无机非金属 第七章 粉体成型技术基础课件

第七章第七章 粉体成型技术基础粉体成型技术基础 成成型型技技术术是是无无机机非非金金属属材材料料制制备备过过程程的的主主要要工工艺艺环环节节，直直接接与与材材料料性性能能、产品零件的形状尺寸有直接关系。产品零件的形状尺寸有直接关系。第七章粉体成型技术基础成型技术是无机非金属材料制备过程的1陶瓷制品的生产过程与粉末冶金有许多陶瓷制品的生产过程与粉末冶金有许多相似之处。其工艺过程包括粉末制取、相似之处。其工艺过程包括粉末制取、成形和致密化三个主要阶段。成形和致密化三个主要阶段。成形分为模压成形和特殊成形两大类。成形分为模压成形和特殊成形两大类。模压成形就是将预处理良好的粉末按一模压成形就是将预处理良好的粉末按一定体积或重量装入精密模具，用压力机定体积或重量装入精密模具，用压力机压成所希望的形状和尺寸的压坯。压成所希望的形状和尺寸的压坯。由于粉末之间、粉末与模壁之间存在有由于粉末之间、粉末与模壁之间存在有摩擦，故压力分布是不均匀的，这就使摩擦，故压力分布是不均匀的，这就使得压坯的尺寸不能太大，形状亦不能很得压坯的尺寸不能太大，形状亦不能很复杂。复杂。陶瓷制品的生产过程与粉末冶金有许多相似之处。其工艺过程包括粉2开发出了多种特殊成形的方法。开发出了多种特殊成形的方法。如等静压成形、滚压成形、高能高速如等静压成形、滚压成形、高能高速成形、无压成形、注浆成形和挤压成成形、无压成形、注浆成形和挤压成形等。形等。模压成形目前仍占主导地位；模压成形目前仍占主导地位；开发出了多种特殊成形的方法。37.1 7.1 模压成型与冷等静压成型基础模压成型与冷等静压成型基础许许多多粉粉体体材材料料被被用用来来压压制制成成型型，这这种种方方法法的的优优点点是是生生产产效效率率高高和和好好的的尺尺寸寸形形状状控制。控制。干干压压成成型型是是将将经经造造粒粒的的配配料料，通通过过成成型型压压机机和和模模具具，把把配配料料压压制制成成具具有有一一定定几几何何尺尺寸寸坯坯件件的的方方法法，是是应应用用最最广广泛泛的的一一种成型方法。种成型方法。7.1模压成型与冷等静压成型基础许多粉体材料被用来压制成4粉末的压制成形是主要且基本的粉末的压制成形是主要且基本的工序。它的过程包括称粉、装粉、工序。它的过程包括称粉、装粉、压制、保压及脱模等。压制、保压及脱模等。压制成形的方法有很多，如钢模压制成形的方法有很多，如钢模压制、流体等静压制、三向压制、压制、流体等静压制、三向压制、粉末锻造、挤压、振动压制、高粉末锻造、挤压、振动压制、高能量成形等能量成形等粉末的压制成形是主要且基本的工序。它的过程包括称粉、装粉、压5一一基础基础1.1.干法压制的基本原理干法压制的基本原理 (1)(1)、粉料的基本性质、粉料的基本性质 (a)(a)粒度和粒度的分布粒度和粒度的分布 V=aV=abc=rbc=r3 3即该颗粒等效半径为：即该颗粒等效半径为：一基础1.干法压制的基本原理6（b）粉料的堆积性质等径球体堆积形式及孔隙率（b）粉料的堆积性质等径球体堆积形式及孔隙率7(c)粉料的拱桥效应(或称桥接)(c)粉料的拱桥效应(或称桥接)8(2)、粉料的流动性粉料自然堆积的外形休止角与流出速度表示粉体重力流动时的流动性，可评价休止角与流出速度表示粉体重力流动时的流动性，可评价粉体物料从料斗中的流出的能力、旋转混合器内物料的运粉体物料从料斗中的流出的能力、旋转混合器内物料的运动行为、充填物料的难易程度等。动行为、充填物料的难易程度等。休止角休止角小小流流动性性好，好，(2)、粉料的流动性粉料自然堆积的外形休止角与流出速度9 2 压制过程坯体的变化(1)、密度的变化坯体密度与压力的关系2压制过程坯体的变化(1)、密度的变化坯体密度与10(2)(2)、强度的变化、强度的变化 第一阶段强度并不大第一阶段强度并不大 第二阶段强度直线提高第二阶段强度直线提高第三阶段强度变化也较平坦第三阶段强度变化也较平坦(3)(3)、坯体中压力的分布、坯体中压力的分布 坯体中压力分布不均匀，坯体中压力分布不均匀，H/DH/D比值愈比值愈大，则不均匀分布现象愈严重。大，则不均匀分布现象愈严重。(2)、强度的变化第一阶段强度并不大第二阶段强度直线提高113 3对压制坯体的性能基本要求对压制坯体的性能基本要求1)1)生坯密度，以及生坯中的密度差异。生坯密度，以及生坯中的密度差异。2 2）生坯的微观结构。生坯的微观结构。3 3）生坯中粉料之间的粘结性能以及基本的强度生坯中粉料之间的粘结性能以及基本的强度3对压制坯体的性能基本要求12粉末的成形技术特征主要有：粉末的成形技术特征主要有：松装密度松装密度 松装密度亦称松装密度亦称松装比松装比，指单位容积自由松装粉末，指单位容积自由松装粉末的质量。的质量。受受粉末粒度、粒形、粒度组成及粒间孔隙大小粉末粒度、粒形、粒度组成及粒间孔隙大小决决定。定。松装比的大小松装比的大小影响压制与烧结性能影响压制与烧结性能，同时对，同时对压模压模设计设计是一个十分重要的参数。是一个十分重要的参数。例如还原铁粉的松装密度一般为例如还原铁粉的松装密度一般为2.3-3.0g2.3-3.0gcmcm3 3，若采用松装密度为若采用松装密度为2.3g2.3gcmcm3 3的还原铁粉压制密的还原铁粉压制密度为度为6.9g6.9gcmcm3 3的压坯，则压缩比的压坯，则压缩比(粉末的充填粉末的充填高度与压坯高度之比高度与压坯高度之比)为为6.9:2.3=3:16.9:2.3=3:1，即若压，即若压坯高度为坯高度为1cm1cm时，模腔深度须大于时，模腔深度须大于3cm3cm才行。才行。粉末的成形技术特征主要有：13流动性流动性 它是指它是指50g50g粉末在粉末流动仪中自由下粉末在粉末流动仪中自由下降至流完后所需的时间。降至流完后所需的时间。时间愈短，流动性愈好。时间愈短，流动性愈好。流动性好的粉末有利于快速连续装粉流动性好的粉末有利于快速连续装粉及复杂零件的均匀装粉。及复杂零件的均匀装粉。流动性14压制性压制性 包括包括压缩性与成形性压缩性与成形性。压缩性的好坏决定压缩性的好坏决定压坯的强度与密度压坯的强度与密度，通常用压制前后粉末体的通常用压制前后粉末体的压缩比压缩比表示。表示。粉末压缩性主要受粉末硬度、塑性变形粉末压缩性主要受粉末硬度、塑性变形能力与加工硬化性决定。能力与加工硬化性决定。经退火后的粉末压缩性较好。经退火后的粉末压缩性较好。压制性15为保证压坯品质，使其具有一定的强度，为保证压坯品质，使其具有一定的强度，且便于生产过程中的运输，粉末需有良好且便于生产过程中的运输，粉末需有良好的的成形性成形性。成形性与粉末的成形性与粉末的物理性质物理性质有关，此外还受有关，此外还受到到粒度、粒形与粒度组成粒度、粒形与粒度组成的影响。的影响。为了改善成形性，常在粉末中加入少量为了改善成形性，常在粉末中加入少量润润滑剂滑剂如硬脂酸锌、石蜡、橡胶等。如硬脂酸锌、石蜡、橡胶等。通常用压坯的抗弯强度或抗压强度作为成通常用压坯的抗弯强度或抗压强度作为成形性试验的指标。形性试验的指标。为保证压坯品质，使其具有一定的强度，且便于生产过程中的运输，16模压成型模压成型 指在常温下，用机械式压力机或指在常温下，用机械式压力机或液压机，以一定的压力将钢模内的液压机，以一定的压力将钢模内的松装粉末成形为压坯的方法。松装粉末成形为压坯的方法。这种成形技术方法应用最多且最广泛。这种成形技术方法应用最多且最广泛。模模压压成成形形期期间间，粉粉末末发发生生两两个个基基本本变化。变化。一是沿压力方向发生一是沿压力方向发生整体运动整体运动；二是在压力作用下发生二是在压力作用下发生变形与断裂变形与断裂。这两个基本变化都有助于增加坯件这两个基本变化都有助于增加坯件的密度、减少孔隙度。的密度、减少孔隙度。模压成型17加压方式有单面加压和双面加压两种。加压方式有单面加压和双面加压两种。184 4 压制行为压制行为（1 1）生坯密度变化生坯密度变化 假假设设一一个个圆圆柱柱体体生生坯坯样样品品，经经过过简简单单的的力力学学计计算算。可可以以得得到到轴轴向向应应力力沿沿高高度度的的下降下降P:成型压力，R:圆柱直径，Z:高度，:模壁摩擦系数；k:径向压力系数，表示径向压力r与轴向压力z的比值。实验表明颗粒/颗粒间的摩擦支配摩擦系数，颗粒越小，越大。4压制行为P:成型压力，R:圆柱直径，Z:高度，:模19（2 2）生坯的显微结构生坯的显微结构颗颗粒粒排排列列的的各各向向异异性性会会使使得得具具有有相相同同生生坯坯密度的样品在烧结后得到密度的样品在烧结后得到不同的烧结密度不同的烧结密度。（3 3）生坯强度生坯强度A.A.卸载脱模引起的张应力。卸载脱模引起的张应力。B.B.生坯的粘结强度。生坯的粘结强度。（2）生坯的显微结构20二二非非团团聚聚（未未造造粒粒）粉粉料料的的压压制制行为行为1 1粉料平均尺寸的作用粉料平均尺寸的作用（1 1）颗颗粒粒越越细细，应应力力比比越越大大，细细颗颗粒粒的的高高应应力力比比是是样样品品中中颗颗粒粒间间接接触触的的高高密密度度引起的。引起的。（2 2）模模腔腔摩摩擦擦系系数数和和颗颗粒粒间间的的摩摩擦擦力力随随颗颗粒粒变变细细而而增增大大，小小颗颗粒粒比比大大颗颗粒粒更更难成型。难成型。二非团聚（未造粒）粉料的压制行为21（3 3）小小颗颗粒粒的的应应力力变变化化较较大大，脱脱模模转转化化为为张张应应力力，因因此此小小颗颗粒粒的的素素坯坯在在卸卸载载和和脱脱模模过程中更易过程中更易产生裂纹产生裂纹。同同时时由由于于颗颗粒粒细细小小导导致致气气孔孔尺尺寸寸也也小小，在在压压制制过过程程中中被被包包裹裹的的气气体体很很难难排排除除，气气孔孔压力压力在卸载后成为张应力，使气孔变大。在卸载后成为张应力，使气孔变大。2 2 粉料尺寸分布的作用粉料尺寸分布的作用不不同同尺尺寸寸混混合合体体比比单单一一尺尺寸寸粉粉料料的的坯坯体体有有更高的密度。更高的密度。（3）小颗粒的应力变化较大，脱模转化为张应力，因此小颗粒的222 2 颗粒形貌的影响颗粒形貌的影响（1 1）棱棱角角状状、扁扁平平状状或或针针状状颗颗粒粒对对密密度度的的影响影响A A棱棱角角状状粉粉料料易易产产生生架架桥桥作作用用，充充填填密密度度低低，同同时时由由于于面面面面接接触触非非常常稳稳定定，导导致致架架桥桥很很坚坚固固，堆堆积积密密度度也也不不能能通通过过循循环环加加压加以改善。压加以改善。B B扁平状或针状扁平状或针状颗粒非常有效地堆积。颗粒非常有效地堆积。C C架架桥桥结结构构、有有效效堆堆积积这这两两个个因因素素的的影影响响最终取决于颗粒间的最终取决于颗粒间的摩擦性能和高宽比摩擦性能和高宽比2颗粒形貌的影响23（2 2）扁扁平平状状颗颗粒粒毛毛坯坯的的气气孔孔较较小小，且且尺尺寸分布窄；烧结径向收缩小。寸分布窄；烧结径向收缩小。而而球球状状颗颗粒粒毛毛坯坯烧烧结结后后轴轴向向收收缩缩小小，小于径向收缩；小于径向收缩；扁扁平平状状粉粉料料加加压压后后脱脱模模时时弹弹性性后后效效较较大，因为扁平状粉料之间彼此易滑移。大，因为扁平状粉料之间彼此易滑移。（2）扁平状颗粒毛坯的气孔较小，且尺寸分布窄；烧结径向收缩24三团聚（造粒）粉料的压制行为三团聚（造粒）粉料的压制行为从从利利于于烧烧结结和和固固相相反反应应进进行行的的角角度度考考虑虑，希希望获得望获得超细超细的原料颗粒，的原料颗粒，但但粉粉料料越越细细，比比表表面面积积越越大大，流流动动性性越越差差，干干压压成成型型时时不不容容易易均均匀匀地地充充满满模模具具，经经常常出出现现成成型型件件有有空空洞洞、边边角角不不致致密密、层层裂裂、弹弹性性后效等问题。常采用造粒工艺解决这一问题。后效等问题。常采用造粒工艺解决这一问题。为为了了克克服服原原始始粉粉料料压压制制成成型型中中的的困困难难，经经常常对陶瓷粉料进行喷雾干燥对陶瓷粉料进行喷雾干燥造粒造粒。三团聚（造粒）粉料的压制行为25造造粒粒工工艺艺是是将将磨磨细细的的粉粉料料，经经过过干干燥燥、加加胶胶黏黏剂剂，制制成成流流动动性性好好、粒粒径径约约为为0.1mm0.1mm的的颗粒。颗粒。一使用的胶黏剂应满足以下要求：一使用的胶黏剂应满足以下要求：1.1.要要有有足足够够的的黏黏性性，以以保保证证良良好好的的成成型型性性和和坯体的机械强度；坯体的机械强度；2.2.经经高高温温煅煅烧烧能能全全部部挥挥发发，坯坯体体中中不不留留或或少少留胶黏剂残余杂质；留胶黏剂残余杂质；3.3.工工艺艺简简单单，没没有有腐腐蚀蚀性性，对对瓷瓷料料性性能能无无不不良影响。良影响。造粒工艺是将磨细的粉料，经过干燥、加胶黏剂，制成流动性好、粒26干压成型造粒常用的胶黏剂如下。干压成型造粒常用的胶黏剂如下。聚聚乙乙烯烯醇醇水水溶溶液液，使使用用这这种种胶胶黏黏剂剂进进行行生生产产的的工工艺艺简简单单，瓷瓷料料气气孔孔率率小小，加加入入量量为为3 35 5；石石蜡蜡的的熔熔点点约约5050左左右右，具具有有热热塑塑性性，温温度度升升高高，黏黏度度降降低低。温温度度高高于于其其熔熔点点时时可可以以流流动动，并并能能润润湿湿瓷瓷料料颗颗粒粒表表面面，形形成成一一薄薄吸吸附附层层，起起黏黏结结作作用用。干干压压时时则则是是利利用它的冷流动性。石蜡用量通常用它的冷流动性。石蜡用量通常8 8左右。左右。干压成型造粒常用的胶黏剂如下。27酚酚醛醛清清漆漆，用用该该胶胶黏黏剂剂的的生生产产工工艺艺简简单单、坯体的机械强度较高，加入量约坯体的机械强度较高，加入量约8 81515；亚亚硫硫酸酸纸纸浆浆废废液液，这这种种胶胶黏黏剂剂的的配配方方为为水水9090，亚亚硫硫酸酸纸纸浆浆废废液液1010，其其加加入入量量为为瓷粉料的瓷粉料的8 81010，但生坯强度较低。，但生坯强度较低。酚醛清漆，用该胶黏剂的生产工艺简单、坯体的机械强度较高，加28造造粒粒工工艺艺常常用用的的有有加加压压造造粒粒法法、手手工工造造粒粒法和喷雾干燥造粒法法和喷雾干燥造粒法。其其中中加加压压造造粒粒法法是是将将混混合合了了胶胶黏黏剂剂的的粉粉料料经经151525MPa25MPa预预压压成成块块，然然后后将将压压块块粗粗粉粉碎后过筛。碎后过筛。手手工工造造粒粒法法是是将将配配料料与与5 58 8的的聚聚乙乙烯烯醇醇水水溶溶液液（5 5）混混合合均均匀匀，然然后后在在研研钵钵中中手手工工将将该该物物料料研研制制成成小小球球，再再将将其其过过40 40 目目筛筛，筛筛余余物物料料继继续续进进行行上上述述研研制制操操作作，待待全全部部物物料料通通过过目目筛筛后后，完完成成手手工工造造粒粒。手手工工造造粒粒法法主主要要适适合合于于实实验验室室对对物物料料进进行行造粒。造粒。造粒工艺常用的有加压造粒法、手工造粒法和喷雾干燥造粒法。29喷喷雾雾干干燥燥造造粒粒法法简简称称为为喷喷雾雾造造粒粒法法，该该工工艺艺把把混混合合好好胶胶黏黏剂剂的的粉粉料料做做成成浆浆料料，或或在在细细磨磨工工艺艺时时加加入入胶胶黏黏剂剂，用用喷喷雾雾器器喷喷入入造造粒粒塔塔中中雾雾化化，雾雾滴滴与与塔塔中中的的热热空空气气混混合合，进进行行热热交交换换，使使雾雾滴滴被被干干燥燥到到一一定定程程度度，形形成成流流动动性性好的球状团粒，由旋风分离器吸入料斗。好的球状团粒，由旋风分离器吸入料斗。该该方方法法产产量量大大，适适合合连连续续化化生生产产和和自自动动化化成成型型工工艺艺。目目前前，企企业业生生产产中中大大多多选选用用喷喷雾雾造造粒法进行造粒。粒法进行造粒。这这种种方方法法存存在在严严重重的的缺缺陷陷：团团聚聚太太硬硬，压压坯坯压压力力可可能能不不能能压压碎碎它它们们，生生坯坯显显微微结结构构将将显显示示出出团团粒粒组组织织缺缺陷陷（即即大大的的团团粒粒内内气气孔孔）对对烧结密度影响非常厉害。烧结密度影响非常厉害。喷雾干燥造粒法简称为喷雾造粒法，该工艺把混合好胶黏剂的粉料做301 1团聚参数对压制行为的影响团聚参数对压制行为的影响（1 1）团团粒粒尺尺寸寸：足足够够大大的的团团粒粒尺尺寸寸（50um50um）可可以以自自由由流流动动，因因此此尺尺寸寸对对坯坯体体密密度度的的影影响响很很小小；但但团团粒粒尺尺寸寸可可能能对对显显微微结结构构的的影影响响比比较较重重要要，大大的的团团粒粒尺尺寸寸可可能能出出现大的颗粒间气孔。现大的颗粒间气孔。（2 2）团团粒粒密密度度：团团粒粒密密度度越越高高，坯坯体体密密度度越越高高，但但不不一一定定导导致致高高的的烧烧结结密密度度，这这是是由由于于团团聚聚体体内内的的气气孔孔在在烧烧结结过过程程不不易易收收缩的原因。缩的原因。1团聚参数对压制行为的影响312.2.粘结剂对压制行为的影响粘结剂对压制行为的影响粘粘 结结 剂剂 体体 系系 包包 含含 各各 种种 成成 份份：粘粘 结结 剂剂（PVAPVA）提高粘结性。）提高粘结性。塑性剂塑性剂（PEGPEG）降低粘结剂的刚度）降低粘结剂的刚度润滑剂润滑剂（如硬脂酸）降低摩擦系数。（如硬脂酸）降低摩擦系数。2.粘结剂对压制行为的影响32干压成型应注意的问题如下。干压成型应注意的问题如下。控制干压成型的坯料含水量在控制干压成型的坯料含水量在4 48 8左右。左右。成型压力。成型压力。直接影响瓷体的密度和收缩率。直接影响瓷体的密度和收缩率。成型压力小，瓷体收缩大。成型压力小，瓷体收缩大。成型压力小时，坯体的密度小；成型压力小时，坯体的密度小；当当成成型型压压力力达达到到一一定定值值时时，压压力力再再增增加加，坯体的密度提高很少。坯体的密度提高很少。压压力力过过大大，坯坯体体容容易易出出现现裂裂纹纹、层层裂裂和和脱模困难等问题。脱模困难等问题。一般干压成型压力掌握在一般干压成型压力掌握在30-60MPa30-60MPa左右左右干压成型应注意的问题如下。33加压方式和压力分布关系图(横条线为等密度线)a单面加压；b双面同时加压；c双面先后加压；d四面加压 加压方式不同，其成型结果也不同。加压方式不同，其成型结果也不同。单单面面加加压压时时，直直接接受受压压一一端端的的压压力力大大，密密度度大大；远离加压一端的压力小，坯体密度小。远离加压一端的压力小，坯体密度小。双双面面加加压压时时，坯坯体体两两端端直直接接受受压压，因因此此，两两端端密度大，中间密度小。密度大，中间密度小。如如果果坯坯料料加加润润滑滑剂剂、经经过过造造粒粒，再再进进行行双双面面加加压，则坯体密度非常均匀。压，则坯体密度非常均匀。加压方式和压力分布关系图加压方式不同，其成型结果也不同。34双向加压 单向加压双向加压单向加压35加压速度和时间。加压速度和时间。加加压压速速度度过过快快会会使使坯坯体体出出现现分分层层，坯坯体体的的表表面面致致密密中中间间松松散散，坯坯体体中中会会存存在在许许多多气泡。气泡。因因此此，加加压压速速度度宜宜缓缓，而而且且要要有有一一定定的的保持压力的时间。保持压力的时间。加压速度和时间。36添加剂的选用添加剂的选用（a a）减少粉料颗粒间及粉料与模壁之间的）减少粉料颗粒间及粉料与模壁之间的摩擦，这种添加物又称润滑剂；摩擦，这种添加物又称润滑剂；压制先进材料时可采用含极性官能团的有压制先进材料时可采用含极性官能团的有机物作润滑剂，如油酸、硬脂酸锌、硬脂机物作润滑剂，如油酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁、石蜡、树脂等。酸镁、石蜡、树脂等。用量在粉料重的用量在粉料重的1%1%以下以下 添加剂的选用37（b b）增加粉料颗粒之间的粘结作用，这类添加）增加粉料颗粒之间的粘结作用，这类添加物又称粘合剂；物又称粘合剂；采用有机粘合剂，如聚乙烯醇水溶液采用有机粘合剂，如聚乙烯醇水溶液(浓度浓度7%7%，用量为粉料重的，用量为粉料重的515%)515%)、聚苯溶液、聚苯溶液(聚苯乙聚苯乙烯烯30%30%，甲苯或二甲苯，甲苯或二甲苯70%70%，用量为粉料重的，用量为粉料重的815%)815%)、石蜡、石蜡(用量为粉料重的用量为粉料重的47%)47%)、淀粉、淀粉水溶液等。金属陶瓷生产中常用橡胶的汽油溶水溶液等。金属陶瓷生产中常用橡胶的汽油溶液液(浓度浓度911%)911%)、甘油酒精溶液、石蜡汽油溶、甘油酒精溶液、石蜡汽油溶液、樟脑酒精溶液等作为粘合剂。液、樟脑酒精溶液等作为粘合剂。（b）增加粉料颗粒之间的粘结作用，这类添加物又称粘合剂；38（c c）促进粉料颗粒吸附、湿润或变形，通）促进粉料颗粒吸附、湿润或变形，通常采用表面活性物质。常采用表面活性物质。（c）促进粉料颗粒吸附、湿润或变形，通常采用表面活性物质。39干干压压成成型型生生产产效效率率高高、生生产产周周期期短短、工工艺艺简简单单、易易于于实实现现机机械械自自动动化化、成成型型尺尺寸寸精精度度高高、制制品品烧烧成成收收缩缩率率小小、不不易易变变形形，适适用用于于圆圆形形、片状等简单几何形状的坯件成型。片状等简单几何形状的坯件成型。干压成型对模具加工质量和精度的要求较高。干压成型对模具加工质量和精度的要求较高。有有些些成成型型的的坯坯件件有有明明显显的的各各向向异异性性等等，是是干干压成型应注意的问题。压成型应注意的问题。需需要要一一定定功功率率的的加加压压设设备备，不不适适合合于于形形状状复复杂的陶瓷制品的成型。杂的陶瓷制品的成型。干压成型生产效率高、生产周期短、工艺简单、易于实现机械自动化40四、冷等静压成型四、冷等静压成型等等静静压压成成型型是是应应用用巴巴斯斯克克原原理理，即即在在密密闭闭容容器器内内充充满满液液体体，由由于于液液体体不不可可压压缩缩性性和和均均匀匀传传递递压压力力的的特特点点，当当液液体体介介质质一一处处受受压压时时，此此压压力力将将传传递递到到液液体体各各点点，且且各各点点压压强强相相等等，该该方方法法也也叫叫静水压成型。静水压成型。四、冷等静压成型41把把粉粉料料装装入入用用弹弹性性的的橡橡胶胶或或塑塑料料做做成成需需要要形形状状的的模模具具中中，放放入入上上述述密密闭闭容容器器内内，利利用用高高压压泵泵把把液液体体介介质质压压入入钢钢制制的的高高压压密密封封容器内。容器内。由由于于橡橡胶胶模模具具周周围围完完全全被被液液体体包包围围，所所以以模模具具中中的的粉粉料料在在各各个个方方向向受受到到相相等等的的压压力力作作用用，因因而而可可得得到到各各个个方方向向被被均均匀匀地地压压实实和强度较好的坯体，和强度较好的坯体，陶瓷的压制压力一般为陶瓷的压制压力一般为7070一一400400兆帕。兆帕。把粉料装入用弹性的橡胶或塑料做成需要形状的模具中，放入上述密42该该坯坯体体的的密密度度高高、均均匀匀性性好好，烧烧成成收收缩缩小小，不易变形和开裂、不分层。不易变形和开裂、不分层。这这种种成成型型方方法法可可用用来来制制造造大大型型、异异型型制制品品；粉粉料料不不必必加加胶胶黏黏剂剂，粉粉料料含含水水量量仅仅1-4%1-4%，有利于烧成和降低瓷件的气孔率；有利于烧成和降低瓷件的气孔率；可根据要求调整压力；可根据要求调整压力；生生坯坯机机械械强强度度大大，可可满满足足毛毛坯坯处处理理和和机机加加工的需要；工的需要；模具制造方便、成本低。模具制造方便、成本低。该坯体的密度高、均匀性好，烧成收缩小，不易变形和开裂、不分层43冷冷等等静静压压的的缺缺点点是是产产品品尺尺寸寸不不易易精精确确，表表面面不不光光滑滑，生生产产率率较较低低，模模具具寿寿命命短短，设设备成本高。备成本高。生生产产中中也也可可以以先先将将粉粉料料预预成成型型，然然后后再再放放入等静压机中成型。入等静压机中成型。冷等静压的缺点是产品尺寸不易精确，表面不光滑，生产率较低，模44湿式等静压成型原理图湿式等静压成型原理图 干袋式等静压成型原理图干袋式等静压成型原理图 湿式等静压成型原理图干袋式等静压成型原理图457.2可塑成型基础可塑成型基础一一可塑性定义可塑性定义坯坯体体在在外外力力作作用用下下发发生生无无裂裂纹纹变变形形，外外力去除后不恢复原状的性能。力去除后不恢复原状的性能。十分古老，又十分实用。十分古老，又十分实用。7.2可塑成型基础一可塑性定义46二二 常见塑化剂体系常见塑化剂体系1 1 无机塑化剂无机塑化剂：主要指粘土物质。：主要指粘土物质。传传统统的的粘粘土土质质陶陶瓷瓷坯坯料料中中含含一一定定量量的的粘粘土土，因此本身就有一定的可塑性。因此本身就有一定的可塑性。但但是是为为了了利利于于成成型型，适适应应机机械械化化与与自自动动化化生生产产的的需需要要，往往往往要要增增加加塑塑性性粘粘土土的的加加入入量或加入有机塑化剂。量或加入有机塑化剂。先先进进材材料料所所使使用用的的大大多多是是瘠瘠性性化化工工原原料料，只有依靠只有依靠塑化剂塑化剂的作用才具有成型能力。的作用才具有成型能力。二常见塑化剂体系472有机塑化剂有机塑化剂：根据作用，分为：根据作用，分为：（1）粘合剂粘合剂：A作作用用：常常温温起起作作用用，使使粉粉料料颗颗粒粒粘粘合合在在一一起起，使使坯坯料料具具有有成成型型性性能能并并具具有有一一定定的的强度。高温易氧化、分解和挥发。强度。高温易氧化、分解和挥发。B常常用用粘粘合合剂剂：糊糊精精、聚聚乙乙烯烯醇醇、羧羧（suo）甲甲基基纤纤维维素素、聚聚醋醋酸酸乙乙烯烯脂脂、聚聚苯乙烯、桐油、等。苯乙烯、桐油、等。C某某些些无无机机物物质质，除除常常温温粘粘合合作作用用外外，高高温温保保留留在在坯坯体体中中，称称为为粘粘结结剂剂，如如硅硅酸酸盐盐和磷酸盐等。和磷酸盐等。2有机塑化剂：根据作用，分为：48（2）增塑剂增塑剂A作作用用：溶溶于于有有机机粘粘合合剂剂中中，在在粉粉料料之之间形成间形成液态间层液态间层，提高坯料的可塑性。，提高坯料的可塑性。B常常用用增增塑塑剂剂：甘甘油油、乙乙酸酸三三甘甘醇醇、乙乙基草酸、邻苯二甲酸二丁脂。基草酸、邻苯二甲酸二丁脂。（2）增塑剂49（3）溶剂溶剂A作用作用：溶解粘合剂、粘结剂和增塑剂：溶解粘合剂、粘结剂和增塑剂B常常用用溶溶剂剂：水水、乙乙醇醇、丙丙酮酮、醋醋酸酸乙乙脂脂、甲甲苯等。苯等。（4）有机塑化剂的选择有机塑化剂的选择A润湿和吸附在坯体颗粒表面。润湿和吸附在坯体颗粒表面。B粘粘合合性性强强、表表面面张张力力大大、有有利利于于成成型型，保保证证坯体强度。坯体强度。C不与粉料发生化学反应。不与粉料发生化学反应。D有宽的挥发范围，尽量少的残留灰分。有宽的挥发范围，尽量少的残留灰分。（3）溶剂50常见塑化剂常见塑化剂 A.A.聚乙烯醇聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)PVA)最最常常用用的的有有机机粘粘合合剂剂，白白色色或或淡淡黄黄色色，溶溶于水，于水，一一般般选选择择聚聚合合度度(n)(n)在在1500-17001500-1700之之间间为为宜宜，过过大大的的聚聚合合度度造造成成弹弹性性过过大大，不不利利于于成成型型，过过小小的的聚聚合合度度则则造造成成坯坯体体强强度度低低、脆脆性性大大，也不利于成型。也不利于成型。如如果果坯坯料料中中含含有有某某些些氧氧化化物物(如如CaOCaO、BaOBaO、ZnOZnO、B B2 2O O3 3等等)和和某某些些盐盐类类(硼硼酸酸盐盐、磷磷酸酸盐盐)，则则最最好好不不使使用用PVAPVA，因因为为它它们们和和PVAPVA会会生成一种有弹性的络合物，不利于成型。生成一种有弹性的络合物，不利于成型。常见塑化剂51B.B.羧甲基纤维素羧甲基纤维素(CMC)(CMC)能溶于水，但不溶于有机溶剂。能溶于水，但不溶于有机溶剂。烧烧后后残残留留氧氧化化钠钠和和其其它它氧氧化化物物组组成成的的灰灰分分，因因此使用此使用CMCCMC时要考虑灰分对制品性能的影响。时要考虑灰分对制品性能的影响。C.C.聚醋酸乙烯酯（聚醋酸乙烯酯（polyvinylacetate，PVAc）无色透明状粘稠体非晶态高分子化合物，无色透明状粘稠体非晶态高分子化合物，不不溶溶于于水水和和甘甘油油，溶溶于于低低分分子子量量的的醇醇、脂脂、酮酮、苯、甲苯中，苯、甲苯中，聚合度一般在聚合度一般在400-600400-600之间。之间。在在坯坯料料呈呈碱碱性性时时，用用聚聚醋醋酸酸乙乙烯烯酯酯较较好好，但但在在选选择择苯苯或或甲甲苯苯作作溶溶剂剂时时要要特特别别注注意意防防护护，因因为为这些溶剂有毒性，且有刺激性挥发物。这些溶剂有毒性，且有刺激性挥发物。B.羧甲基纤维素(CMC)52三三 常见塑性成型技术。常见塑性成型技术。1 1挤压成型：挤压成型：挤挤压压成成型型是是将将经经过过真真空空练练泥泥后后的的配配料料泥泥段段，经经挤挤压压成成型型机机的的机机嘴嘴，挤挤制制出出棒棒形形(电电阻阻元元器器件件)、片片形形和和管管形形(如如高高温温炉炉管管、热热电电偶偶套套管管、电电容容器器瓷瓷管管等等)和和断断面面规规则则的的产产品品(如如圆圆形形、椭椭圆圆形形、方形、六角型等方形、六角型等)等等简单形状简单形状的陶瓷坯体等。的陶瓷坯体等。也也可可用用来来挤挤制制长长100-200mm100-200mm、厚厚0.2-3mm0.2-3mm的的片片状状膜膜，半半干干后后再再冲冲制制成成不不同同形形状状，或或用用来来挤挤制制100-200100-200孔孔/cm/cm2 2 的的蜂窝状、筛格式蜂窝状、筛格式穿孔制品穿孔制品三常见塑性成型技术。53 挤压工艺原理示意图挤压工艺原理示意图通通过过活活塞塞对对泥泥料料施施加加压压力力，使使泥泥料料从从机机嘴嘴挤挤出出的的成成型型方方式式。通通过过更更换换挤挤制制机机的的机机嘴嘴，能能挤挤出出各各种种形状的坯体，形状的坯体，挤压工艺原理示意图通过活塞对泥料施加压力，使泥料从机嘴挤出54螺旋挤压机螺旋挤压机螺旋挤压机55挤压成型泥料的性能要求挤压成型泥料的性能要求泥料要有足够的泥料要有足够的细度和圆润的外形细度和圆润的外形，以保，以保证必要的流动性。证必要的流动性。溶剂、增塑剂、粘合剂等溶剂、增塑剂、粘合剂等用量要适当用量要适当，混混合要均匀合要均匀，否则，挤出的坯体易扭曲变形。，否则，挤出的坯体易扭曲变形。挤压成型泥料的性能要求56A适宜产品适宜产品：断面规则的产品：断面规则的产品B特特点点：污污染染少少、效效率率高高、易易于于自自动动化化、挤挤嘴嘴结结构构复复杂杂、加加工工精精度度要要求求高高、溶溶剂剂和和塑塑化化剂剂加加入入较较多多、坯坯体体干干燥与烧成收缩大。燥与烧成收缩大。C挤挤压压管管状状坯坯件件时时，为为防防止止坯坯件件变变形形，管管的的壁壁厚厚和和直直径径（外外径径）有有一一定定关关系系，管管的的外外径径越越大大，壁壁越越薄薄，机机械械强度越差，越容易变形。强度越差，越容易变形。A适宜产品：断面规则的产品57无机非金属第七章粉体成型技术基础课件58挤压成型时应该注意以下工艺问题：挤压成型时应该注意以下工艺问题：（1 1）挤制的压力；）挤制的压力；（2 2）挤出速率；）挤出速率；（3 3）挤出管子时，管壁厚度必须能承）挤出管子时，管壁厚度必须能承受本身的重力作用和适应工艺要求；受本身的重力作用和适应工艺要求；（4 4）挤压成型的缺陷。）挤压成型的缺陷。挤压成型时应该注意以下工艺问题：592 2 轧模成型：轧模成型：由由橡橡胶胶和和塑塑料料工工业业移移植植过过来的。来的。轧轧膜膜成成型型将将准准备备好好的的陶陶瓷瓷粉粉料料，一一定定量量的的有有机机粘粘合合剂剂和和溶溶剂剂等等在在轧轧膜膜机机上上进进行行粗粗轧轧混混合合均均匀匀，轧轧制制成成较较厚厚的的膜膜片片再再精精轧轧，形形成成要求厚度的膜片，要求厚度的膜片，然然后后再再将将膜膜片片冲冲压压成成一一定定几何形状坯件的方法。几何形状坯件的方法。2轧模成型：60A A 对对大大部部分分没没有有塑塑性性的的材材料料来来说说，在在坯料中要加较多的坯料中要加较多的有机粘合剂有机粘合剂，要要求求粘粘合合剂剂有有足足够够的的粘粘结结力力，良良好好的的延展性和韧性，弹性和脆性不宜过大，延展性和韧性，弹性和脆性不宜过大，此此外外少少灰灰分分、无无毒毒性性也也是是必必须须加加以以考考虑的。虑的。聚聚乙乙烯烯醇醇、甲甲基基纤纤维维素素、聚聚醋醋酸酸乙乙烯烯酯酯、聚聚乙乙烯烯醇醇缩缩丁丁醛醛等等均均可可用用作作轧轧模模成型用粘合剂。成型用粘合剂。A对大部分没有塑性的材料来说，在坯料中要加较多的有机粘合61粗粗轧轧是是将将粉粉料料，粘粘结结剂剂和和溶溶剂剂等等成成分分置置于于两两辊辊轴轴之之间间充充分分混混合合，混混练练均均匀匀，伴伴随随着着吹吹风风，使使溶溶剂剂逐逐渐渐挥挥发发，形形成成一层膜一层膜.精精轧轧是是逐逐步步调调近近轧轧辊辊间间距距，多多次次折折叠叠，9090 转转向向反反复复轧轧练练，以以达达到到良良好好的的均均匀度、致密度，光洁度和厚度。匀度、致密度，光洁度和厚度。轧轧膜膜成成型型对对粉粉料料粘粘度度的的要要求求越越细细越越圆圆润润，含含粘粘合合剂剂量量越越多多，轧轧辊辊的的精精度度要要求也越高。求也越高。粗轧是将粉料，粘结剂和溶剂等成分置于两辊轴之间充分混合，混练62B B 适适宜宜产产品品：一一些些薄薄片片状状的的产产品品，如如集集成成电电路路基基板板、电电容容器器等等，厚厚度度一一般般在在1mm1mm以下，甚至达到以下，甚至达到0.04-0.05mm0.04-0.05mm。C C 特点特点：效率高、自动化、连续生产。效率高、自动化、连续生产。厚厚度度、长长度度、宽宽度度方方向向受受力力不不一一致致，颗粒、粘合剂等定向排列。颗粒、粘合剂等定向排列。横横向向收收缩缩导导致致变变形形与与开开裂裂同同时时性性能能也也会出现各向异性。会出现各向异性。有机粘合剂加入量大。有机粘合剂加入量大。B适宜产品：一些薄片状的产品，如集成电路基板、电容器等，633 3 注射成型：注射成型：将将瓷瓷粉粉和和15153030的的热热塑塑性性树树脂脂、石石蜡蜡、增增塑塑剂剂和和溶溶剂剂等等，在在130-130-300300温温度度加加热热熔熔融融，将将瓷瓷料料注注射射压压入入金金属属模模具具，冷冷却却粘粘结结剂剂固固化化，脱脱模模得到产品坯体。得到产品坯体。3注射成型：64A A 适宜产品适宜产品：形状复杂的小产品。：形状复杂的小产品。包包括括壁壁薄薄0.6mm0.6mm，带带侧侧面面型型芯芯孔孔的的复复杂杂零零件件，毛毛坯坯尺尺寸寸和和烧烧结结后后实实际际尺尺寸寸的的精精确确度度高高，尺尺寸寸公公差差在在1%1%以以内内，而而干干压压成成为为1%-2%1%-2%，注注浆浆成成型型5%5%，注注射射成成型型工工艺艺的的周周期期为为10-90S10-90S、工工艺艺简简单单，成成本本低低，压压坯坯密密度度均均匀匀，适适于于复复杂杂零零件件的的自自动动化化大大批批量生产。量生产。注注射射成成型型法法可可以以成成型型形形状状复复杂杂的的制制品品，注注射射成成型型法法已已用用于于制制造造陶陶瓷瓷汽汽轮轮机机部部件件，汽汽车零件、柴油机零件、车零件、柴油机零件、纺织机用配件纺织机用配件。A适宜产品：形状复杂的小产品。65B B特点：特点：注射成型法与金属压力铸造方法类似，注射成型法与金属压力铸造方法类似，所所制制得得的的坯坯体体尺尺寸寸精精度度高高、表表面面光光洁洁度度高高，可可制制造造形形状状复复杂杂且且批批量量生生产产的的产品，产品，但是它脱脂时间较长但是它脱脂时间较长。成成功功的的注注射射成成型型，有有机机粘粘结结剂剂非非常常重重要，配方保密。要，配方保密。B特点：66C.C.两种新型陶瓷制品注射成型的实例。两种新型陶瓷制品注射成型的实例。（1 1）碳碳化化硅硅制制品品：坯坯料料：碳碳化化硅硅100%100%，可可塑塑性性聚聚苯苯乙乙烯烯16.5%16.5%，硬硬脂脂酯酯蜡蜡3.5%3.5%，40#40#油油8.3%8.3%，钛钛酸酸盐盐0.6%0.6%。在在150150情情况况下下混混合合1h1h；射射出出温温度度150-325150-325，射射出出压压力力7-70Mpa7-70Mpa，脱脱脂脂条条件件从从5050至至800800，每每小小时时1-101-10的的升升湿湿速速率率，非非氧氧化化气气氛。氛。（2 2）氮氮化化硅硅制制品品 坯坯料料：氮氮化化硅硅100%100%，聚聚苯苯乙乙烯烯13.8%13.8%，聚聚丙丙烯烯7.6%7.6%，硅硅烷烷3.6%3.6%，钛钛酸酸二二乙乙酯酯1.9%1.9%，硬硬脂脂酸酸1.91.9，在在180180情情况况下下加加压压混混练练，压压力力0.25Mpa0.25Mpa，射射出出温温度度240240，射射出出压压力力：100Mpa100Mpa，脱脱脂脂条条件件，用用N2N2作作保保护护，常常温温至至200200，每每小小时时3030升升温温速速率率，200-350200-350，每每小小时时3535升升温温速率，在速率，在350350时保持时保持10h10h。C.两种新型陶瓷制品注射成型的实例。67四注浆成型技术。四注浆成型技术。注注浆浆成成型型是是基基于于胶胶体体体体系系的的成成型型方方法法，利利用用脱脱水水来来固固化化浆浆料料中中的的悬浮颗粒。悬浮颗粒。在在溶溶剂剂量量较较大大时时，形形成成含含粉粉料料的的悬悬浮浮液液，具具有有一一定定的的流流动动性性，将将悬悬浮浮液液注注入入多多孔孔模模型型内内(模模型型为为石石膏膏模模、多多孔孔树树脂脂模模等等)，通通过过模模具具的的毛毛细细管管作作用用从从料料浆浆中中吸吸出出分分散散介介质质，泥泥浆浆脱脱水水、硬硬化化，经经脱脱模模得得到到具具有有一一定定形形状状的的毛毛坯坯，称称为为注浆法注浆法四注浆成型技术。68注浆法成形的适应性强，能得到各注浆法成形的适应性强，能得到各种结构、形状的坯体。种结构、形状的坯体。根据成形压力的大小和方式的不同，根据成形压力的大小和方式的不同，注浆法可分为注浆法可分为基本注浆法（基本注浆法（滑模浇注滑模浇注）、强化注浆）、强化注浆法、热压铸成形法等。法、热压铸成形法等。注浆法成形的适应性强，能得到各种结构、形状的坯体。69滑模浇注机理滑模浇注机理 采用多孔模具进行滑模浇注时浆料的采用多孔模具进行滑模浇注时浆料的液体穿过两种多孔层：凝聚颗粒层和多孔液体穿过两种多孔层：凝聚颗粒层和多孔模具壁。模具壁。液体穿过多孔介质的流动可由液体穿过多孔介质的流动可由DarcyDarcy定律描定律描述，在一维中可写成：述，在一维中可写成：J=K(dp/dx)/J=K(dp/dx)/式中：式中：J J是液体的流通密度、是液体的流通密度、dpdpdxdx是液体是液体的压力梯度，的压力梯度，是液体的粘度，是液体的粘度，K K是多孔是多孔介质的渗滤率。可见，具有压力梯度才有介质的渗滤率。可见，具有压力梯度才有流动发生。流动发生。滑模浇注机理70坯体厚度与浇注时间的关系为；坯体厚度与浇注时间的关系为；L L2 2 t t凝结速率随时间而下降，这限制了凝结速率随时间而下降，这限制了沿模浇注技术对于较厚制品的生产沿模浇注技术对于较厚制品的生产效率。效率。坯体厚度与浇注时间的关系为；711注浆用浆料的要求注浆用浆料的要求A粘度小、流动性好。保证料浆充满型腔。粘度小、流动性好。保证料浆充满型腔。B料浆稳定性好，不易沉淀与分层。料浆稳定性好，不易沉淀与分层。C在在保保证证流流动动性性好好的的前前提提下下，含含水水量量应应尽尽量量小小。以避免成型和干燥后的收缩、变形和开裂。以避免成型和干燥后的收缩、变形和开裂。D触触变变性性要要小小，保保证证料料浆浆粘粘度度不不随随时时间间而而变变化化，同时在脱模后坯体不会在外力作用下变软。同时在脱模后坯体不会在外力作用下变软。E料料浆浆中中的的水水分分容容易易通通过过已已成成形形的的坯坯体体被被模模壁壁吸吸收；收；F形形成成的的坯坯体体容容易易从从模模型型上上脱脱离离，并并不不与与模模壁壁反反应应G尽尽可可能能不不含含气气泡泡，可可在在浇浇注注前前对对料料浆浆进进行行真真空处理。空处理。1注浆用浆料的要求722 2 悬浮液的制备悬浮液的制备 pHpH值值控控制制法法。双双电电层层理理论论。合合适适的的pHpH值值，得得到到合适的双电层。流动性和悬浮性都很好。合适的双电层。流动性和悬浮性都很好。当当悬悬浮浮液液中中HClHCl浓浓度度变变化化时时，悬悬浮浮液液性性能能有有很很大大的区别。的区别。当当HClHCl浓浓度度变变高高(pH(pH较较低低)时时，溶溶液液中中的的ClCl增增多多，扩散层中的扩散层中的OHOH逐渐被逐渐被ClCl取代，生成取代，生成AlClAlCl3 3。由由于于ClCl的的水水化化能能力力比比OHOH强强，有有更更厚厚的的水水化化膜膜，故故ClCl进进入入吸吸附附层层的的个个数数减减少少，留留在在扩扩散散层层的的数数量量增增多多，使使扩扩散散层层厚厚度度增增加加，胶胶粒粒正正电电荷荷升升高高，即即所所谓谓电电位位升升高高，这这时时溶溶液液粘粘度度降降低低，流流动动性性提高，有利于悬浮；提高，有利于悬浮；2悬浮液的制备73如果如果HClHCl浓度太高，则浓度太高，则ClCl可能压入吸附层，可能压入吸附层，中和掉较多的表面正电荷，中和掉较多的表面正电荷，使胶粒正电荷降低，使胶粒正电荷降低，电位下降，这时溶电位下降，这时溶液粘度升高，流动性降低，不利于悬浮；液粘度升高，流动性降低，不利于悬浮；若若HClHCl浓度较低，则溶液中浓度较低，则溶液中ClCl减少，胶粒减少，胶粒正电荷降低，扩散层变薄，正电荷降低，扩散层变薄，电位下降，电位下降，粘度增大，流动性降低，也不利于悬浮。粘度增大，流动性降低，也不利于悬浮。对于氧化铝最适宜的对于氧化铝最适宜的pHpH值在大约值在大约3.53.5左右，左右，这时流动性和悬浮性能都很好。这时流动性和悬浮性能都很好。如果HCl浓度太高，则Cl可能压入吸附层，中和掉较多的表面74以Al203 为例，讨论瘠性料浆的悬浮。通过控制料浆的PH 值可保证Al203 料浆的悬浮。Al203 料浆在PH 值为3 和12 时都使 达极大值，保证料浆悬浮。以酸性料浆为例，Al203+6HCl2AlCl3+3H2O；AlCl3+H2OAlCl2OH+HCl；AlCl2OH+H2OAlCl（OH）2+HCl。由于AlCl3 是水溶性的，在水中生成AlCl2+、AlCl2+和OH-离子，Al203 胶粒首先吸附含铝的AlCl2+、AlCl2+离子，使Al203 胶粒带正电，然后吸附OH-离子形成胶团。在PH 值较低时，HCl 浓度高，水化膜厚的Cl-进入吸附层，由于半径大，所以进入吸附层的少，留在扩散层的多，导致 高，悬浮性好。碱性环境原理类似。以Al203为例，讨论瘠性料浆的悬浮。75 聚合物聚合物：少量胶体；胶体增多。：少量胶体；胶体增多。阿阿拉拉伯伯树树胶胶、桃桃胶胶、明明胶胶、羧羧甲甲基基纤纤维维素素钠钠等等有有机胶体也可以作为稀释剂加入瘠性陶瓷原料中。机胶体也可以作为稀释剂加入瘠性陶瓷原料中。这这些些胶胶体体少少量量加加入入时时，固固体体物物质质的的颗颗粒粒附附在在树树胶胶的的某某些些链链节节上上，由由于于树树胶胶量量少少，无无法法将将胶胶粒粒表表面面完完全全覆覆盖盖，反反而而将将颗颗粒粒连连接接起起来来，使使小小颗颗粒粒变变成成大颗粒，促使颗粒聚沉；大颗粒，促使颗粒聚沉；若若胶胶体体量量增增多多，每每个个颗颗粒粒上上粘粘附附的的胶胶体体数数量量增增加加，颗颗粒粒完完全全被被胶胶体体分分子子所所覆覆盖盖，形形成成一一层层保保护护膜膜，颗粒之间互相排斥，悬浮在溶剂中。颗粒之间互相排斥，悬浮在溶剂中。胶胶体体的的加加入入同同时时提提高高了了溶溶剂剂的的粘粘度度，增增加加了了固固体体颗粒沉降时的阻力，有利于提高浆料的稳定性。颗粒沉降时的阻力，有利于提高浆料的稳定性。聚合物：少量胶体；胶体增多。76 影响浆料悬浮的其他因素影响浆料悬浮的其他因素A A固固体体颗颗粒粒含含量量减减少少改改善善浆浆料料流流动动性性是是不不利利的的。给给后后续续工工序序带带来来许许多多不不利利因因素素B B固体颗粒大小固体颗粒大小，固体颗粒含量一定的情况下，固体颗粒含量一定的情况下，变变小小，平平均均距距离离变变小小，引引力力增增加加，流流动动阻力变大。阻力变大。变大，悬浮困难变大，悬浮困难C C固体颗粒形状固体颗粒形状不规则，流动阻力变大。不规则，流动阻力变大。影响浆料悬浮的其他因素773 3注浆方法注浆方法 模具制造模具制造 泥浆浇注用的模具必须具有可控制的气孔率，才泥浆浇注用的模具必须具有可控制的气孔率，才能使泥浆中的液体借毛细管作用力除去。能使泥浆中的液体借毛细管作用力除去。模具的成本也应该是低廉的。最常用的模具材料模具的成本也应该是低廉的。最常用的模具材料是石膏是石膏石膏模具的制法石膏模具的制法:用熟石膏粉末拌和水成浆用熟石膏粉末拌和水成浆,倒入母模内，让熟石倒入母模内，让熟石膏凝固。这样就可制成与母模形状相同的表面膏凝固。这样就可制成与母模形状相同的表面光滑的模具。形状复杂的模具可分片制造，每光滑的模具。形状复杂的模具可分片制造，每片的大小应该是在泥浆浇注后由模内取出时不片的大小应该是在泥浆浇注后由模内取出时不至于损坏精细的浇注件。至于损坏精细的浇注件。3注浆方法78 制制备备石石膏膏模模用用的的原原料料是是经经120-170120-170度度下下烘烘炒炒天天然然石石膏粉制成的半水石膏。膏粉制成的半水石膏。再按半水石膏：水再按半水石膏：水1 1：1 1的比例制成石膏模。的比例制成石膏模。熟石膏熟石膏(半水石膏半水石膏)是部分脱水的石膏：是部分脱水的石膏：二水石膏二水石膏 半水石膏半水石膏这个反应是可逆的，半水石膏掺水能形成二水石膏这个反应是可逆的，半水石膏掺水能形成二水石膏的细针状晶体沉淀，这种晶体缠结而形成熟石膏模。的细针状晶体沉淀，这种晶体缠结而形成熟石膏模。完成这个反应从化学上只需加完成这个反应从化学上只需加1818的水，但是为了的水，但是为了使混合物具有便于制模的适宜的流动度，必须加相使混合物具有便于制模的适宜的流动度，必须加相当多的水。当多的水。79多余的水在沉淀时充满二水石膏晶体间的空隙内，多余的水在沉淀时充满二水石膏晶体间的空隙内，从而使制成的熟石膏模具在于燥之后又有很细从而使制成的熟石膏模具在于燥之后又有很细的毛细管孔隙。的毛细管孔隙。正是这些孔隙在泥浆浇注时能把泥浆中的水分吸正是这些孔隙在泥浆浇注时能把泥浆中的水分吸出来。出来。孔隙的数量可用制熟石膏模时掺入的多余的水量孔隙的数量可用制熟石膏模时掺入的多余的水量来加以控制。正常注浆成型所用瓷浆的配比为：来加以控制。正常注浆成型所用瓷浆的配比为：粉料：水粉料：水100:100:（30-5030-50）。）。多余的水在沉淀时充满二水石膏晶体间的空隙内，从而使制成的熟石80传统注浆方法传统注浆方法注注浆浆成成型型可可分分为为实实心心注注浆浆成成型型和和空空心注浆成型心注浆成型，是在石膏模中进行的。，是在石膏模中进行的。由由于于石石膏膏模模具具有有多多孔孔性性，吸吸水水性性强强，能能很很快快吸吸收收瓷瓷浆浆中中的的水水分分，达达到到成成型型的目的。的目的。根根据据设设计计的的要要求求，坯坯体体外外型型与与石石膏膏模模的内壁形状相同。的内壁形状相同。传统注浆方法81 A.A.空心注浆空心注浆石膏模没有型芯，泥浆注满模腔后放置一段石膏模没有型芯，泥浆注满模腔后放置一段时间，时间，待模腔内壁黏附一定厚度的坯体后，多余的待模腔内壁黏附一定厚度的坯体后，多余的泥浆倒出，形成空心注件，泥浆倒出，形成空心注件，然后带模干燥，待注件干燥收缩脱离模型后然后带模干燥，待注件干燥收缩脱离模型后就可取出，就可取出，模腔工作面的形状决定坯体的外形，坯体厚模腔工作面的形状决定坯体的外形，坯体厚度取决于吸浆时间等。这种方法适合于小件、度取决于吸浆时间等。这种方法适合于小件、薄壁制品的成形。薄壁制品的成形。A.空心注浆82空心注浆示意图空心注浆示意图83 空心注浆是最常用的泥浆浇注法。用于浇注艺术品(塑像：洗涤盆和其他卫生器具、坩锅，以及其他各种制品。空心注浆是最常用的泥浆浇注法。用于浇注艺术品(塑像：84B.B.实心注浆实心注浆是将泥浆注入外模和型芯之间，