陶瓷造形與成形模擬題

《陶瓷造形與成形》模擬題一．填空題陶瓷常見的成型方法可塑成型、注漿成型、壓制成型?！闾沾缮a(chǎn)的主要工藝流程：練土一成形一干燥一素燒一繪底稿_?上釉_燒成_?完成配料f磨細f成型粉料f干燥f上釉f燒成。壞體在燒成過程中的物理變化是體積收縮、氣孔減少、致密度提高、強度增加、顏色改變。古代陶瓷杯的造型分為高足杯、爵杯、鴿形杯雙聯(lián)杯、馬蹄杯、鈴鐺杯、雞缸杯、方斗杯、套杯。陶瓷常見的成型方法是：可塑成型、注漿成型、壓制成型。試簡述陶瓷三大原料名稱硅質(zhì)原料、粘土類原料、熔劑性原料及硅質(zhì)原料在陶瓷生產(chǎn)中的作用是粘土類、石英類、長石類原料。陶瓷可分為新型陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷兩大類。二．簡答題新型陶瓷制品的生產(chǎn)過程中的成形是指什么？成形是將壞料制成具有一定形狀和規(guī)格的壞體。成形技術(shù)與方法對陶瓷制品的性能具有重要意義，由于陶瓷制品品種繁多，性能要求、形狀規(guī)格、大小厚薄不一，產(chǎn)量不同，所用壞料性能各異，因此采用的成形方法各種各樣，應經(jīng)綜合分析后確定。原始社會的陶器造型有哪些特點？陶器的發(fā)明，標志著新石器時代或野蠻時代的開始，它成為人類日常生活中不可缺少的用具。原始社會的陶器造型，是以適用為主要目的，與工藝技術(shù)水平的不斷變化相適應的。最早的造型，簡單而又稚樸，隨著技藝的提高，陶器造型的式樣也逐漸繁復起來。古籍中對不同形狀，不同用途的陶器，有不同的稱謂，如用作汲水或盛裝的有壺、缶、盂等；用作烹食的有鼎、甄、釜、罐等；用作貯藏的有甕、壇、罐、尊等；用作洗滌的有洗盆、匜等。這些雖然是直接為日常生活用品，但我們的祖先在造型設計和制作時，很注意造型的審美功能。能夠靈活的掌握各種線條的曲直變化，善于運用空間、虛實、疏密、繁簡、強弱、質(zhì)地和色彩等對比手法，就是器物上的某些附加物如耳、流口、足的處理，也能恰到好處地起到對稱、均衡與穩(wěn)定作用。原始社會的陶器造型，不但為隨之出現(xiàn)的青銅器的造型所沿用，而且為日后大量出現(xiàn)的陶瓷器的造型所繼承和發(fā)展。新型陶瓷制品的生產(chǎn)過程中的后續(xù)加工是指什么？陶瓷經(jīng)成形、燒結(jié)后，還可根據(jù)需要進行后續(xù)精密加工，使之符合表面粗糙度、形狀、尺寸等精度要求，如磨削加工、研磨與拋光、超聲波加工、激光加工甚至切削加工等。切削加工是采用金剛石刀具在超高精度機床上進行的，目前在陶瓷加工中僅有少量應用。陶瓷造型的名稱及來源是什么？根據(jù)陶瓷造型的基本樣式，目前較多見的是器皿大概分為幾大類：碗，盤，杯。碟，壺，瓶，罐，缸，壇，鍋，盆，缽，盂，盒，洗，蠱等。罐，缸，壇，鍋，盆，缽，盂，盒，洗，蠱等。造型的名稱來源大約有7個：①模仿自然界某種形狀得名：冬瓜壺，玉米壺等；②造型樣式受其他工藝造型的影響，或生活中某種器物的造型樣式類似得名：棕式瓶等；③以造型樣式形體變化的特點得名：六方瓶，扁瓶；④因造型構(gòu)件特征得名：雞頭壺，蒜頭壺；⑤造型本身特征不明顯，用較固定的裝飾紋內(nèi)容命名：冰紋梅花罐；⑥根據(jù)容量大小，但造型樣式?jīng)]有大變化，仍用原由名稱：四合壺；⑦有些造型是結(jié)合具體的使用要求而得名：奶杯，魚盤。三．論述題新型陶瓷的中澆注成形是什么？請具體說明。一、澆注成形澆注成形：陶瓷原料粉體懸浮于水中制成料漿，然后注入模型內(nèi)成形，坯體的形成主要有注漿成形（由模型吸水成坯）、凝膠注模成形（由凝膠原位固化）等方式。（一）注漿成形注漿成形是將陶瓷懸浮料漿注入多孔質(zhì)模型內(nèi)，借助模型的吸水能力將料漿中的水吸出，從而在模型內(nèi)形成坯體。其工藝過程包括懸浮料漿制備、模型制備、料漿澆注、脫模取件、干燥等階段。1．懸浮料漿的制備這是注漿成形工藝的關(guān)鍵工序，注漿成形料漿是陶瓷原料粉體和水組成的懸浮液，為保證料漿的充型及成形性，利于得到形狀完整、表面平滑光潔的坯體，減少成形時間和干燥收縮，減小坯體變形與開裂等缺陷，要求料漿具有良好的流動性、足夠小的粘度（vlPa?s）、盡可能少的含水量、弱的觸變性（靜止時粘度變化?。?、良好的穩(wěn)定性（懸浮性）及良好的滲透（水）性等性能。新型陶瓷的原料粉體多為脊性料，必須采取一定措施，才能使料漿具有良好的流動性與懸浮性，單靠調(diào)節(jié)料漿水分是不可能的。讓料漿懸浮的方法一般有兩種：（1） 控制料漿的pH值，如A12O3料漿在pH值為3或12時，可獲得較佳的流動性與懸浮能力；（2） 加入適當?shù)挠袡C聚合電解質(zhì)作分散劑，可降低料漿含水量，提高料漿的流動性與懸浮性能。目前生產(chǎn)上采用加入0.3%?0.6%陶瓷粉體的質(zhì)量分數(shù)的阿拉伯樹膠、羧甲基纖維素、聚丙烯酸銨鹽、聚甲基丙烯酸銨鹽等調(diào)制料漿，再配合pH值控制，可降低料漿含水量（料漿中水的質(zhì)量分數(shù)可低達20%?25%，甚至更低），且具有良好的流動性。料漿通常采用濕法球磨或攪拌調(diào)制。最常用的注漿成形模型是石膏模，近年來也有用多孔塑料模的。2．注漿方法有實心注漿和空心注漿兩種基本方法。另外，為了強化注漿過程，鑄造生產(chǎn)的壓力鑄造、真空鑄造、離心鑄造等工藝方法也被用于注漿成形，并形成了壓力注漿、真空注漿與離心注漿等強化注漿方法。（1）實心注漿如圖5-28a所示，料漿注入模型后，料漿中的水分同時被模型的兩個工作面吸收，注件在兩模之間形成，沒有多余料漿排出。坯體的外形與厚度由兩模工作面構(gòu)

成的型腔決定。當坯體較厚時，靠近工作面處坯層較致密，遠離工作面的中心部分較疏松，坯體結(jié)構(gòu)的均勻程度會受到一定影響。（2）空心注漿如圖5-28b所示，料漿注入模型后，由模型單面吸漿，當注件達到要求的厚度時，排出多余料漿而形成空心注件。坯體外形由模型工作面決定，坯體的厚度則取決于料漿在模型中的停留時間。圖5-28注漿成形圖5-28注漿成形a）實心注漿b）空心注漿c）離心注漿（3）強化注漿在注漿過程中，人為地對料漿施加外力，以加速注漿過程進行，提高吸漿速度，使坯體致密度與強度得到提高。強化注漿法有真空注漿、離心注漿和壓力注漿等。注漿成形適于制造大型厚胎、薄壁、形狀復雜不規(guī)則的制品。其成形工藝簡單，但勞動強度大，不易實現(xiàn)自動化，且坯體燒結(jié)后的密度較小，強度較差，收縮、變形較大，所得制品的外觀尺寸精度較低，因此性能要求較高的陶瓷一般不采用此法生產(chǎn)。但隨著分散劑的發(fā)展，均勻性好的高濃度低粘度漿料的獲得，以及強力注漿的發(fā)展，注漿成形制品的性能與質(zhì)量在不斷提高。（二）凝膠注模成形凝膠注模成形：首先將陶瓷細粉加入含分散劑、有機高分子化學單體（如丙烯酰胺與雙甲基丙烯酰胺）的水溶液中，調(diào)制成低粘度、高固相（陶瓷原料粉的體積分數(shù)通常達50%以上）含量的濃懸浮料漿，再將聚合固化引發(fā)劑（如過硫酸銨）加入料漿混合均勻，在料漿固化前將其注入無吸水性的模型內(nèi)，在所加引發(fā)劑的作用下，料漿中的有機單體交聯(lián)聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使?jié)鈶腋×蠞{在模型內(nèi)原位固化成形。新型陶瓷的中壓制成形是什么？請具體說明。壓制成形是將經(jīng)過造粒的粒狀陶瓷粉料，裝入模具內(nèi)直接受壓力而成形的方法。（一）造粒造粒即制備壓制成形所用的坯料，它是在陶瓷原料細粉中加入一定量的塑化劑（如4%?6%的濃度為5%的聚乙烯醇水溶液，作用是使本無塑性的坯料具有可塑性），制成粒度較粗（約20目左右）、含一定水分、具有良好流動性的團粒，以利于陶瓷坯料的壓制成形。對于新型陶瓷用粉料的粒度，應是愈細愈好，但太細對成形性能不利。因為粉粒愈細，愈易團聚，流動性愈差，成形時不能均勻地填充模型，易產(chǎn)生空洞，導致坯體致密度不高。若形成團粒，則流動性好，裝模方便，分布均勻，有利于提高坯件與燒結(jié)體的密度與均勻性。

造粒質(zhì)量好壞直接影響成形坯體及燒結(jié)體的質(zhì)量，所以造粒是壓制成形工藝的關(guān)鍵工序。在各種造粒方法中，以噴霧干燥法造粒的質(zhì)量最好，且適用于現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)，目前已廣為采用。噴霧干燥造粒法：將混合有適量塑化劑的陶瓷原料粉體預先調(diào)制成漿料（方法同注漿成形漿料的調(diào)制），再用噴霧器噴入造粒塔進行霧化和熱風干燥，出來的粒子即為流動性較好的球狀團粒。（二）壓制方法壓制方法主要有干壓成形、等靜壓成形和熱壓燒結(jié)成形等。1．干壓成形將造粒制備的團粒（水的質(zhì)量分數(shù)＜6%），松散裝入模具內(nèi)，在壓機柱塞施加的外壓力作用下，團粒產(chǎn)生移動、變形、粉碎而逐漸靠攏，所含氣體同時被擠壓排出，形成較致密的具有一定形狀、尺寸的壓坯，然后卸模脫出坯體。干壓成形有單向加壓與雙向加壓兩種方式。由于成形壓力是通過松散粉粒的接觸來傳遞的，在此過程中產(chǎn)生的壓力損失會造成坯體內(nèi)壓力分布的不均勻。單向加壓時，這種壓力的不均勻分布更明顯，而且坯體高度與直徑之比愈大，壓力分布愈不均勻。壓力分布的不均勻，必然造成壓坯內(nèi)密度分布不均勻，壓坯上方及近模壁處密度大，而下方近模壁處及中心部位的密度小，如圖5-29a所示。雙向加壓方式是上下壓頭（柱塞）從兩個方向向模套內(nèi)加壓，壓力分布的不均勻程度減輕，故壓坯密度相對較均勻，如圖5-29b所示。不論是單向還是雙向加壓，如果對模具涂以潤滑劑，提高粉粒的潤滑性與流動性，壓力分布的不均勻程度均會有所減輕，壓坯密度均勻性也將有所提高。 7網(wǎng)：歸%/ 1Z4— 7網(wǎng)：歸%/ 1Z4—if)F亀:，-1.■]ii圖5-29干壓成形的密度梯度a）單向加壓b）雙向加壓為保證坯體質(zhì)量，干壓成形時需根據(jù)坯體形狀、大小、壁厚及粉料流動性、含水量等情況，控制好成形壓力（一般為40?lOOMPa）、加壓速度與保壓時間等工藝參數(shù)。干壓成形工藝特點：操作方便，生產(chǎn)周期短，效率高，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，適宜大批量生產(chǎn)形狀簡單（圓截面形、薄片狀等）、尺寸較小（高度為0.3?60mm、直徑5?50mm）的制品。由于坯體含水或其它有機物較少，因此坯體致密度較高，尺寸較精確，燒結(jié)收縮小，瓷件力學強度高。但干壓成形坯體具有明顯的各向異性，也不適于尺寸大、形狀復雜制品的生產(chǎn)，且所需的設備、模具費用較高。

2.等靜壓成形是利用液體或氣體介質(zhì)均勻傳遞壓力的性能，把陶瓷粒狀粉料置于有彈性的軟模中，使其受到液體或氣體介質(zhì)傳遞的均衡壓力而被壓實成形的一種新型壓制成形方法。等靜壓成形特點：坯體密度高且均勻，燒結(jié)收縮小，不易變形，制品強度高、質(zhì)量好，適于形狀復雜、較大且細長制品的制造。但等靜壓成形設備成本高。等靜壓成形可分為冷等靜壓成形與熱等靜壓成形兩種。（1）冷等靜壓成形在室溫下，采用高壓液體傳遞壓力的等靜壓成形，根據(jù)使用模具不同又分為濕式等靜壓成形和干式等靜壓成形兩種。1） 濕式等靜壓成形如圖5-30a所示，將配好的粒狀粉料裝入塑料或橡膠做成的彈性模具內(nèi)，密封后置于高壓容器內(nèi)，注入高壓液體介質(zhì)（壓力通常在lOOMPa以上），此時模具與高壓液體直接接觸，壓力傳遞至彈性模具對坯料加壓成形，然后釋放壓力取出模具，并從模具中取出成形好的坯體。濕式等靜壓容器內(nèi)可同時放入幾個模具，壓制不同形狀坯體，該法生產(chǎn)效率不高，主要適用于成形多品種、形狀較復雜、產(chǎn)量小和大型制品。2） 干式等靜壓成形在高壓容器內(nèi)封緊一個加壓橡皮袋，加料后的模具送入橡皮袋中加壓，壓成后又從橡皮袋中退出脫模；也可將模具直接固定在容器橡皮袋中。此法的坯料添加和坯件取出都在干態(tài)下進行，模具也不與高壓液體直接接觸，如圖5-30b所示。而且，干式等靜壓成形模具的兩頭（垂直方向）并不加壓，適于壓制長型、薄壁、管狀制品。圖5-30冷等靜壓成形a）濕式b）干式（2）熱等靜壓成形在高溫下，采用惰性氣體代替液體作壓力傳遞介質(zhì)的等靜壓成形，是在冷等靜壓成形與熱壓燒結(jié)的工藝基礎上發(fā)展起來的，又稱熱等靜壓燒結(jié)。它用金屬箔代替橡膠膜，用惰性氣體向密