀。含水量含水量%（y p ）可塑性指數(shù)可塑性指數(shù)d =0.2 m0.3 m0.5 m1.5 m3.5 m細(xì)顆粒泥料的比表面積大，細(xì)顆粒泥料的比表面積大，可塑性亦大。可塑性亦大。板片狀

10、、短柱狀顆粒的比表板片狀、短柱狀顆粒的比表面積比球狀顆粒的比表面大，面積比球狀顆粒的比表面大，故前兩種顆粒容易形成面故前兩種顆粒容易形成面-面面接觸，形成的毛細(xì)管力大，接觸，形成的毛細(xì)管力大，相應(yīng)的泥料可塑性亦大。相應(yīng)的泥料可塑性亦大。（二）影響泥料可塑性的因素（二）影響泥料可塑性的因素3. 吸附的陽離子種類。吸附的陽離子種類。粘土膠團(tuán)之間的斥力（吸引力）影響著泥料的可塑性，而吸引粘土膠團(tuán)之間的斥力（吸引力）影響著泥料的可塑性，而吸引力的大小則決定于粘土的陽離子交換容量及吸附的陽離子種類。力的大小則決定于粘土的陽離子交換容量及吸附的陽離子種類。 粘土吸附不同陽離子時，其可塑性變化的順序與陽離子

11、交換粘土吸附不同陽離子時，其可塑性變化的順序與陽離子交換順序相同：順序相同：H-粘土粘土 Al 3+ Ba 2+ Ca 2+ Mg 2+ NH+ K + Na + Li +可塑性增大可塑性增大4. 液相的性質(zhì)及含量。液相的性質(zhì)及含量。液相的性質(zhì)主要涉及液相的液相的性質(zhì)主要涉及液相的粘度及表面張力。一般地，粘度及表面張力。一般地，高粘度和高表面張力的液體高粘度和高表面張力的液體介質(zhì)能夠提高泥料的可塑性。介質(zhì)能夠提高泥料的可塑性。表面張力表面張力可塑性可塑性4. 液相的性質(zhì)及含量。液相的性質(zhì)及含量。 液相含量對泥料液相含量對泥料可塑性的影響如右圖可塑性的影響如右圖所示：所示：隨著含水量增隨著含水量

12、增加，泥料的屈服值降加，泥料的屈服值降低，最大變形量增大。低，最大變形量增大。而最大可塑性指數(shù)而最大可塑性指數(shù)（標(biāo)）則對應(yīng)于一個（標(biāo)）則對應(yīng)于一個最佳含水量。最佳含水量。二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能1. 陶瓷泥漿的流變曲線陶瓷泥漿的流變曲線 （一）陶瓷泥漿的流變特性（一）陶瓷泥漿的流變特性1. 可塑粘土泥漿可塑粘土泥漿2. 骨灰漿體骨灰漿體3. 石英漿體石英漿體 (近似近似牛頓型牛頓型)4. 氧化鋁漿體（脹氧化鋁漿體（脹流型）流型）5. 加入了堿的可塑加入了堿的可塑粘土泥漿粘土泥漿2. 影響泥漿流變性質(zhì)的因素影響泥漿流變性質(zhì)的因素（1）泥漿濃度）泥漿濃度 如右圖

13、所示。如右圖所示。泥漿濃泥漿濃度增大時，度增大時，流變曲線流變曲線的形狀基本上不變，的形狀基本上不變，只是曲線位置右移，只是曲線位置右移，意味著泥漿獲得相同意味著泥漿獲得相同剪切速率所需施加的剪切速率所需施加的應(yīng)力增大，亦即泥漿應(yīng)力增大，亦即泥漿的的屈服值增大屈服值增大。（2）固相顆粒的大小及其分布。）固相顆粒的大小及其分布。就固相顆粒的細(xì)度而言，陶瓷泥漿是介于溶膠就固相顆粒的細(xì)度而言，陶瓷泥漿是介于溶膠懸浮體懸浮體粗分散粗分散體系之間的一種特殊固液系統(tǒng)，其粒度分布范圍大致在體系之間的一種特殊固液系統(tǒng)，其粒度分布范圍大致在2000.2 m之間之間。其中膠體顆粒（。其中膠體顆粒（ 0.2 m ）

14、很少，但小顆粒（主要由）很少，但小顆粒（主要由粘土礦物引入）是懸浮體中大顆粒的分散劑，以及大中顆粒移動粘土礦物引入）是懸浮體中大顆粒的分散劑，以及大中顆粒移動時的潤滑劑。因此，泥漿體系中大小顆粒之比和顆粒的分布范圍時的潤滑劑。因此，泥漿體系中大小顆粒之比和顆粒的分布范圍均對泥漿流變性質(zhì)起著決定性作用，影響情況復(fù)雜。均對泥漿流變性質(zhì)起著決定性作用，影響情況復(fù)雜。（3）電解質(zhì)的種類和加入量（吸附的陽離子種類及數(shù)量）。）電解質(zhì)的種類和加入量（吸附的陽離子種類及數(shù)量）。加入電解質(zhì)是調(diào)節(jié)泥漿流變性和穩(wěn)定性的有效方法。電解質(zhì)的種加入電解質(zhì)是調(diào)節(jié)泥漿流變性和穩(wěn)定性的有效方法。電解質(zhì)的種類及加入量對泥漿流變性

15、質(zhì)均影響顯著。類及加入量對泥漿流變性質(zhì)均影響顯著。（3）電解質(zhì)的種類和加入量（吸附的陽離子種類及數(shù)量）。）電解質(zhì)的種類和加入量（吸附的陽離子種類及數(shù)量）。單獨加入單獨加入Na2CO3 的高嶺土泥漿的流變曲線的高嶺土泥漿的流變曲線 加入量加入量1%時，時，流變曲線形狀沒有太流變曲線形狀沒有太大改變，屈服值降低大改變，屈服值降低也不明顯。也不明顯。 加入量為加入量為 2%時，時，泥漿解凝程度最大，泥漿解凝程度最大，屈服值降到最低。屈服值降到最低。 過分解凝時，粘度過分解凝時，粘度重新增大。重新增大。=/.=/.說明電解質(zhì)的加入量說明電解質(zhì)的加入量存在一個最佳值。存在一個最佳值。單獨加入單獨加入 六

16、偏磷酸鈉六偏磷酸鈉 的高嶺土泥漿的流變曲線的高嶺土泥漿的流變曲線 解凝效果比碳酸鈉解凝效果比碳酸鈉更好，僅需加入更好，僅需加入 0.5%即可達(dá)到最大解凝效果即可達(dá)到最大解凝效果屈服值降到零。屈服值降到零。 過分解凝時，粘度過分解凝時，粘度重新增大。重新增大。=/.=/. 加入量加入量 2%時，時，泥漿呈脹流型流體特泥漿呈脹流型流體特征。加入量征。加入量2%后，后，泥漿變?yōu)樗苄粤黧w。泥漿變?yōu)樗苄粤黧w。加入量為加入量為 2%時，泥漿時，泥漿近乎牛頓流體。近乎牛頓流體。 幾種基本流體類型幾種基本流體類型Shear thinningShear thickening（脹流型流體）（脹流型流體）（假塑性流

17、體）（假塑性流體）（牛頓型流體）（牛頓型流體）復(fù)合加入復(fù)合加入Na2CO3 和和 Na2SiO3 （1：1）的高嶺土泥漿的流變曲線的高嶺土泥漿的流變曲線 隨著加入量的增大，隨著加入量的增大，泥漿粘度不斷減小。泥漿粘度不斷減小。 加入量為加入量為 2%時，時，泥漿解凝程度最大，泥漿解凝程度最大，屈服值接近于零，觸屈服值接近于零，觸變環(huán)最小，泥漿近似變環(huán)最小，泥漿近似牛頓流體。牛頓流體。 過分解凝時，粘度過分解凝時，粘度重新增大（重新增大（=/=/）. .觸變環(huán)也變大。觸變環(huán)也變大。 瓷器泥漿含有瓷器泥漿含有較多的瘠性原料。較多的瘠性原料。 隨著碳酸鈉的隨著碳酸鈉的加入量增大，泥加入量增大，泥漿由

18、假塑性流態(tài)漿由假塑性流態(tài)改變?yōu)槊浟餍土鞲淖優(yōu)槊浟餍土黧w。體。瓷器泥漿（含水率瓷器泥漿（含水率31%）加入）加入Na2CO3 的流變曲線的流變曲線d) 過分解凝態(tài)。近過分解凝態(tài)。近似牛頓型流體，重似牛頓型流體，重現(xiàn)觸變環(huán)，粘度比現(xiàn)觸變環(huán)，粘度比(c)態(tài)大得多態(tài)大得多 。0 %0 .4%0 .8%1.2%(a)(b)(c)(d)精陶泥漿加入精陶泥漿加入Na2SiO3 的流變曲線的流變曲線a) 絮凝態(tài)絮凝態(tài), 近似賓近似賓漢型流體。漢型流體。b) 部分解凝態(tài)。呈部分解凝態(tài)。呈有一定屈服值的假有一定屈服值的假塑性流體，觸變性塑性流體，觸變性最大。最大。c) 完全解凝態(tài)。近完全解凝態(tài)。近似牛頓型流體，無

19、似牛頓型流體，無觸變環(huán)。觸變環(huán)。（4）陳腐處理。）陳腐處理。新制的泥漿其流變性能是不穩(wěn)定的，往往需要陳腐一段時間新制的泥漿其流變性能是不穩(wěn)定的，往往需要陳腐一段時間才能穩(wěn)定。陳腐過程中，粘度和屈服值有所增大。才能穩(wěn)定。陳腐過程中，粘度和屈服值有所增大。1h24h120h288h432h剪切速率剪切速率剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力（5） 泥漿的泥漿的 pH值。值。隨著介質(zhì)隨著介質(zhì) pH值的不同，值的不同，板片狀粘土顆粒的邊板片狀粘土顆粒的邊面所帶的電荷情況發(fā)面所帶的電荷情況發(fā)生變化，從而會影響生變化，從而會影響泥漿中膠粒之間的作泥漿中膠粒之間的作用力，以及顆粒之間用力，以及顆粒之間的架構(gòu)形式，進(jìn)而影的架構(gòu)形

20、式，進(jìn)而影響泥漿的粘度和響泥漿的粘度和屈服值。屈服值。（6） 粘土吸附的可溶性鹽類粘土吸附的可溶性鹽類自然界中的粘土一自然界中的粘土一般都會吸附一些可般都會吸附一些可溶性鹽類，如堿金溶性鹽類，如堿金屬和堿土金屬的氯屬和堿土金屬的氯化物、硫酸鹽等，化物、硫酸鹽等，它們對泥漿粘度的它們對泥漿粘度的影響各有不同。影響各有不同。泥漿粘度泥漿粘度可溶性鹽類含量與泥漿粘度的關(guān)系可溶性鹽類含量與泥漿粘度的關(guān)系NaOHNa2SO4CaCl2MgCl2NaCl （二）影響泥漿澆注性能的因素（二）影響泥漿澆注性能的因素1. 流動性。流動性。泥漿的澆注性能包括泥漿的流動性、成坯速度、脫模難易性、泥漿的澆注性能包括泥

21、漿的流動性、成坯速度、脫模難易性、濕坯坯強(qiáng)度及可加工性。濕坯坯強(qiáng)度及可加工性。影響泥漿流動性的因素包括：影響泥漿流動性的因素包括：（1）泥漿濃度。濃泥漿的流動性差，但若泥漿太稀，澆注成型時成坯）泥漿濃度。濃泥漿的流動性差，但若泥漿太稀，澆注成型時成坯速度會降低，且坯體強(qiáng)度低，干燥收縮變大。速度會降低，且坯體強(qiáng)度低，干燥收縮變大。（2）固相顆粒的大小及形狀。）固相顆粒的大小及形狀。 對于一定濃度的泥漿而言，固相顆粒越細(xì)對于一定濃度的泥漿而言，固相顆粒越細(xì)顆粒間平均間距越小、顆粒間平均間距越小、水化膜也越厚水化膜也越厚吸引力增大、流動阻力增大吸引力增大、流動阻力增大流動性減小。流動性減小。 此外，

22、非球形顆粒比球形或等軸顆粒的移動阻力大，即流動性較低。此外，非球形顆粒比球形或等軸顆粒的移動阻力大，即流動性較低。（3）泥漿溫度。）泥漿溫度。溫度提高，致分散介質(zhì)的粘度降低，溫度提高，致分散介質(zhì)的粘度降低，流動性增大。流動性增大。（4）粘土的處理工藝。）粘土的處理工藝。實踐經(jīng)驗表明，將粘土先經(jīng)適當(dāng)?shù)膶嵺`經(jīng)驗表明，將粘土先經(jīng)適當(dāng)?shù)母稍锖笤僬{(diào)制成漿，有助于改善泥漿的流動性。這與干燥前后的干燥后再調(diào)制成漿，有助于改善泥漿的流動性。這與干燥前后的粘土表面吸附的離子溶劑化水膜厚度有關(guān)。粘土表面吸附的離子溶劑化水膜厚度有關(guān)。 在含水量一定的情況下，膠團(tuán)中結(jié)合水量少，將使體系中自由水在含水量一定的情況下，膠

23、團(tuán)中結(jié)合水量少，將使體系中自由水量增多，流動性增大。量增多，流動性增大。粘粘 粒粒粘粘 粒粒粘粘 粒粒Na+Na+Na+水化膜水化膜水化膜水化膜原狀態(tài)原狀態(tài)脫水后脫水后再水化再水化（5）泥漿的）泥漿的 pH值。值。對于瘠性料漿，調(diào)節(jié)其對于瘠性料漿，調(diào)節(jié)其 pH值是控制其值是控制其流動性與穩(wěn)定性的重要方法。流動性與穩(wěn)定性的重要方法。Al2O3 料漿的料漿的-電位（虛線）及粘度（實線）與電位（虛線）及粘度（實線）與pHpH值的關(guān)系值的關(guān)系26108400.11.010.0100.050100150200粘度，粘度，Pa.s-電位，電位，mVmVpH（6）電解質(zhì)的作用）電解質(zhì)的作用影響粘土影響粘土水

24、系統(tǒng)的膠團(tuán)雙電層的水系統(tǒng)的膠團(tuán)雙電層的厚度及厚度及-電位大小電位大小。2. 成坯速度（模型吸漿速度）成坯速度（模型吸漿速度）實驗證明，注漿成型時，經(jīng)過一定時間后，模型表面形成一定厚度的實驗證明，注漿成型時，經(jīng)過一定時間后，模型表面形成一定厚度的坯體層后，注件的成坯速度主要由水分通過坯體層擴(kuò)散到模型表面的坯體層后，注件的成坯速度主要由水分通過坯體層擴(kuò)散到模型表面的速度所控制。速度所控制。由理論推導(dǎo)可得出，坯體的成坯厚度與時間的關(guān)系為：由理論推導(dǎo)可得出，坯體的成坯厚度與時間的關(guān)系為：D = K t 1/2Dt式中式中 K 為吸漿（成坯）速度常數(shù)。它為吸漿（成坯）速度常數(shù)。它與下列因素有關(guān)：與下列因

25、素有關(guān)：D = K t 1/2K 與下列因素有關(guān)：與下列因素有關(guān)：(1) 坯體層中的氣孔率（或固相顆粒填充率）。坯體層中的氣孔率（或固相顆粒填充率）。(2) 泥漿細(xì)度。泥漿細(xì)度。(3) 泥漿溫度（液相介質(zhì)的粘度）。泥漿溫度（液相介質(zhì)的粘度）。成坯速度常數(shù)成坯速度常數(shù)顆粒填充率顆粒填充率顆粒比表面積顆粒比表面積泥漿溫度泥漿溫度D = K t 1/2K 與下列因素有關(guān)：與下列因素有關(guān)：(4) 泥漿濃度。泥漿濃度。(5) 注漿壓力（坯體層兩側(cè)的壓差）。注漿壓力（坯體層兩側(cè)的壓差）。注漿壓力注漿壓力成坯速度常數(shù)成坯速度常數(shù)泥漿含水率泥漿含水率3. 脫模性。脫模性。模型吸漿結(jié)束后，坯體將隨其所含水分的減

26、少而產(chǎn)生收縮，從而與模型吸漿結(jié)束后，坯體將隨其所含水分的減少而產(chǎn)生收縮，從而與模型分離。脫模性是指坯體脫離模型的難易性。當(dāng)然，前提是脫模模型分離。脫模性是指坯體脫離模型的難易性。當(dāng)然，前提是脫模后的坯體形狀保持穩(wěn)定。后的坯體形狀保持穩(wěn)定。 脫模性的表征指標(biāo)脫模性的表征指標(biāo)離模系數(shù)離模系數(shù) G。G = 吸漿完畢至離模時，坯體中固相顆粒所占體積百分?jǐn)?shù)的變化。吸漿完畢至離模時，坯體中固相顆粒所占體積百分?jǐn)?shù)的變化。G 是一個隨時間增大的量。實際上，是一個隨時間增大的量。實際上，G 亦代表了濕坯體的干燥速度。亦代表了濕坯體的干燥速度。 G 越大且隨時間增加越快，意味著坯體越容易脫模，反之亦然。越大且隨時

27、間增加越快，意味著坯體越容易脫模，反之亦然。但實際生產(chǎn)中只是要求但實際生產(chǎn)中只是要求 G 適當(dāng)大。若適當(dāng)大。若 G太大，則坯體在模型內(nèi)干燥速太大，則坯體在模型內(nèi)干燥速度快、收縮大，難免產(chǎn)生開裂。度快、收縮大，難免產(chǎn)生開裂。 影響影響 G的因素有：的因素有：坯體的致密程度（氣孔率）；坯體的形狀、坯體的致密程度（氣孔率）；坯體的形狀、厚度；模型厚度；模型坯體的界面結(jié)合強(qiáng)度。坯體的界面結(jié)合強(qiáng)度。4. 濕坯強(qiáng)度及可加工性。濕坯強(qiáng)度及可加工性。剛脫模時的濕坯強(qiáng)度主要與坯體的含水率、顆粒細(xì)度等因素有關(guān)。剛脫模時的濕坯強(qiáng)度主要與坯體的含水率、顆粒細(xì)度等因素有關(guān)。剛脫模后的注漿成型坯體，其在坯體層厚度上存在明

28、顯的水分濃度剛脫模后的注漿成型坯體，其在坯體層厚度上存在明顯的水分濃度梯度梯度(如下圖示如下圖示)，但隨著干燥時間的延長，該水分濃度梯度逐漸減，但隨著干燥時間的延長，該水分濃度梯度逐漸減小。小。abcd123422242628坯體含水率，坯體含水率，%距模型表面的距離，距模型表面的距離，mm濕坯體的可加工濕坯體的可加工性主要取決于其強(qiáng)性主要取決于其強(qiáng)度。度。 （三）注漿成型過程中的物理化學(xué)變化（三）注漿成型過程中的物理化學(xué)變化1. 物理脫水過程物理脫水過程 石膏模中的毛細(xì)管力是泥漿脫水過程的推動力。其大小取決石膏模中的毛細(xì)管力是泥漿脫水過程的推動力。其大小取決于模型中于模型中毛細(xì)管的數(shù)量、分布

29、及其半徑大小毛細(xì)管的數(shù)量、分布及其半徑大小，以及，以及水的表面張水的表面張力力大小。它決定了澆注前期的成坯速度。大小。它決定了澆注前期的成坯速度。 模型中毛細(xì)管兩端模型中毛細(xì)管兩端的壓差（推動力）：的壓差（推動力）： P = 2/r/r。 采用石膏模澆注成型時，既有物理的脫水過程，在模具表面采用石膏模澆注成型時，既有物理的脫水過程，在模具表面也存在化學(xué)的凝聚淀析反應(yīng)過程。但對坯體形成起主要作用的是也存在化學(xué)的凝聚淀析反應(yīng)過程。但對坯體形成起主要作用的是物理脫水過程。物理脫水過程。 但當(dāng)模型表面形成了一定厚度的坯體后，脫水過程的阻力就但當(dāng)模型表面形成了一定厚度的坯體后，脫水過程的阻力就主要來自于

30、坯體層，即成坯速度變?yōu)橛伤滞高^坯體層的擴(kuò)散主要來自于坯體層，即成坯速度變?yōu)橛伤滞高^坯體層的擴(kuò)散速度所控制速度所控制。 坯體層所產(chǎn)生的阻力大小決定于其致密度（氣孔率）和泥漿性坯體層所產(chǎn)生的阻力大小決定于其致密度（氣孔率）和泥漿性質(zhì)質(zhì)。泥漿如含塑性粘土越多、瘠性原料越少，固相顆粒越細(xì)，則。泥漿如含塑性粘土越多、瘠性原料越少，固相顆粒越細(xì)，則會使坯體層的密度越高，水分透過的阻力越大。會使坯體層的密度越高，水分透過的阻力越大。 另外，石膏模中的毛細(xì)管的大小及分布與模型制造時的另外，石膏模中的毛細(xì)管的大小及分布與模型制造時的 “水水/膏膏” 比值密切相關(guān)。實驗表明，當(dāng)比值密切相關(guān)。實驗表明，當(dāng) 水水

31、/膏膏 = 78/100 時，注漿過程的總時，注漿過程的總阻力最小，相應(yīng)地，成坯速度最大。如水阻力最小，相應(yīng)地，成坯速度最大。如水/膏膏 78/100，則模型，則模型中形成的毛細(xì)管少，模型阻力大；反之，則是坯體層形成的阻力中形成的毛細(xì)管少，模型阻力大；反之，則是坯體層形成的阻力較大。較大。注漿過程的阻力變化與吸漿（成坯）速度的關(guān)系注漿過程的阻力變化與吸漿（成坯）速度的關(guān)系吸漿速度吸漿速度模型阻力模型阻力坯體阻力坯體阻力總阻力總阻力2. 化學(xué)凝聚過程化學(xué)凝聚過程泥漿澆注成型時，會在泥漿泥漿澆注成型時，會在泥漿石膏模界面上發(fā)生如下離子石膏模界面上發(fā)生如下離子交換反應(yīng)：交換反應(yīng)：Na-粘土粘土 +

32、CaSO4 + Na2SiO3 Ca-粘土粘土 + Na2SO4 + CaSiO3結(jié)果使靠近模壁面處的泥漿變?yōu)榻Y(jié)果使靠近模壁面處的泥漿變?yōu)镃a-粘土粘土 泥漿，并發(fā)生聚沉，泥漿，并發(fā)生聚沉，同時生成同時生成 CaSiO3沉淀促使反應(yīng)不斷向右進(jìn)行。生成的沉淀促使反應(yīng)不斷向右進(jìn)行。生成的Na2SO4 則隨水分進(jìn)入模型毛細(xì)孔中，烘干時又從中析出。則隨水分進(jìn)入模型毛細(xì)孔中，烘干時又從中析出。Na-粘土泥漿對石膏模型工作面的溶蝕，一方面將使石膏模工作粘土泥漿對石膏模型工作面的溶蝕，一方面將使石膏模工作面逐漸變得粗糙和凹凸不平，另一方面也會逐漸降低石膏模的面逐漸變得粗糙和凹凸不平，另一方面也會逐漸降低石膏

33、模的機(jī)械強(qiáng)度。機(jī)械強(qiáng)度。三、壓制成型用粉料的成型性能三、壓制成型用粉料的成型性能1. 粒度及粒度分布粒度及粒度分布 （一）粉料的工藝性質(zhì)（一）粉料的工藝性質(zhì)粒度：通常以顆粒半徑或直徑表示。非球形顆粒的大小可用一個等效粒度：通常以顆粒半徑或直徑表示。非球形顆粒的大小可用一個等效半徑表示。半徑表示。2. 粉料的堆積特性粉料的堆積特性單一粒徑的顆粒堆積密度低，單一粒徑的顆粒堆積密度低，而有適當(dāng)顆粒級配的粉料的堆而有適當(dāng)顆粒級配的粉料的堆積密度大。積密度大。中粒中粒粗粒粗粒細(xì)粒細(xì)粒35%32%32%32%29%26%23%粗顆粒粗顆粒 50%中顆粒中顆粒 10%細(xì)顆粒細(xì)顆粒 40%等效半徑系指與非球形

34、顆粒等體積的球體之半徑。等效半徑系指與非球形顆粒等體積的球體之半徑。3. 粉料的拱橋效應(yīng)粉料的拱橋效應(yīng)4. 粉料的含水率及水分分布粉料的含水率及水分分布均勻性均勻性 生產(chǎn)要求是：含水率適當(dāng)，且水分分布均勻。生產(chǎn)要求是：含水率適當(dāng)，且水分分布均勻。粉料堆積時的拱橋效應(yīng)粉料堆積時的拱橋效應(yīng)粉料堆積體中，顆粒相互搭接，形成粉料堆積體中，顆粒相互搭接，形成拱橋形空隙的現(xiàn)象叫做拱橋效應(yīng)。拱橋形空隙的現(xiàn)象叫做拱橋效應(yīng)。粗大、光滑的球形顆粒堆積時，不粗大、光滑的球形顆粒堆積時，不易形成拱橋效應(yīng)。相反，細(xì)顆粒重易形成拱橋效應(yīng)。相反，細(xì)顆粒重量小，比表面大，顆粒間附著力大，量小，比表面大，顆粒間附著力大，容易形

35、成拱橋，尤其是當(dāng)顆粒呈不容易形成拱橋，尤其是當(dāng)顆粒呈不規(guī)則的多面體時。規(guī)則的多面體時。自然堆積的粉料外形自然堆積的粉料外形5. 粉料的流動性粉料的流動性 自然休止角自然休止角的概念。的概念。 粉料的流動性可用其粉料的流動性可用其自然休止角自然休止角來表征。一來表征。一般粉料的般粉料的角為角為2040. 粉料的流動性與其粒度粉料的流動性與其粒度分布、干濕程度、顆粒大小分布、干濕程度、顆粒大小及形狀、以及顆粒的表面狀及形狀、以及顆粒的表面狀態(tài)等因素有關(guān)。態(tài)等因素有關(guān)。 流動性差的粉料會影響其在模具中的充填速度和密實度，流動性差的粉料會影響其在模具中的充填速度和密實度，進(jìn)而影響坯體的成型質(zhì)量。進(jìn)而影

36、響坯體的成型質(zhì)量。 （二）粉料的致密化過程（二）粉料的致密化過程1. 密度的變化密度的變化陶瓷粉料在受壓密實的過程中，陶瓷粉料在受壓密實的過程中，其密度變化一般可分為三個階其密度變化一般可分為三個階段，如右圖所示。段，如右圖所示。坯體密度隨成型壓力的變化坯體密度隨成型壓力的變化（對于塑性粉料，圖中階段（對于塑性粉料，圖中階段2是極不明是極不明顯的，幾乎不存在。）顯的，幾乎不存在。）階段階段1：松散堆積的粉料在外壓：松散堆積的粉料在外壓作用下，迅速填充空隙，使密作用下，迅速填充空隙，使密度迅速增大。度迅速增大。階段階段2：壓力增大，但未達(dá)到顆：壓力增大，但未達(dá)到顆粒的極限變形壓力，還不足以粒的極

37、限變形壓力，還不足以使顆粒產(chǎn)生嚴(yán)重的變形或斷裂，使顆粒產(chǎn)生嚴(yán)重的變形或斷裂，不能形成面不能形成面面接觸，故密度面接觸，故密度增大增大緩慢。緩慢。坯體密度隨成型壓力的變化坯體密度隨成型壓力的變化（對于塑性粉料，圖中階段（對于塑性粉料，圖中階段2是極不明是極不明顯的，幾乎不存在。）顯的，幾乎不存在。）階段階段3：當(dāng)壓力增大超過顆：當(dāng)壓力增大超過顆粒的極限變形壓力后，將粒的極限變形壓力后，將使顆粒產(chǎn)生嚴(yán)重的變形或使顆粒產(chǎn)生嚴(yán)重的變形或斷裂，形成面斷裂，形成面面接觸，面接觸，甚至再次進(jìn)行一定程度的甚至再次進(jìn)行一定程度的位移、重排，使坯體中的位移、重排，使坯體中的殘留空隙基本得以排除，殘留空隙基本得以排

38、除，從而在此引起坯體密度的從而在此引起坯體密度的顯著增大。顯著增大。粉料在單面受壓成型過程中，任一時刻粉料在單面受壓成型過程中，任一時刻 t 時坯體中的殘余空隙率時坯體中的殘余空隙率可用下式表示：可用下式表示：(VVth) = (V0Vth) e kpt/式中：式中： Vth極限空隙率（理論空隙率），在粉料性能和極限空隙率（理論空隙率），在粉料性能和加壓工藝參數(shù)一定的情況下可視為常數(shù)，理想情況下加壓工藝參數(shù)一定的情況下可視為常數(shù)，理想情況下Vth =0. V0、V分別為受壓時間為分別為受壓時間為0、t 時的空隙率。顯然時的空隙率。顯然 V0、V Vth 。 P成型壓力。成型壓力。 粉料的內(nèi)摩擦

39、力。粉料的內(nèi)摩擦力。 k與模具形狀、粉料性質(zhì)有關(guān)的比例系數(shù)。與模具形狀、粉料性質(zhì)有關(guān)的比例系數(shù)。(VVth) = (V0Vth) e kpt/（5）坯體（模具）形狀、尺寸及粉料性質(zhì)也會影響坯體的成型）坯體（模具）形狀、尺寸及粉料性質(zhì)也會影響坯體的成型密度及密度均勻性。密度及密度均勻性。由上式可知：由上式可知：（1）粉料裝模時的自然堆積空隙率）粉料裝模時的自然堆積空隙率 V0 越小，則成型后的坯體空越小，則成型后的坯體空隙率隙率 V 也越小。因此，因盡量提高粉料在模具中的堆積密度。也越小。因此，因盡量提高粉料在模具中的堆積密度。（2）增大成型壓力）增大成型壓力P，可使，可使 V 減小。但實際生產(chǎn)

40、中往往受到設(shè)備減小。但實際生產(chǎn)中往往受到設(shè)備本身的限制。本身的限制。（3）延長受壓時間）延長受壓時間 t 可減小可減小 V, 但這會降低產(chǎn)量。但這會降低產(chǎn)量。（4）減小粉料顆粒的內(nèi)摩擦力）減小粉料顆粒的內(nèi)摩擦力 ，可使，可使 V 減小。減小。（1）采取適當(dāng)?shù)脑炝９に?，使粉料具有合理的顆粒級配和良）采取適當(dāng)?shù)脑炝９に嚕狗哿暇哂泻侠淼念w粒級配和良好的流動性。好的流動性。（2）添加適當(dāng)?shù)耐饧觿┮詼p小粉料顆粒間內(nèi)摩擦力）添加適當(dāng)?shù)耐饧觿┮詼p小粉料顆粒間內(nèi)摩擦力 。（3）在設(shè)備性能允許的前提下，適當(dāng)增大成型壓力）在設(shè)備性能允許的前提下，適當(dāng)增大成型壓力P。 提高坯體密度的有效工藝途徑：提高坯體密度的有

41、效工藝途徑：2. 強(qiáng)度的變化強(qiáng)度的變化坯體強(qiáng)度與成型壓力的關(guān)系坯體強(qiáng)度與成型壓力的關(guān)系成型壓力成型壓力坯體強(qiáng)度坯體強(qiáng)度123陶瓷粉料在受壓密實過程中，陶瓷粉料在受壓密實過程中，形成的坯體強(qiáng)度隨著壓力的增形成的坯體強(qiáng)度隨著壓力的增大也可大致分為三個階段，如大也可大致分為三個階段，如右圖所示。右圖所示。坯體強(qiáng)度與成型壓力的關(guān)系坯體強(qiáng)度與成型壓力的關(guān)系成型壓力成型壓力坯體強(qiáng)度坯體強(qiáng)度123階段階段1：雖然此階段坯體的：雖然此階段坯體的氣孔率減小，密度明顯增大，氣孔率減小，密度明顯增大，但坯體顆粒仍未發(fā)生足夠的但坯體顆粒仍未發(fā)生足夠的變形，故顆粒間的接觸面積變形，故顆粒間的接觸面積仍小，坯體強(qiáng)度不大。

42、仍小，坯體強(qiáng)度不大。階段階段2：由于壓力增大，顆：由于壓力增大，顆粒變形嚴(yán)重，接觸面積大大粒變形嚴(yán)重，接觸面積大大增加，故坯體強(qiáng)度增加迅速。增加，故坯體強(qiáng)度增加迅速。階段階段3：坯體密度趨于穩(wěn)定，故：坯體密度趨于穩(wěn)定，故強(qiáng)度變化也逐漸趨于穩(wěn)定。強(qiáng)度變化也逐漸趨于穩(wěn)定。不言而喻，坯體的強(qiáng)度和密度是正比關(guān)系：不言而喻，坯體的強(qiáng)度和密度是正比關(guān)系：SD3. 坯體中的壓力分布（密度差別）坯體中的壓力分布（密度差別）單面加壓時坯體內(nèi)部的壓力分布情況示意圖單面加壓時坯體內(nèi)部的壓力分布情況示意圖H/D=0.43H/D=1.66壓制成型時，由于粉料顆粒間的內(nèi)摩擦力，以及粉料和模壁間的壓制成型時，由于粉料顆粒間

43、的內(nèi)摩擦力，以及粉料和模壁間的外摩擦力的存在，會造成成型壓力的損失，從而造成坯體中壓力外摩擦力的存在，會造成成型壓力的損失，從而造成坯體中壓力分布的不均勻，最終造成坯體的密度不均勻。分布的不均勻，最終造成坯體的密度不均勻。而且，制品的高徑比（而且，制品的高徑比（H/D）越大，這種）越大，這種不均勻性越嚴(yán)重。不均勻性越嚴(yán)重。 坯體各部位的的密度坯體各部位的的密度如果相差太大，則在干如果相差太大，則在干燥和燒成時容易因收縮燥和燒成時容易因收縮不一致而產(chǎn)生變形。不一致而產(chǎn)生變形。 （三）影響壓制成型坯體質(zhì)量的因素（三）影響壓制成型坯體質(zhì)量的因素1. 成型壓力成型壓力 成型壓力的確定，一要考慮坯料的性

44、能，二要考慮坯體的成型壓力的確定，一要考慮坯料的性能，二要考慮坯體的大小、形狀及厚薄，以及坯體的質(zhì)量（強(qiáng)度）要求。大小、形狀及厚薄，以及坯體的質(zhì)量（強(qiáng)度）要求。壓制成型時所施加的壓力主要用于克服以下兩個阻力：壓制成型時所施加的壓力主要用于克服以下兩個阻力： （1）粉料的內(nèi)摩擦力和使粉料變形的阻力；）粉料的內(nèi)摩擦力和使粉料變形的阻力； （2）粉料與模壁的摩擦力（外摩擦力）。）粉料與模壁的摩擦力（外摩擦力）。單面加壓單面加壓雙面同時加壓雙面同時加壓雙面先后加壓雙面先后加壓各方均勻加壓各方均勻加壓2. 加壓方式加壓方式3. 加壓速度及次數(shù)加壓速度及次數(shù)“一輕、二重、三加壓、慢提起一輕、二重、三加壓、

45、慢提起”4. 添加劑的作用添加劑的作用在粉料中加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，可以減小顆粒的內(nèi)摩擦力及其與模壁間的在粉料中加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，可以減小顆粒的內(nèi)摩擦力及其與模壁間的外摩擦力，增強(qiáng)顆粒間的粘結(jié)力，從而提高坯體的強(qiáng)度和密度，并改善外摩擦力，增強(qiáng)顆粒間的粘結(jié)力，從而提高坯體的強(qiáng)度和密度，并改善其均勻性。其均勻性。5. 粉料的工藝性能。粉料的工藝性能。第二節(jié) 調(diào)節(jié)坯料成型性能的添加劑根據(jù)外加劑的作用，陶瓷生產(chǎn)中用于調(diào)節(jié)坯料性能的根據(jù)外加劑的作用，陶瓷生產(chǎn)中用于調(diào)節(jié)坯料性能的添加劑主要有三種：添加劑主要有三種： （3）潤滑劑：潤滑劑：用于提高粉料的濕潤性，減小粉料顆粒間用于提高粉料的濕潤性，減小粉料顆粒間

46、及粉粒與模壁間的摩擦力。及粉粒與模壁間的摩擦力。（2）塑化劑（結(jié)合劑）：塑化劑（結(jié)合劑）：用以改善坯料的可塑性，提高用以改善坯料的可塑性，提高生坯的強(qiáng)度。生坯的強(qiáng)度。 （1）解凝劑（稀釋劑）：解凝劑（稀釋劑）：用于改善泥漿的流動性、穩(wěn)用于改善泥漿的流動性、穩(wěn)定，同時使泥漿具有較高濃度、較低含水率。定，同時使泥漿具有較高濃度、較低含水率。第二節(jié) 調(diào)節(jié)坯料成型性能的添加劑 對各種添加劑的共同要求是：對各種添加劑的共同要求是：與坯料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不與坯料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不會影響產(chǎn)品的質(zhì)量性能；分散性好，易與坯料混合均勻；有會影響產(chǎn)品的質(zhì)量性能；分散性好，易與坯料混合均勻；有機(jī)物質(zhì)能在較低溫度下燒盡

47、，且灰分少；氧化分解的溫度范機(jī)物質(zhì)能在較低溫度下燒盡，且灰分少；氧化分解的溫度范圍寬些，以防引起坯裂。圍寬些，以防引起坯裂。 實際上，一種添加劑的作用不是單一的，往往兼具其他作用。實際上，一種添加劑的作用不是單一的，往往兼具其他作用。一些表面活性劑既可作解凝劑，又具有潤滑劑的作用。一些表面活性劑既可作解凝劑，又具有潤滑劑的作用。一、泥漿用稀釋劑一、泥漿用稀釋劑（一）稀釋劑的稀釋機(jī)理（一）稀釋劑的稀釋機(jī)理 兩種情況：兩種情況：1. 稀釋劑與粘土發(fā)生陽離子交換反應(yīng)，提高泥漿的稀釋劑與粘土發(fā)生陽離子交換反應(yīng)，提高泥漿的-電位，電位，從而改善泥漿的流動性和穩(wěn)定性。從而改善泥漿的流動性和穩(wěn)定性。各種無機(jī)

48、及有機(jī)鹽類各種無機(jī)及有機(jī)鹽類電解質(zhì)。電解質(zhì)。2. 稀釋劑分子吸附于料漿膠粒的表面稀釋劑分子吸附于料漿膠粒的表面，形成一種保護(hù)膜，從，形成一種保護(hù)膜，從而阻礙膠粒聚結(jié)沉降，改善泥漿的流動性和穩(wěn)定性。而阻礙膠粒聚結(jié)沉降，改善泥漿的流動性和穩(wěn)定性。各各種聚合物電解質(zhì)。種聚合物電解質(zhì)。（二）稀釋劑種類（二）稀釋劑種類 無機(jī)鹽類電解質(zhì)無機(jī)鹽類電解質(zhì)主要用于粘土質(zhì)泥漿主要用于粘土質(zhì)泥漿有機(jī)鹽類電解質(zhì)有機(jī)鹽類電解質(zhì) 聚合物類電解質(zhì)聚合物類電解質(zhì) 既可用于粘土質(zhì)泥漿，亦可用于瘠性料漿。既可用于粘土質(zhì)泥漿，亦可用于瘠性料漿。 作為稀釋劑的無機(jī)和有機(jī)鹽類電解質(zhì)通常應(yīng)具備以下條件：作為稀釋劑的無機(jī)和有機(jī)鹽類電解質(zhì)通

49、常應(yīng)具備以下條件：（1）能直接離解或水解，離解出（水化能力強(qiáng)的）堿金屬離子，）能直接離解或水解，離解出（水化能力強(qiáng)的）堿金屬離子，并使泥漿系統(tǒng)成呈堿性。并使泥漿系統(tǒng)成呈堿性。 （2）其陰離子能與料漿中的有害離子形成難溶鹽或穩(wěn)定的絡(luò)合）其陰離子能與料漿中的有害離子形成難溶鹽或穩(wěn)定的絡(luò)合物。物。 1. 無機(jī)鹽類稀釋劑無機(jī)鹽類稀釋劑 大多為無機(jī)酸的鈉鹽，常用大多為無機(jī)酸的鈉鹽，常用的有：水玻璃、碳酸鈉、的有：水玻璃、碳酸鈉、NaOH、焦磷酸鈉（焦磷酸鈉（Na4P2O7）、六偏磷）、六偏磷酸鈉（酸鈉（NaPO3）6 等。其用量一等。其用量一般為般為 0.30.5%。 各種稀釋劑的加入量及各種稀釋劑的加

50、入量及稀釋效果與粘土類型密切稀釋效果與粘土類型密切相關(guān)。相關(guān)。 對高嶺土泥漿稀釋效果最對高嶺土泥漿稀釋效果最好的是水玻璃，其次是好的是水玻璃，其次是Na2CO3。1: NaOH2: Na2CO33: Na2SiO3123電解質(zhì)加入量電解質(zhì)加入量不同電解質(zhì)對高嶺土泥漿的解凝效果不同電解質(zhì)對高嶺土泥漿的解凝效果粘度，粘度，Pa.s 稀釋劑的稀釋效果還與粘土吸附的陽離子種類有關(guān)。當(dāng)粘稀釋劑的稀釋效果還與粘土吸附的陽離子種類有關(guān)。當(dāng)粘土是較純的土是較純的 H粘土?xí)r，則水玻璃、碳酸鈉的稀釋效果不如粘土?xí)r，則水玻璃、碳酸鈉的稀釋效果不如NaOH 和單寧酸鈉。因為：和單寧酸鈉。因為：蘇州土是一種蘇州土是一種

51、H粘土，實踐證明，純堿和水玻璃都不易使其解凝。粘土，實踐證明，純堿和水玻璃都不易使其解凝。Na2CO3Na2SiO3NaOHR-COONa+ H-粘土粘土Na-粘土粘土 +H2CO3H2SiO3H2OR-COOH上述反應(yīng)生成的上述反應(yīng)生成的RCOOH 和和 H2O 的離解度要比的離解度要比 H2CO3 和和 H2SiO3 小得多小得多；后兩者離解度較大，從而使泥漿中的；后兩者離解度較大，從而使泥漿中的 H+ 濃度濃度較大，抑制了離子交換反應(yīng)的進(jìn)行。較大，抑制了離子交換反應(yīng)的進(jìn)行。 “稀釋效果與粘土吸稀釋效果與粘土吸附的陽離子種類有關(guān)附的陽離子種類有關(guān)” 還體現(xiàn)在還體現(xiàn)在同一種電解質(zhì)同一種電解質(zhì)

52、對吸附了不同陽離子的對吸附了不同陽離子的粘土泥漿表現(xiàn)出不同的粘土泥漿表現(xiàn)出不同的解凝效果解凝效果。如右圖所示，焦磷酸鈉如右圖所示，焦磷酸鈉對對NH4-粘土泥漿具有粘土泥漿具有最佳的解凝效果，其次最佳的解凝效果，其次是是Na- 粘土泥漿。粘土泥漿。焦磷酸鈉對各種粘土泥漿粘度的影響焦磷酸鈉對各種粘土泥漿粘度的影響 須知，使用解凝劑不須知，使用解凝劑不僅會改變泥漿的粘度，僅會改變泥漿的粘度，也會影響其澆注性能和也會影響其澆注性能和生坯的某些性質(zhì)（如強(qiáng)生坯的某些性質(zhì)（如強(qiáng)度、干燥性質(zhì)）。度、干燥性質(zhì)）。 因此，因此，生產(chǎn)上經(jīng)常同時生產(chǎn)上經(jīng)常同時采用采用 Na2CO3 和和 Na2SiO3 作稀釋劑，以

53、調(diào)節(jié)成坯速作稀釋劑，以調(diào)節(jié)成坯速度和坯體強(qiáng)度。度和坯體強(qiáng)度。單用水玻單用水玻璃，坯體脫模后硬化快、璃，坯體脫模后硬化快、易開裂；單用碳酸鈉，坯易開裂；單用碳酸鈉，坯體硬化慢、易變形。體硬化慢、易變形。 應(yīng)當(dāng)指出應(yīng)當(dāng)指出：（1）Na2CO3 吸潮后會變成吸潮后會變成 NaHCO3，后者是一種絮凝劑，后者是一種絮凝劑。故對碳酸鈉要注意檢測其純度、注意防潮。故對碳酸鈉要注意檢測其純度、注意防潮。（2）注意使用適當(dāng)模數(shù)【）注意使用適當(dāng)模數(shù)【n = SiO2/Na2O】的水玻璃作解凝劑?！康乃Ａё鹘饽齽?。水玻璃的化學(xué)組成存在一個較寬的范圍水玻璃的化學(xué)組成存在一個較寬的范圍Na2O(1.64)SiO2。

54、陶。陶瓷工業(yè)上用的是模數(shù)為瓷工業(yè)上用的是模數(shù)為23 的水玻璃。的水玻璃。2. 有機(jī)酸鹽類稀釋劑有機(jī)酸鹽類稀釋劑 這類電解質(zhì)主要有腐殖這類電解質(zhì)主要有腐殖酸鈉、單寧酸鈉、檸檬酸鈉酸鈉、單寧酸鈉、檸檬酸鈉等。它們的稀釋機(jī)理及作用等。它們的稀釋機(jī)理及作用規(guī)律與無機(jī)酸鹽類稀釋劑類規(guī)律與無機(jī)酸鹽類稀釋劑類似似 離解出的離解出的 Na+ 吸吸附于泥漿中的粘土膠粒上，附于泥漿中的粘土膠粒上，增大泥漿的增大泥漿的-電位；電位； 有有機(jī)酸根離子與泥漿中的有害機(jī)酸根離子與泥漿中的有害離子形成難溶性鹽或絡(luò)合物。離子形成難溶性鹽或絡(luò)合物。 腐殖酸鈉的用量不超過腐殖酸鈉的用量不超過0.25%, 單寧酸鈉的用量一般為單寧

55、酸鈉的用量一般為0.30.6%。單寧酸鈉及水玻璃加入量對骨灰瓷泥漿單寧酸鈉及水玻璃加入量對骨灰瓷泥漿的稀釋效果的稀釋效果3. 聚合物類電解質(zhì)聚合物類電解質(zhì)這類電解質(zhì)常用的有：羧甲基纖維素、聚丙烯酸鹽、木質(zhì)素這類電解質(zhì)常用的有：羧甲基纖維素、聚丙烯酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、阿拉伯樹膠等，它們都是水溶性聚合物?；撬猁}、阿拉伯樹膠等，它們都是水溶性聚合物。 （2）應(yīng)有良好的水溶性、較大表面吸附能力，在水介質(zhì)中）應(yīng)有良好的水溶性、較大表面吸附能力，在水介質(zhì)中能充分吸附于粘粒表面；能充分吸附于粘粒表面； 聚合物電解質(zhì)的稀釋效果取決于其如下性質(zhì)聚合物電解質(zhì)的稀釋效果取決于其如下性質(zhì)表面吸附能表面吸附能力、聚合度

56、（分子量）、分子結(jié)構(gòu)等。力、聚合度（分子量）、分子結(jié)構(gòu)等。用作稀釋劑的聚合物用作稀釋劑的聚合物電解質(zhì)，要求其符合以下條件電解質(zhì)，要求其符合以下條件：（1）應(yīng)是低分子量（低聚合度）聚合物；）應(yīng)是低分子量（低聚合度）聚合物；（3）應(yīng)具有線型分子結(jié)構(gòu)。）應(yīng)具有線型分子結(jié)構(gòu)。聚丙烯酸鹽的稀釋作聚丙烯酸鹽的稀釋作用很強(qiáng)，一般使用的用很強(qiáng)，一般使用的是其鈉鹽和銨鹽。濃是其鈉鹽和銨鹽。濃度為度為70%的泥漿僅需的泥漿僅需加入加入0.1%即可獲得較即可獲得較好的流動性。好的流動性。聚丙烯酸鈉的聚合度對泥漿粘度的影響聚丙烯酸鈉的聚合度對泥漿粘度的影響聚合度聚合度用作稀釋劑的聚丙用作稀釋劑的聚丙烯酸鹽的分子量在烯

57、酸鹽的分子量在 數(shù)千至數(shù)千至 2 萬之間萬之間（聚合度（聚合度 4000，聚合度即一個分子聚合度即一個分子所含的單體數(shù)量。）所含的單體數(shù)量。）一些特種陶瓷的瘠性料漿常采用阿拉伯樹膠、明膠、羧甲一些特種陶瓷的瘠性料漿常采用阿拉伯樹膠、明膠、羧甲基纖維素鈉鹽等有機(jī)膠體作稀釋劑（懸浮劑）?；w維素鈉鹽等有機(jī)膠體作稀釋劑（懸浮劑）。這類膠體這類膠體只有在用量足夠多時才能表現(xiàn)出稀釋（懸?。┳饔?，用量只有在用量足夠多時才能表現(xiàn)出稀釋（懸?。┳饔?，用量少時反而會使料漿聚沉。少時反而會使料漿聚沉。此外，有機(jī)膠體會提高料漿中的此外，有機(jī)膠體會提高料漿中的液相粘度，因而增大固相顆粒聚沉的阻力。液相粘度，因而增大固

58、相顆粒聚沉的阻力。a) 少量膠體情況少量膠體情況b) 大量膠體情況大量膠體情況有機(jī)膠體對氧化鋁料漿的作用有機(jī)膠體對氧化鋁料漿的作用本章作業(yè)題：本章作業(yè)題：5. 分析討論影響泥漿成坯速度的諸因素。分析討論影響泥漿成坯速度的諸因素。6. 作圖說明壓制成型時粉料的致密化過程。作圖說明壓制成型時粉料的致密化過程。7. 提高壓制成型坯體密度的有效工藝途徑有哪些？提高壓制成型坯體密度的有效工藝途徑有哪些？8. 影響壓制成型生坯質(zhì)量的因素有哪些？影響壓制成型生坯質(zhì)量的因素有哪些？9. 用作稀釋劑的無機(jī)或有機(jī)鹽類電解質(zhì)，以及聚合物類電解質(zhì)各自用作稀釋劑的無機(jī)或有機(jī)鹽類電解質(zhì)，以及聚合物類電解質(zhì)各自應(yīng)具備哪些條

59、件？應(yīng)具備哪些條件？10. 別說明無機(jī)或有機(jī)鹽類電解質(zhì)及聚合物類電解質(zhì)的稀釋機(jī)理。別說明無機(jī)或有機(jī)鹽類電解質(zhì)及聚合物類電解質(zhì)的稀釋機(jī)理。4. 根據(jù)塑性泥料的流變特性（應(yīng)力根據(jù)塑性泥料的流變特性（應(yīng)力-應(yīng)變曲線）及可塑法成型應(yīng)變曲線）及可塑法成型的工藝特點，試討論說明：成型性能良好的泥料應(yīng)具有怎樣的的工藝特點，試討論說明：成型性能良好的泥料應(yīng)具有怎樣的流變參數(shù)特征？以及成型時的工藝操作要求如何？流變參數(shù)特征？以及成型時的工藝操作要求如何？第三節(jié)第三節(jié) 陶瓷成型方法陶瓷成型方法成型成型是將制備好的坯料，用各種不同的方法制成具有一定形狀和尺寸的坯體（生坯）的過程。成型需滿足的要求： 1坯體應(yīng)符合產(chǎn)品

60、所要求的生坯形狀和尺寸（應(yīng)考慮收縮）。2坯體應(yīng)具有相當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，以便于后續(xù)工序的操作。3坯體結(jié)構(gòu)均勻，具有一定的致密度。4成型過程適合于多、快、好、省的組織生產(chǎn) 從工藝上講，根據(jù)坯料的性能和含水量的不同，陶瓷的成型方法可分為三類：注漿成型注漿成型、可塑成型可塑成型和壓制成型壓制成型。 一、 注漿成型工藝過程：將制備好的坯料泥漿注入多孔性模型內(nèi)，由于多孔性模型的吸水性，泥漿在貼近模壁的一側(cè)被模子吸水而形成一均勻的泥層，并隨時間的延長而加厚，當(dāng)達(dá)到所需厚度時，將多余的泥漿傾出，最后該泥層繼續(xù)脫水收縮而與模型脫離，從模型取出后即為毛坯毛坯。 傳統(tǒng)的定義：在石膏模的毛細(xì)管力作用下，含有一定水分的粘土