無機材料工藝學(xué)-陶瓷3-坯料及其成型性能2

1、第二章第二章 陶瓷坯料及其成型性能陶瓷坯料及其成型性能緒緒 言言2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能 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行?；谂髁暇哂辛己玫目伤苄赃M行。注漿法成型注漿法成型基于坯料具有良好的液態(tài)流動性進行?；谂髁暇哂辛己玫囊簯B(tài)流動性進行。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2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能 滾壓成型是由旋

2、坯發(fā)展而得的新工藝，即把旋坯成型的型刀改進為旋轉(zhuǎn)的滾滾壓成型是由旋坯發(fā)展而得的新工藝，即把旋坯成型的型刀改進為旋轉(zhuǎn)的滾壓成頭。成型時，利用滾壓頭和模型分別繞自己的軸線以一定速度同方向旋轉(zhuǎn)。由壓成頭。成型時，利用滾壓頭和模型分別繞自己的軸線以一定速度同方向旋轉(zhuǎn)。由于滾壓頭的轉(zhuǎn)動，將模型中的泥料進行滾壓延展成坯體。于滾壓頭的轉(zhuǎn)動，將模型中的泥料進行滾壓延展成坯體。 滾壓成型的方法，按模型的形狀區(qū)分，有陽模滾壓和陰模滾壓兩種。陽模滾滾壓成型的方法，按模型的形狀區(qū)分，有陽模滾壓和陰模滾壓兩種。陽模滾壓成型適用于盤、碟類和敞口淺型制品的成型。陰模成型一般適用于碗、杯類制品壓成型適用于盤、碟類和敞口淺型制

3、品的成型。陰模成型一般適用于碗、杯類制品的成型。的成型。 由于滾壓成型時坯料承受的正壓力較旋坯大，而剪切力很小，因此要求坯料具由于滾壓成型時坯料承受的正壓力較旋坯大，而剪切力很小，因此要求坯料具有較好的可塑性和較低的含水率。實踐證明，坯料的含水量，應(yīng)根據(jù)器型大小與轉(zhuǎn)有較好的可塑性和較低的含水率。實踐證明，坯料的含水量，應(yīng)根據(jù)器型大小與轉(zhuǎn)速、陽模或陰模、冷滾或熱滾等因素而定，一般控制在速、陽?；蜿幠！⒗錆L或熱滾等因素而定，一般控制在1924%之間。之間。 主軸轉(zhuǎn)速與滾頭轉(zhuǎn)速及兩者的速比，對制品的產(chǎn)量和質(zhì)量具有直接影響。一般主軸轉(zhuǎn)速與滾頭轉(zhuǎn)速及兩者的速比，對制品的產(chǎn)量和質(zhì)量具有直接影響。一般而言，

4、主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)依據(jù)制品大小和成型方式的不同，可在而言，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)依據(jù)制品大小和成型方式的不同，可在300500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)變分的范圍內(nèi)變動。其中陽模滾壓為動。其中陽模滾壓為300500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分，以防因離心力過大而引起飛泥。滾關(guān)的轉(zhuǎn)速一分，以防因離心力過大而引起飛泥。滾關(guān)的轉(zhuǎn)速一般比主軸小，從而形成一個轉(zhuǎn)速差，但不宜過大，以利于泥料展開均勻和趕光坯體般比主軸小，從而形成一個轉(zhuǎn)速差，但不宜過大，以利于泥料展開均勻和趕光坯體表面。主軸與滾頭的轉(zhuǎn)速比，陰模為表面。主軸與滾頭的轉(zhuǎn)速比，陰模為1：0.50.7；陽模為；陽模為1：0.60.8。 陽模成型常使用熱滾頭來滾壓，所謂熱滾壓，即在金屬滾頭內(nèi)裝配電阻

5、絲，使?jié)L頭陽模成型常使用熱滾頭來滾壓，所謂熱滾壓，即在金屬滾頭內(nèi)裝配電阻絲，使?jié)L頭加熱后與坯泥間產(chǎn)生蒸汽膜而彼此隔開，以防泥料粘滾頭。其滾頭溫度一般控制為加熱后與坯泥間產(chǎn)生蒸汽膜而彼此隔開，以防泥料粘滾頭。其滾頭溫度一般控制為100120度，過低則蒸汽膜薄，滾頭與坯泥不易分離；若溫度過高，易使泥料表面度，過低則蒸汽膜薄，滾頭與坯泥不易分離；若溫度過高，易使泥料表面水分蒸發(fā)過快而引起坯體表面出現(xiàn)麻點。水分蒸發(fā)過快而引起坯體表面出現(xiàn)麻點。2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能純手工圍筑塑造成型工藝純手工圍筑塑造成型工藝2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能 注漿法成型舉例注漿法成型舉例空心注漿空心注漿

6、( (單面吃漿單面吃漿) ) 2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能實心注漿實心注漿( (雙面吃漿雙面吃漿) ) 注漿法成型舉例注漿法成型舉例2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能 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2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能 （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

7、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)的一些基本知識dydvxxyxyv剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力表觀粘度表觀粘度速度梯度速度梯度 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。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。2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能 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）2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能一、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（

8、一）可塑泥料的流變特性oA 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。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oA 若撤除外加應(yīng)力，則發(fā)生若撤除外加應(yīng)力，則發(fā)生假塑性變形的泥料只能部分假塑性變形的泥料只能部分地回復(fù)到原狀態(tài)（地

9、回復(fù)到原狀態(tài)（y），剩），剩下的不可逆變形部分下的不可逆變形部分（n）叫做叫做 “假塑性變形假塑性變形”。n部分部分是由于泥料中的礦物顆粒產(chǎn)是由于泥料中的礦物顆粒產(chǎn)生了相對位移所致。生了相對位移所致。 p p和和 p 分別為泥料受力分別為泥料受力出現(xiàn)裂紋（破壞）時的極限出現(xiàn)裂紋（破壞）時的極限應(yīng)力值和變形量應(yīng)力值和變形量。 p p和和 p p的大小取決于所加的大小取決于所加應(yīng)力的速度和應(yīng)力在泥料中應(yīng)力的速度和應(yīng)力在泥料中擴散的速度。擴散的速度。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 可塑泥料受外力作用產(chǎn)生變可塑泥料受外力作用產(chǎn)生變形后，若

10、維持其變形量不變，形后，若維持其變形量不變，則泥料中的應(yīng)力會逐漸減小直則泥料中的應(yīng)力會逐漸減小直至消失。至消失。 這個應(yīng)力降到一定值時所需這個應(yīng)力降到一定值時所需的時間叫做的時間叫做“應(yīng)力松弛期應(yīng)力松弛期”。 如果成型時泥團的受力時間比如果成型時泥團的受力時間比其松弛期短得多，則在應(yīng)力作用其松弛期短得多，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）變形（只產(chǎn)生彈性變形）。反之，。反之，則將產(chǎn)生塑性變形而能保持變形則將產(chǎn)生塑性變形而能保持變形后的形狀。后的形狀。oA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

11、流變特性 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數(shù)在塑性泥料的流變性參數(shù)中，屈服值中，屈服值y y和最大變形和最大變形量量p 對成型過程具有重要意對成型過程具有重要意義。義。oA 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。前值。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；后者可以保證泥者可以防止剛剛成型好的坯體因偶然的外

12、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。料在成型過程中變形雖大、但又不易產(chǎn)生開裂。2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能一、可塑泥料的成型性能一、可塑泥料的成型性能 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

13、 yp p ）來評價泥料的成型性能。對于一定組成的泥料而言，在合適的含）來評價泥料的成型性能。對于一定組成的泥料而言，在合適的含水量條件下，這個乘積達到最大值時，也就意味著它具有最好的成型性能。水量條件下，這個乘積達到最大值時，也就意味著它具有最好的成型性能。 （二）影響泥料可塑性的因素（二）影響泥料可塑性的因素1. 礦物組成。礦物組成。就可塑性強弱而言：伊利石就可塑性強弱而言：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??；）顆粒細??；（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，

14、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%（yp ）可塑性指數(shù)可塑性指數(shù)d =0.2 m0.3 m0.5 m1.5 m3.5 m細顆粒泥料的比表面積大，細顆粒泥料的比表面積大，可塑性亦大?？伤苄砸啻?。板片狀、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，形成的毛細管力大，接觸，形成的毛細管力大，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

15、離子種類。吸附的陽離子種類。粘土膠團之間的斥力（吸引力）影響著泥料的可塑性，而吸引力粘土膠團之間的斥力（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。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交換順序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：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)主要指液相的粘度及液相的性質(zhì)主要指液相的粘度及表面張力。一

16、般地，高粘度和高表面張力。一般地，高粘度和高表面張力的液體介質(zhì)能夠提高泥表面張力的液體介質(zhì)能夠提高泥料的可塑性。料的可塑性。表面張力表面張力可塑性可塑性2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能一、可塑泥料的成型性能一、可塑泥料的成型性能4. 液相的性質(zhì)及含量。液相的性質(zhì)及含量。 （二）影響泥料可塑性的因素（二）影響泥料可塑性的因素 液相含量對泥料可塑液相含量對泥料可塑性的影響如右圖所示：性的影響如右圖所示：隨著含水量增加，泥料隨著含水量增加，泥料的屈服值降低，最大變的屈服值降低，最大變形量增大。而最大可塑形量增大。而最大可塑性指數(shù)則對應(yīng)于一個最性指數(shù)則對應(yīng)于一個最佳含水量。佳含水量。2.4 坯料的

17、成型性能坯料的成型性能二、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 (近似牛頓近似牛頓型型)4. 氧化鋁漿體（脹流氧化鋁漿體（脹流型）型）5. 加入了堿的可塑粘加入了堿的可塑粘土泥漿土泥漿2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能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 （一）陶瓷泥漿的流變特性（一）陶瓷泥漿的流變特性（1）泥漿濃度）泥漿濃度 如右圖所

18、示。泥漿濃度如右圖所示。泥漿濃度增大時，流變曲線的形增大時，流變曲線的形狀基本上不變，只是曲狀基本上不變，只是曲線位置右移，意味著泥線位置右移，意味著泥漿獲得相同剪切速率所漿獲得相同剪切速率所需施加的應(yīng)力增大，亦需施加的應(yīng)力增大，亦即泥漿的即泥漿的屈服值增大屈服值增大。二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能 （一）陶瓷泥漿的流變特性（一）陶瓷泥漿的流變特性（2）固相顆粒的大小及其分布。）固相顆粒的大小及其分布。就固相顆粒的細度而言，陶瓷泥漿是介于溶膠就固相顆粒的細度而言，陶瓷泥漿是介于溶膠懸浮體懸浮體粗分散體系之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間的一

19、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。其中膠體顆粒（膠體顆粒（ 0.2 m ）很少，但小顆粒（主要由粘土礦物引入）是懸浮）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，以及大中顆粒移動時的潤滑劑。因此，泥漿體系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均對泥漿流變性質(zhì)起著決定性作用，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。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

20、和穩(wěn)定性的有效方法。電解質(zhì)的種類及加加入電解質(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質(zhì)均影響顯著。入量對泥漿流變性質(zhì)均影響顯著。二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能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（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

21、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。二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能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（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 六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%即可達到最大解凝效果即可達到最大解

22、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。征。加入量加入量2%后，泥漿變?yōu)樗苄院?，泥漿變?yōu)樗苄粤黧w。加入量為流體。加入量為 2%時，泥漿近乎牛頓時，泥漿近乎牛頓流體。流體。2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能 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）二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能2. 影響泥漿流變性質(zhì)的因

23、素影響泥漿流變性質(zhì)的因素（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）。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。二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、

24、注漿坯料（泥漿）的成型性能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（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）。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 瓷器泥漿含有較多瓷器泥漿含有較多的瘠性原料。的瘠性原料。 隨著碳酸鈉的加入隨著碳酸鈉的加入量增大，泥漿由假塑量增大，泥漿由假塑性流態(tài)改變?yōu)槊浟餍托粤鲬B(tài)改變?yōu)槊浟餍土黧w。流體。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（3）電解質(zhì)的）電解質(zhì)的種類和加入量。種類和加入量。0 %0 .4%0 .8%1.2%a) 絮凝態(tài)絮凝態(tài), 近似

25、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，無似牛頓型流體，無觸變環(huán)。觸變環(huán)。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 。精陶泥漿精陶泥漿加入加入Na2SiO3 的流變曲線的流變曲線二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能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（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才能

26、穩(wěn)定。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。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)力二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能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（5） 泥漿的泥漿的 pH值。值。Different particle structure, different rheology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面板片狀粘土顆粒的邊面所帶的電荷情況發(fā)生變所帶的電荷情況發(fā)生變化，從而會影響泥漿中化，從而會影響泥

27、漿中膠粒之間的作用力，以膠粒之間的作用力，以及顆粒之間的架構(gòu)形式，及顆粒之間的架構(gòu)形式，進而影響泥漿的粘度和進而影響泥漿的粘度和屈服值。屈服值。二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能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（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般自然界中的粘土一般都會吸附一些可溶性都會吸附一些可溶性鹽類，如堿金屬和堿鹽類，如堿金屬和堿土金屬的氯化物、硫土金屬的氯化物、硫酸鹽等，它們對泥漿酸鹽等，它們對泥漿粘度的影響各有不同。粘度的影響各有不同。泥漿粘度泥漿粘度二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能

28、（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、濕坯泥漿的澆注性能包括泥漿的流動性、成坯速度、脫模難易性、濕坯坯強度及可加工性。坯強度及可加工性。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。）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，且坯體強度低，干燥收縮變大速度會降低，且坯體強度低，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，固相顆粒越細對于一定濃度的泥漿而言，固相顆

29、粒越細顆粒間平均間距越顆粒間平均間距越小、水化膜也越厚小、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，此外，非球形顆粒比球形或等軸顆粒的移動阻力大，非球形顆粒比球形或等軸顆粒的移動阻力大，即流動性較即流動性較低。低。二、注漿坯料（泥漿）的成型性能二、注漿坯料（泥漿）的成型性能 （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。影響泥漿流動性的因素包括：影響泥漿流動性的因素包括：（3）泥漿溫度。）泥漿溫度。溫度提高，致分散介質(zhì)的粘度降低，流動性增大。溫度提高，致分散介質(zhì)的粘度降低，流動性增大。（4）粘土的處理工藝。）粘土

30、的處理工藝。實踐經(jīng)驗表明，將粘土先經(jīng)適當(dāng)?shù)母稍锖髮嵺`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。這與干燥前后的粘土表面吸附再調(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)。的離子溶劑化水膜厚度有關(guān)。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 在含水量一定的情況下，膠團中結(jié)合水量少，將使體系中自由水量增多，在含水量一定的情況下，膠團中結(jié)合水量少，將使體系中自由水量增多，流動性增大。流動性增大。 （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

31、。影響泥漿流動性的因素包括：影響泥漿流動性的因素包括：（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。26108400.11.010.0100.050100150200粘度，粘度，Pa.s- -電位，電位，mVmVAl2O3 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 （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。影響泥漿流動性的因素包括：影響泥漿流動性的因素包括：（5）電解質(zhì)的作用）電解質(zhì)的作用影響粘土

32、影響粘土水系統(tǒng)的膠團雙電層的厚度及水系統(tǒng)的膠團雙電層的厚度及- -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，注件坯體層后，注件的成坯速度主要由水分通過坯體層擴散到模型表面的的成坯速度主要由水分通過坯體層擴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

33、因素有關(guān)：與下列因素有關(guān)： （二）影響泥漿澆注性能的因素（二）影響泥漿澆注性能的因素2. 成坯速度（模型吸漿速度）。成坯速度（模型吸漿速度）。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) 泥漿細度。泥漿細度。(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 （二）影響泥漿澆注性能的因素（二）影響泥漿澆注性能的因素2. 成坯速度（模型吸漿速度）。成坯速度（模型吸漿速度）。D = K t 1/2K

34、 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）。成坯速度常數(shù)成坯速度常數(shù)泥漿含水率泥漿含水率注漿壓力注漿壓力 （二）影響泥漿澆注性能的因素（二）影響泥漿澆注性能的因素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。 脫模性的表征指標脫模性的表征指標離模系數(shù)離模系數(shù) G

35、。G = 吸漿完畢至離模時，坯體中固相顆粒所占體積百分數(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數(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)中要求但實際生產(chǎn)中要求 G 適當(dāng)大。若適當(dāng)大。若 G太大，則坯體在模型內(nèi)干燥速度快、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。收縮大，難免產(chǎn)生開裂。 影響影響 G的因素有：坯體的致密程度（氣孔率）；坯體的形狀、厚的因素有：坯體

36、的致密程度（氣孔率）；坯體的形狀、厚度；模型度；模型坯體的界面結(jié)合強度。坯體的界面結(jié)合強度。 （二）影響泥漿澆注性能的因素（二）影響泥漿澆注性能的因素4. 濕坯強度及可加工性。濕坯強度及可加工性。剛脫模時的濕坯強度主要與坯體的含水率、顆粒細度等因素有關(guān)。剛脫模時的濕坯強度主要與坯體的含水率、顆粒細度等因素有關(guān)。剛脫模后的注漿成型坯體，其在坯體層厚度上存在明顯的水分濃度梯度，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，但隨著干燥時間的延長，該水分濃度梯度逐漸減小，如下圖示。但隨著干燥時間的延長，該水分濃度梯度逐漸減小，如下圖示。abcd123422242628坯體含水率，坯體

37、含水率，%距模型表面的距離，距模型表面的距離，mm 坯體的可加工性主要坯體的可加工性主要取決于濕坯強度。取決于濕坯強度。 （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 石膏模中的毛細管力是泥漿脫水過程的推動力。其大小取決于模型中石膏模中的毛細管力是泥漿脫水過程的推動力。其大小取決于模型中毛細管的數(shù)量、分布及其毛細管的數(shù)量、分布及其半徑大小半徑大小，以及，以及水的表面張力水的表面張力大小。它決定大小。它決定了澆注前期的成坯速度。了澆注前期的成坯速度。模型中毛細管兩端的壓差（推動力）：模型中毛細管兩端的壓差（推動力）： P = 2/r/r。 采

38、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，脫水過程的阻力就主要來自但當(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坯體層，即成坯速度變?yōu)橛伤滞高^坯體層的擴散速度所控制于坯體層，即成坯速度變?yōu)橛伤滞高^坯體層的擴散速度所控制。 （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 坯體層所產(chǎn)生的阻力大

39、小決定于其致密度（氣孔率）和泥漿性質(zhì)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)。泥。泥漿如含塑性粘土越多、瘠性原料越少，固相顆粒越細，則會使坯體層的漿如含塑性粘土越多、瘠性原料越少，固相顆粒越細，則會使坯體層的密度越高，水分透過的阻力越大。密度越高，水分透過的阻力越大。 另外，石膏模中的毛細管的大小及分布與模型制造時的另外，石膏模中的毛細管的大小及分布與模型制造時的 “水水/膏膏” 比值比值密切相關(guān)。實驗表明，當(dāng)密切相關(guān)。實驗表明，當(dāng) 水水/膏膏 = 78/100 時，注漿過程的總阻力最小，時，注漿過程的總阻力最小，相應(yīng)地，成坯速度最大。如水相應(yīng)地，成坯速度最大。如水/膏膏 78

40、/100，則模型中形成的毛細管少，則模型中形成的毛細管少，模型阻力大；反之，則是坯體層形成的阻力較大。模型阻力大；反之，則是坯體層形成的阻力較大。 （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注漿過程的阻力變化與吸漿（成坯）速度的關(guān)系如下圖示。注漿過程的阻力變化與吸漿（成坯）速度的關(guān)系如下圖示。 （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)生如下離子交換反應(yīng)：石膏模界面上發(fā)生如下離子交換反應(yīng)：Na-粘土粘土 + CaSO4 +

41、 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，同時生泥漿，并發(fā)生聚沉，同時生成成 CaSiO3沉淀促使反應(yīng)不斷向右進行。生成的沉淀促使反應(yīng)不斷向右進行。生成的Na2SO4 則隨水分則隨水分進入模型毛細孔中，烘干時又從中析出。進入模型毛細孔中，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面逐漸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機械強度。變得粗糙和凹凸不平，另一方面也會逐漸降低石膏模的

42、機械強度。2.4 坯料的成型性能坯料的成型性能三、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。等效半徑系指與非球形顆粒等體積的球體之半徑。半徑表示。等效半徑系指與非球形顆粒等體積的球體之半徑。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粒細粒35%32%

43、32%32%29%26%23%粗顆粒粗顆粒 50%中顆粒中顆粒 10%細顆粒細顆粒 40%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3. 粉料的拱橋效應(yīng)粉料的拱橋效應(yīng) （一）粉料的工藝性質(zhì)（一）粉料的工藝性質(zhì)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，不易粗大、光滑的球形顆粒堆積時，不易形成拱橋效應(yīng)。相反，細顆粒重量小，形成拱橋效應(yīng)。相反，細顆粒重量小，比表面大，顆粒間附著力大，容易形比表面大，顆粒間附著力大，容易形成拱橋，尤其是當(dāng)顆粒呈不規(guī)則的多成拱橋，尤其是當(dāng)顆粒呈不規(guī)

44、則的多面體時。面體時。4. 粉料的含水率及水分粉料的含水率及水分分布均勻性分布均勻性 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)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 （一）粉料的工藝性質(zhì)（一）粉料的工藝性質(zhì)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

45、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，進而影響流動性差的粉料會影響其在模具中的充填速度和密實度，進而影響坯體的成型質(zhì)量。坯體的成型質(zhì)量。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 （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。

46、）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，但未達到顆：壓力增大，但未達到顆粒的極限變形壓力，還不足以粒的極限變形壓力，還不足以使顆粒產(chǎn)生嚴重的變形或斷裂，使顆粒產(chǎn)生嚴重的變形或斷裂，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。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 （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

47、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)壓力增大超過顆粒的：當(dāng)壓力增大超過顆粒的極限變形壓力后，將使顆粒產(chǎn)極限變形壓力后，將使顆粒產(chǎn)生嚴重的變形或斷裂，形成生嚴重的變形或斷裂，形成面面面接觸，甚至再次進行一面接觸，甚至再次進行一定程度的位移、重排，使坯體定程度的位移、重排，使坯體中的殘留空隙基本得以排除，中的殘留空隙基本得以排除，從而在此引起坯體密度的顯著從而在此引起坯體密度的顯著增大。增大。（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可

48、用下時坯體中的殘余空隙率可用下式表示：式表示：(VVth) = (V0Vth) e kpt/式中：式中： Vth極限空隙率（理論空隙率），在粉料性能和加壓工藝參數(shù)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。時的空隙率。 P成型壓力。成型壓力。 粉料的內(nèi)摩擦力。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)。由上式可知：由上式可知：（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(V

49、Vth) = (V0Vth) e kpt/（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，則成型后的坯體空隙率越小，則成型后的坯體空隙率 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)中往往受到設(shè)備本身的減小。但實際生產(chǎn)中往往受到設(shè)備本身的限制。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。（5）坯體（模具）形狀、尺

50、寸及粉料性質(zhì)也會影響坯體的成型密度及密）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。度均勻性。（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（1）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。）采取適當(dāng)?shù)脑炝９に?，使粉料具有合理的顆粒級配和良好的流動性。（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：提高坯體密度的有效工藝途徑：2. 強度的變化強度的變化坯體強度與成型壓

51、力的關(guān)系坯體強度與成型壓力的關(guān)系成型壓力成型壓力坯體強度坯體強度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，形成的坯體強度隨著壓力的增形成的坯體強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。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。（二）粉料的致密化過程（二）粉料的致密化過程2. 強度的變化強度的變化坯體強度與成型壓力的關(guān)系坯體強度與成型壓力的關(guān)系成型壓力成型壓力坯體強度坯體強度123階段階段1：雖然此階段坯體的氣孔：雖然此階段坯體的氣孔率減小，密度明

52、顯增大，但坯率減小，密度明顯增大，但坯體顆粒仍未發(fā)生足夠的變形，體顆粒仍未發(fā)生足夠的變形，故顆粒間的接觸面積仍小，坯故顆粒間的接觸面積仍小，坯體強度不大。體強度不大。階段階段2：由于壓力增大，顆粒變：由于壓力增大，顆粒變形嚴重，接觸面積大大增加，形嚴重，接觸面積大大增加，故坯體強度也增加迅速。故坯體強度也增加迅速。階段階段3：坯體密度趨于穩(wěn)定，故：坯體密度趨于穩(wěn)定，故強度變化也逐漸趨于穩(wěn)定。強度變化也逐漸趨于穩(wěn)定。不言而喻，坯體的強度和密度是正比關(guān)系：不言而喻，坯體的強度和密度是正比關(guān)系：SD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 （二）粉料的致密化過程（二）粉料的致密化過程

53、3. 坯體中的壓力分布（密度差別）坯體中的壓力分布（密度差別）單面加壓時皮體內(nèi)部的壓力分布情況示意圖單面加壓時皮體內(nèi)部的壓力分布情況示意圖壓制成型時，由于粉料顆粒間的內(nèi)摩擦力，以及粉料和模壁間的外壓制成型時，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。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，這種不均勻性越嚴重。不均勻性越嚴重。 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

54、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，一要考慮坯料的性能，二要考慮坯體的大小、形狀成型壓力的確定，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（強度）要求。及厚薄，以及坯體的質(zhì)量（強度）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

55、與模壁的摩擦力（外摩擦力）。2. 加壓方式加壓方式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 （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、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梢詼p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，增強顆粒間的粘結(jié)力，從而提高坯體的強度和密度，并改善外摩擦力，增強顆粒間的粘結(jié)力，從而

56、提高坯體的強度和密度，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。2.5 調(diào)節(jié)坯料成型性能的添加劑調(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)，不會影響與坯料不發(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；有機物質(zhì)能在較低產(chǎn)品的質(zhì)量性能；分散性好，易與坯料混合均勻；有機物質(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。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。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

57、加劑主要有三種：有三種： （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)定，同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。時使泥漿具有較高濃度、較低含水率。 （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，提高生坯用以改善坯料的可塑性，提高生坯的強度。的強度。 （3）潤滑劑：潤滑劑：用于提高粉料的濕潤性，減小粉料顆粒間及粉用于提高粉料的濕潤性，減小粉料顆粒間及粉粒與模壁間的摩擦力。粒與模壁間的摩擦力。 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

58、，又具有潤滑劑的作用。表面活性劑既可作解凝劑，又具有潤滑劑的作用。2.5 調(diào)節(jié)坯料成型性能的添加劑調(diào)節(jié)坯料成型性能的添加劑一、泥漿用稀釋劑一、泥漿用稀釋劑（一）稀釋劑的稀釋機理（一）稀釋劑的稀釋機理 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，從而電位，從而改善泥漿的流動性和穩(wěn)定性。改善泥漿的流動性和穩(wěn)定性。各種無機及有機鹽類電解質(zhì)。各種無機及有機鹽類電解質(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，形成一種保護膜，從而阻礙膠，形成一種保護膜，從而阻礙膠粒聚結(jié)沉降，改善泥漿的流動性和穩(wěn)定性。

59、粒聚結(jié)沉降，改善泥漿的流動性和穩(wěn)定性。各種聚合物電解質(zhì)。各種聚合物電解質(zhì)。2.5 調(diào)節(jié)坯料成型性能的添加劑調(diào)節(jié)坯料成型性能的添加劑一、泥漿用稀釋劑一、泥漿用稀釋劑（二）稀釋劑種類（二）稀釋劑種類 無機鹽類電解質(zhì)無機鹽類電解質(zhì)主要用于粘土質(zhì)泥漿主要用于粘土質(zhì)泥漿有機鹽類電解質(zhì)有機鹽類電解質(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。 作為稀釋劑的無機和有機鹽類電解質(zhì)通常應(yīng)具備以下條件：作為稀釋劑的無機和有機鹽類電解質(zhì)通常應(yīng)具備以下條件：（1）能直接離解或水解，離解出（水化能力強的）堿金屬離子，并使能直接離解或水解，離解出（水化能力強

60、的）堿金屬離子，并使泥漿系統(tǒng)成呈堿性。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)合物。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。 一、泥漿用稀釋劑一、泥漿用稀釋劑（二）稀釋劑種類（二）稀釋劑種類 1. 無機鹽類稀釋劑無機鹽類稀釋劑 大多為無機酸的鈉鹽，常用大多為無機酸的鈉鹽，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稀釋各種稀釋劑的加入量及稀釋效果與粘土類型密切相關(guān)。效果與粘土類型密