陶瓷工艺学复习资料PPT课件

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“硅酸盐工业硅酸盐工业”的范畴。的范畴。第1页/共176页 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。第2页/共176页粘土的分类粘土的分类一次粘土（残留粘土或原生粘土）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）沉积型沉积型第3页/共176页（1 1）高可塑性粘土）高可塑性粘土( (软质粘土、结合粘土软质粘土、结合粘土) ) ：特点：特点：颗粒较细，水中易分散，可塑性好，含杂质颗粒较细，水中易分散，可塑性好，含杂质较多，多呈疏松状或板状较多，多呈疏松状或板状（2 2）低可塑性粘土）低可塑性粘土( (硬质粘土、瘠性粘土硬质粘土、瘠性粘土):):特点：特点：在水中不易分散，可塑性较小，多呈致密块在水中不易分散，可塑性较小，多呈致密块状、石状状、石状第4页/共176页 耐火粘土（耐火度耐火粘土（耐火度1580 1580 C)C)：较纯，杂质少较纯，杂质少瓷瓷器、耐火材料器、耐火材料 难熔粘土（耐火度难熔粘土（耐火度135013501580 1580 C C ）：）：杂质杂质10101515炻器、陶器等炻器、陶器等 易熔粘土（耐火度易熔粘土（耐火度1350 1350 C C ）：）：大量杂质大量杂质建筑建筑砖瓦和粗陶砖瓦和粗陶第5页/共176页 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.L. 第6页/共176页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。第7页/共176页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。第8页/共176页特点：特点：吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、白度高、耐火度高白度高、耐火度高 。（1 1）高岭石类矿物）高岭石类矿物第9页/共176页u多水高岭石（埃洛石、叙永石多水高岭石（埃洛石、叙永石 ） 特性：特性：易吸附水化离子与有机物，其可塑性、结合性易吸附水化离子与有机物，其可塑性、结合性比高岭石强，干燥收缩大。比高岭石强，干燥收缩大。第10页/共176页u以蒙脱石为主要矿物的粘土称以蒙脱石为主要矿物的粘土称膨润土膨润土。u特点一：吸水性强、吸水后体积膨胀特点一：吸水性强、吸水后体积膨胀 u特点二：吸附性、离子交换能力很强特点二：吸附性、离子交换能力很强u特点三：易粉碎，颗粒细小，可塑性好，特点三：易粉碎，颗粒细小，可塑性好，触变厚化性触变厚化性强，强，干燥收缩较大，干燥收缩较大，干燥强度干燥强度高。高。u坯体中用量不宜太多，一般在左右。坯体中用量不宜太多，一般在左右。（2 2）蒙脱石类矿物）蒙脱石类矿物第11页/共176页陶瓷工业常用的原料。陶瓷工业常用的原料。 叶蜡石叶蜡石无可塑性、吸附性差、硬度低。叶腊石含结晶无可塑性、吸附性差、硬度低。叶腊石含结晶水较少，总收缩不大，线膨胀系数小水较少，总收缩不大，线膨胀系数小，可配制，可配制快速烧成快速烧成的陶瓷坯体。的陶瓷坯体。第12页/共176页u绢云母绢云母特特 性：性：一种水化不完全的白云母，是白云母与一种水化不完全的白云母，是白云母与伊利石之间的过渡产物，能单独成瓷。伊利石之间的过渡产物，能单独成瓷。第13页/共176页u瓷石瓷石可塑性不高，结合强度不大，干燥速度快。可塑性不高，结合强度不大，干燥速度快。绢云绢云母起粘土及长石的作用母起粘土及长石的作用，促进成瓷及烧结。可配，促进成瓷及烧结。可配制釉料，称为制釉料，称为“釉果釉果”或或“釉石釉石”。第14页/共176页u定义：定义：指粘土中含不同大小颗粒的百分含量指粘土中含不同大小颗粒的百分含量( (体积百体积百分比或质量分数）分比或质量分数） 。u意义：意义：可初步判断工艺性能。可初步判断工艺性能。u 可初步判断矿物类型。可初步判断矿物类型。u 判断粘土本身矿物类型。判断粘土本身矿物类型。 3 3、第15页/共176页1 1 可塑性可塑性u定义：定义：粘土粘土- -水系统形成泥团，在外力作用下泥团发水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生变形而不开裂，当外力解除后，仍能保持其形状不生变形而不开裂，当外力解除后，仍能保持其形状不变，这种性质称为可塑性。变，这种性质称为可塑性。第16页/共176页第17页/共176页 可塑性限度（塑限）可塑性限度（塑限）W W1 1：粘土或（坯料）由粉末状粘土或（坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量。态进入塑性状态时的含水量。 液性限度（液限）液性限度（液限）W W2 2：粘土或（坯料）由塑性状态粘土或（坯料）由塑性状态进入流动状态时的含水量。进入流动状态时的含水量。第18页/共176页可塑性可塑性可塑性指标可塑性指标 可塑性指标：可塑性指标：在工作水分下，粘土（或坯料）受外力在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。 第19页/共176页2 2 结合性结合性 定义：定义：粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团，并且有一定干燥强度的能力。形成良好的可塑泥团，并且有一定干燥强度的能力。 表征：表征：粘土结合瘠性原料的结合力的大小来衡量。粘土结合瘠性原料的结合力的大小来衡量。第20页/共176页定义：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为粘土的离子交换性。 第21页/共176页第22页/共176页4 4 触变性触变性定义：定义： 粘土泥浆或可塑泥团粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌受到振动或搅拌时，时，粘度会降低而流动性增加粘度会降低而流动性增加，静置后能恢复原来，静置后能恢复原来状态。状态。 反之，泥料反之，泥料放置一段时间后放置一段时间后，在维持原有，在维持原有水分的情况下会增加粘度，水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化现出现变稠和固化现象象。这种性质统称为触变性。这种性质统称为触变性。第23页/共176页产生触变性的原因：产生触变性的原因： 粘土片状颗粒的活性边面上尚残留少量电荷未被完全中和，粘土片状颗粒的活性边面上尚残留少量电荷未被完全中和，以致形成局部以致形成局部边边边边或或边面边面结合，使粘土颗粒之间常组结合，使粘土颗粒之间常组成封闭的网络状结构。成封闭的网络状结构。 大量的大量的自由水被分隔和封闭在网络的空隙中自由水被分隔和封闭在网络的空隙中，使整个粘土，使整个粘土水系统好像水分减少，粘度增加，变稠及固化现象水系统好像水分减少，粘度增加，变稠及固化现象 网络状结构是疏松和不稳定的网络状结构是疏松和不稳定的，当稍有剪切力的作用或振，当稍有剪切力的作用或振动时，网络即被破坏，又呈流动状态。动时，网络即被破坏，又呈流动状态。第24页/共176页6 6 收缩收缩u基本概念：基本概念：干燥收缩干燥收缩 、烧成收缩和总收缩、烧成收缩和总收缩u影响因素：影响因素：组成，含水量，阳离子交换能力，细度组成，含水量，阳离子交换能力，细度等。等。u表示方法：表示方法：线收缩率线收缩率与与体积收缩率体积收缩率S SV V。第25页/共176页7 7 烧结性能及耐火度烧结性能及耐火度定义：定义： 烧结性能：烧结性能：粘土在烧结过程中所表现出的各种物理粘土在烧结过程中所表现出的各种物理变化及性能。变化及性能。 耐火度：耐火度：粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。表征方法：表征方法： 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、收缩率等第26页/共176页v保证泥坯的可塑性；保证泥坯的可塑性；v使注浆料与釉料具有悬浮性和稳定性；使注浆料与釉料具有悬浮性和稳定性；v在坯料中结合其它瘠性原料，使具有一定干坯强在坯料中结合其它瘠性原料，使具有一定干坯强度及最大堆积密度；度及最大堆积密度；v影响坯体的烧结性能。影响坯体的烧结性能。v是瓷坯中是瓷坯中AlAlO O的主要来源，也是烧成时生成莫的主要来源，也是烧成时生成莫来石晶体的主要来源。来石晶体的主要来源。 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第27页/共176页第三节第三节 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。 第28页/共176页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） 第29页/共176页vSiOSiO2 2晶型转化与生产应用晶型转化与生产应用 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：在制品烧成的问题：在制品烧成和冷却时，处于晶型转化的温度阶段，应适当控制升温与和冷却时，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。冷却速度，以保证制品不开裂。 第30页/共176页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。第31页/共176页第四节第四节 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。第32页/共176页4钾长石：范围宽，高温粘度大，且粘度随温度逐渐降低钾长石：范围宽，高温粘度大，且粘度随温度逐渐降低。4钠长石：液相粘度较低，熔融温度较窄，且其粘度随温度的钠长石：液相粘度较低，熔融温度较窄，且其粘度随温度的升高而降低的速度很快。升高而降低的速度很快。 2 2 长石的熔融特性长石的熔融特性 第33页/共176页&长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用。长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用。&希望坯料长石有希望坯料长石有较低的熔化温度较低的熔化温度，较宽的熔化温度较宽的熔化温度范围范围。&要求釉料具有要求釉料具有较高的始熔温度，较宽的熔融温度范较高的始熔温度，较宽的熔融温度范围围。注意！注意！第34页/共176页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第35页/共176页v坯料中碱金属氧化物的主要来源，降低陶瓷坯体组分的熔坯料中碱金属氧化物的主要来源，降低陶瓷坯体组分的熔化温度，化温度，利于成瓷和降低烧成温度。利于成瓷和降低烧成温度。v减少气孔率，增大致密度，减少气孔率，增大致密度，提高瓷体的机械强度和化学稳提高瓷体的机械强度和化学稳定性定性。v提高陶瓷制品的透光度提高陶瓷制品的透光度。v作为瘠性原料，提高坯体疏水性，提高干燥速度，减少坯作为瘠性原料，提高坯体疏水性，提高干燥速度，减少坯体的干燥收缩和变形。体的干燥收缩和变形。v在釉料中做熔剂，形成玻璃相。在釉料中做熔剂，形成玻璃相。三三 长石在陶瓷生产中的作用长石在陶瓷生产中的作用第36页/共176页第五节第五节 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。第37页/共176页u二、硅灰石二、硅灰石u可以快速烧成。可以快速烧成。u降低烧成温度，节省能耗。降低烧成温度，节省能耗。改善生坯质量，提高产品性能。改善生坯质量，提高产品性能。第38页/共176页第39页/共176页u透辉石：透辉石：u降低烧成温度降低烧成温度。快速烧成快速烧成。减少烧成收缩减少烧成收缩。提高机械强度提高机械强度。改善热稳定性改善热稳定性。第40页/共176页第六节第六节 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第41页/共176页配料配料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 第42页/共176页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）表示法第43页/共176页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，得到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的具有成形性能的多组分均匀的配合料。第44页/共176页二、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 第45页/共176页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第46页/共176页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。 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。第47页/共176页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、大小及粒度分布第48页/共176页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、陈腐第49页/共176页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），），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。第50页/共176页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；撞击第51页/共176页球磨机球磨机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。第52页/共176页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第53页/共176页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）练泥机第54页/共176页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。第55页/共176页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。尺寸最大方向（长轴方向）重叠排列。这种颗粒在平面这种颗粒在平面内择优取向的现象就是颗粒取向。内择优取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第56页/共176页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，则各方向收缩定向排列收缩有差异，定向化程度越高，则各方向收缩越大。越大。第57页/共176页陈腐：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。 第58页/共176页压制成形用坯料- -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 粉料的流动性第59页/共176页（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度分布，以满足坯料加工过程及烧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。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要求，具有良好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。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。第60页/共176页(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第61页/共176页( (四) )粉料的流动性 第62页/共176页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第63页/共176页坯料制备过程工艺控制 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) )坯粉水分坯粉水分第64页/共176页u常用成形方法：常用成形方法：包括包括可塑法成形、注浆成形和压制成可塑法成形、注浆成形和压制成形形成形概述成形概述u成形：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第65页/共176页可塑成形原理：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泥团受外力受外力坯体第66页/共176页一一 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0.51u可塑性泥团由固相、液相、少量气相组成的弹性塑性系统。第67页/共176页粘土泥团的应力应变曲线粘土泥团的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y y，则出现假塑性变形，不可逆。 假塑性变形：除去泥团受到的应力，会部分地回复到原来状态（用y y表示），剩下的不可逆变形部分n n叫做假塑性变形。 屈服值：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）强度极限p p，泥团会开裂破坏第68页/共176页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 一般可以近似地用屈服值和最大变形量的乘积（ 评价泥料的成型能力。 一定含水率屈服值随泥团中水分增加而降低含水量降低， 屈服值y：泥团开始假塑性变形时须加的应力； y高防受偶然的外力产生变形，保证成型时有足够的稳定性第69页/共176页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 颗粒愈细，颗粒愈细，分散度越大，比表面积愈大，颗粒分散度越大，比表面积愈大，颗粒表面形成水膜所需的水分愈多，产生的毛细管力越表面形成水膜所需的水分愈多，产生的毛细管力越大，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可塑性好性好（易形成面与面的接触，毛细管半径小（易形成面与面的接触，毛细管半径小力力大；对称性低，移动阻力大）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第70页/共176页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，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；则可塑性高；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、表面浸润能力和液相的粘度、表面张力张力 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，则可塑性高第71页/共176页生产中提高坯料可塑性的常用措生产中提高坯料可塑性的常用措施施 （1 1）将粘土原矿进行淘洗，除去所夹杂的非可塑）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。性物料，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）必要时加入增塑剂，如糊精、羧甲基纤维素等。等。第72页/共176页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u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石膏模的毛细管力 注浆过程的推动力：注浆成形第73页/共176页 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第74页/共176页 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，提高模型的的温度第75页/共176页3 3 脱模性脱模性 4 4 挺实能力5 5 加工性第76页/共176页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三 注浆成形方法第77页/共176页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 第78页/共176页 压制成形是将坯料加入到模具中，在压机上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。压成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，表面质量高，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；压力分布不均，致密度不均（相对而言）。原理：第79页/共176页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很细或很粗的粉料，在一定压力下被压紧成型的能力较差。的能力较差。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容重容重一一 粉料的工艺性质粉料的工艺性质第80页/共176页4 4 粉料的拱桥效应粉料的拱桥效应加压或振动消除 合适的加压方式第81页/共176页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 第82页/共176页1 1 密度的变密度的变化化二二 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 4密度随压力增大迅速增加 排除假颗粒间空隙4密度随压力增大变化缓慢 排除真颗粒间空隙4密度随压力增大迅速增加 密实阶段 原因：大量颗粒产生相对滑原因：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，孔隙继续填充。第83页/共176页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，颗粒间接塑性阶段，颗粒间接触增大，触增大，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坯体强度与成形压力的关系系 第84页/共176页成形致密化出现的现象：坯体中压力的分布不成形致密化出现的现象：坯体中压力的分布不均均 原因：原因：A A坯粉料颗粒移动和重新排列时，颗粒之间坯粉料颗粒移动和重新排列时，颗粒之间产生内摩擦力。产生内摩擦力。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了压制压力的传递妨碍了压制压力的传递压力衰减。压力衰减。 现象：现象：离开如压面的距离愈大，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。第85页/共176页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，选用尽量高的成形压力。考虑原料成分、坯料水份、制品的形状和尺寸 第86页/共176页单面加压：压力分布不均，有低压区，死角双面加压：消除底面的低压区，死角。但空气易被挤到坯体 中间部位，使中部密度小。第87页/共176页 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 减少粉料颗粒间及粉料与模壁的摩擦- -润滑剂 增加粉料颗粒间的粘结作用粘结剂 促进粉料颗粒间吸附，湿润或变形表面活性剂第88页/共176页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，使其在低水分的情况下粘度适当便于浇注。度适当便于浇注。2 2 结合剂结合剂 用来提高可塑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。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模壁之间的摩擦，以促进压制坯体密度增大和均匀化。化。一一 添加剂的种类添加剂的种类 第89页/共176页干燥受热体水分（或液体）减少到使用标准为止的过程（广义）水分（或液体）的加热蒸发过程（狭义）第90页/共176页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：热量交换和质量交换。 外扩散过程：物料表面产生的水蒸气向干燥介质移动 内扩散过程：物料内部的水分由浓度较高的内层向浓度较低的外层移动。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第91页/共176页二二 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第92页/共176页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。第93页/共176页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 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第94页/共176页 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第95页/共176页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第96页/共176页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 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。第97页/共176页二、 确定干燥介质参数的依据1 1 、干燥介质的温度1 1）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 第98页/共176页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速度提高第99页/共176页干燥方法自然干燥自然干燥热空气干燥工频电干燥直流电干燥辐射干燥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以空气( (大气) )作为干燥介质，由于空气密度不同而引起对流，进行干燥。多用于泥料和成形后湿坯的干燥。对流干燥对流干燥第100页/共176页一、热空气干燥强制对流干燥 采用强制通风手段，利用具有一定流速的热空气吹拂欲干燥的坯体表而，使其得到干燥的方法。（1 1）间歇式室式干燥室特点：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。第101页/共176页隧道式干燥、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）连续式干燥第102页/共176页二二 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。第103页/共176页三 工频电干燥第104页/共176页一 干燥缺陷及原因分析 1、缺陷 变形 、开裂 第四节干燥缺陷分析第四节干燥缺陷分析第105页/共176页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 第106页/共176页二、解决干燥缺陷的措施1 坯体配方稳定；2 控制水分；3 双面干燥；4 控制干燥制度；第107页/共176页烧成烧成：陶瓷坯体通过：陶瓷坯体通过高温热处理高温热处理，发生一系列物理化学，发生一系列物理化学变化，矿物组成、显微结构发生变化，最终得到具有某变化，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。种特定要求的陶瓷制品的工艺过程。概述第108页/共176页v一次烧成与二次烧成一次烧成与二次烧成 一次烧成：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。特点：工艺流程简化；劳动生产率高；成本低，占地少；节约能源。二次烧成：即先素烧后施釉，再釉烧的工艺路线。分为低温素烧高温釉烧和高温素烧低温釉烧。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。 第109页/共176页瓷质：瓷质：长石质长石质、滑石质、骨质瓷、滑石质、骨质瓷、第一节 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四个阶段： （1 1）低温阶段常温300300（2 2）氧化分解阶段300300950950（3 3）高温阶段950950烧成温度（4 4）冷却阶段烧成温度室温第110页/共176页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/1.排除机械水、吸附水2.质量减小，气孔率增大室温300低温阶段化学变化物理变化重要变化温度范围阶段名称第111页/共176页1 化学变化（1）氧化反应碳素和有机物氧化黄铁矿（FeSFeS2 2）等有害物质氧化氧化与分解阶段第112页/共176页（2）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、硫酸盐分解第113页/共176页（3 3）石英晶型转变（1 1）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。位移型相变/重建型相变第114页/共176页 在10501050以前，继续上述的氧化分解反应并排除结构水 硫酸盐的分解和高价铁的还原与分解（在还原气氛下）高温阶段1 1 化学反应化学反应第115页/共176页形成大量液相和莫来石 长石熔融+ +低共熔物+ +溶解石英和粘土 大量液相+ +一次莫来石生成+ +二次莫来石新相的重结晶和坯体的烧结 晶粒长大，晶界移动，致密烧结。第116页/共176页 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。第117页/共176页烧成制度烧成制度烧成制度温度制度（包括各阶段的升温速率、降温速率、最高烧成温度和保温时间）气氛制度（升温的高温阶段的气氛要求）（氧化、中性、还原）压力制度（对窑内压力的调节）一、烧成制度一、烧成制度第118页/共176页二二 制定烧成制度的依据制定烧成制度的依据( (一一) )坯体在加热过程中的物理化学坯体在加热过程中的物理化学( (性状性状) )变化变化(二)坯体形状、厚度、大小和入窑水分第119页/共176页( (三三) )烧成方法烧成方法 一次烧成一次烧成/ /二次烧成二次烧成 特种陶瓷：常压烧结特种陶瓷：常压烧结/ /热压烧结热压烧结/ /高压烧结高压烧结/ /热等静热等静压烧结压烧结; ;气氛烧结等气氛烧结等 （四）根据坯料中氧化钛和氧化铁的含量确定气氛制度（四）根据坯料中氧化钛和氧化铁的含量确定气氛制度 低铁高钛低铁高钛坯料（北方）常用坯料（北方）常用氧化气氛氧化气氛烧成；烧成； 高铁低钛高铁低钛坯料（南方）常用坯料（南方）常用还原气氛还原气氛烧成。烧成。？第120页/共176页(五五)窑炉的结构、燃料种类、装窑密度窑炉的结构、燃料种类、装窑密度第121页/共176页1 1、烧成温度对产品性能的影响、烧成温度对产品性能的影响2、保温时间对产品性能的影响、保温时间对产品性能的影响3、升温速度对产品性能的影响、升温速度对产品性能的影响 三、烧成制度与产品性能的关系第122页/共176页对于普通陶瓷产品冷却制度一般为： 高温阶段应当快速冷却，低温阶段相对缓慢。4 4、冷却速度对产品质量的影响第123页/共176页5、烧成气氛对产品性能的影响（1）气氛对烧结温度的影响 A组Fe2O3含量AA2分别为0.62、1.75、2.09 B组Fe2O3含量BB3分别为0.43、0.49、0.54、1.69A A瓷石质瓷瓷石质瓷B B长石质瓷长石质瓷第124页/共176页（3 3）气氛对瓷坯颜色、透光度及釉面质量影响）气氛对瓷坯颜色、透光度及釉面质量影响氧化气氛烧成后，瓷坯发黄。氧化气氛烧成后，瓷坯发黄。还原气氛烧成后，瓷坯呈淡青色。还原气氛烧成后，瓷坯呈淡青色。 低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛烧成；低铁高钛坯料（北方）常用氧化气氛烧成；高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛烧成。高铁低钛坯料（南方）常用还原气氛烧成。第125页/共176页陶瓷胎体的显微结构陶瓷胎体的显微结构 显微结构指利用各种显微镜才能观察到材料的组织结构，是组成、工艺、过程等因素的反映，是决定材料性能的基础。第126页/共176页一 显微结构的组成 陶瓷胎体的显微结构：晶相、玻璃相、气相。晶相: :研究种类，数量，形态，晶粒的大小、分布和取向，晶体缺陷。玻璃相：研究含量、分布、应力分布等。气孔：研究大小、多少、分布、位置等及微裂纹的大小、形状分布等。第127页/共176页 长石质瓷显微结构中各相的作用1 莫来石（10-30%）主晶相，构成瓷胎的骨架。来源： 粘土分解一次莫来石 玻璃相中析晶二次莫来石具有较高的力学强度，尤其是网状的莫来石强度更高。第128页/共176页2 玻璃相（40-65%）存在形式： 石英颗粒周围的熔有石英的高硅玻璃相 中间生长有交织成网的莫来石晶体的长石玻璃相 在粘土分解产物区内，填充在间隙间的玻璃相。第129页/共176页3 石英（10-25%）来源： 残余石英 方石英作用：影响瓷坯的强度改善瓷坯的透光度和白度石英和玻璃折射率相近第130页/共176页4.气孔存在状态：在玻璃相基质中；裹在大晶粒之中。影响： 气孔在瓷坯中的多少、大小、形状、分布、位置影响瓷坯的强度、透光度、致密度、吸湿膨胀性能、介电性能、热传导性能等。第131页/共176页三 工艺因素对显微结构的影响 （一）陶瓷原料及配比 1、选择原料的种类 2、所用原料的配比第132页/共176页（二）原料粉末的特征 其颗粒大小、分布、聚集程度影响最为明显。 颗粒大小影响气孔的大小、多少颗粒大小影响液相量 第133页/共176页2、粒度分布3、颗粒形状及团聚程度第134页/共176页（三）外加剂 1、掺杂增加晶格缺陷，促进扩散，使坯体致密，气孔少；2、外加剂与某些组分形成第二相（化合物或低共熔物） 促进烧结。如第二相不易移动，则阻碍晶界移动，抑制 晶粒长大。第135页/共176页（四）烧成制度 1、烧成温度 影响瓷坯的密度、晶粒大小及各相的比例。2、升降温速率、升降温速率 影响坯体密度，晶粒大小，相的分布。影响坯体密度，晶粒大小，相的分布。a、快速冷却：越过第二相的析出温度，第二相形成数量少、快速冷却：越过第二相的析出温度，第二相形成数量少b、缓慢冷却：不同温度会析出不同的第二相、缓慢冷却：不同温度会析出不同的第二相第136页/共176页3 烧成气氛 影响气孔率、晶粒尺寸、缺位形成、阳离子价态、矿物组成。 第137页/共176页 釉的定义：釉的定义： 附着在陶瓷胎体表面的一种玻璃或玻璃与晶体附着在陶瓷胎体表面的一种玻璃或玻璃与晶体的连续粘着层。的连续粘着层。 釉的作用釉的作用: : (1) (1) 装饰：提高艺术、欣赏价值。装饰：提高艺术、欣赏价值。 (2) (2) 改善制品的各种性能：改善制品的各种性能： 化学稳定性、防污性（平滑、表面积减小）化学稳定性、防污性（平滑、表面积减小） 力学性能、电学性能、抗菌性能等等。力学性能、电学性能、抗菌性能等等。一 釉及其作用第138页/共176页 釉料配方的配制原则釉料配方的配制原则1 1 满足制品对釉面的性能要求满足制品对釉面的性能要求2 2 釉料组成能适应坯体性能及烧成工艺的要求釉料组成能适应坯体性能及烧成工艺的要求 一次烧成釉，一次烧成釉，始熔温度应高，成熟范围应宽。避免始熔温度应高，成熟范围应宽。避免干釉和起泡。干釉和起泡。二次烧成釉二次烧成釉，生釉的粘附性要强。，生釉的粘附性要强。3 3 坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应坯釉的热膨胀系数及弹性模量相适应要求：要求： 釉釉 坯坯 （略（略小于小于 微正釉微正釉 受压应力）受压应力） E E釉釉 E 坯坯）坯体坯体冷却冷却釉层受力分析釉层受力分析釉层开裂釉层开裂坯体坯体负釉负釉釉釉 坯坯：冷却过程中釉的收缩比坯大，：冷却过程中釉的收缩比坯大，釉层受釉层受张应力张应力，使釉层下凹，使釉层下凹，开裂开裂。第156页/共176页(2) (2) 釉的膨胀系数小于坯的膨胀系数釉的膨胀系数小于坯的膨胀系数（ 釉釉 坯坯）坯体坯体冷却冷却釉层剥落釉层剥落坯体坯体釉层受力分析釉层受力分析正釉正釉 釉釉 坯坯：釉的收缩比坯小，釉层受：釉的收缩比坯小，釉层受压缩应力压缩应力，剥落剥落