陶瓷工艺学第7章-干燥课件

,*,第七章 干燥,第三篇 陶瓷工艺学,多媒体课件,无机材料工艺学,无机非金属材料教研室,*,陶瓷工艺学第7章-干燥课件,本章要点,：,掌握坯体的干燥机理及干燥方法；,掌握如何制定干燥制度；,了解干燥时容易产生的缺陷及防止方法。,掌握如何制定干燥曲线和选择干燥方法。,本章要点：,干燥：,是从含水物料中排除其所含水分的工艺过程。,干燥的作用：,（,1,）由泥浆或泥饼制取符合成型要求水分的粉料；,（,2,）使成型坯体具有一定强度，以便于运输和加工；,（,3,）使坯体具有一定吸附釉浆的能力，以便于施釉；,（,4,）能够顺利进行入窑烧成，提高效率。,研究干燥过程的目的：,要解决在保证干燥质量的前提下，强化干燥过程，尽量提高干燥速度的问题；,要解决在保证产量、质量的前提下尽力降低消耗的问题。,干燥：是从含水物料中排除其所含水分的工艺过程。研究干燥过程的,一、物料中的水分,物料中水分：,有,物理结合水,和,化学结合水,两大类。,化学结合水,在物料组成中与某些成分互相化合，结合比较牢固，排除时需要有较高的能量。,因此，化学结合水的排除不属于干燥过程。,物理结合水,又分,自由水,和,大气吸附水,两种。,自由水,是物料与水直接接触时所吸收水分，它存在于物料大毛细管中，与物料结合松弛，故也称机械结合水。,自由水排除时，体积收缩，又称收缩水。,大气吸附水,是存在于物料微毛细管中及物料细分散的胶体颗粒表面的水，它处于分子力场所控制的范围内，与物料结合较牢。,大气吸附水排出时，物料体积不发生收缩。,7.1,、干燥原理,一、物料中的水分 物料中水分：有物理结合水和化学结合水两大,二、物料的干燥过程,1,、加热阶段,物料受热后温度升高，当物料表面温度达到干燥介质的湿球温度时，表面获得热与蒸发耗热达到平衡，温度不变。,2,、等速干燥阶段,表面维持潮湿状：,表面蒸发多少，内部就能补充多少。,表面温度恒定：,外界传给表面的热量等于水分气化所需热量。,分压恒定：,物料表面的水汽分压等于表面温度下的饱和水汽分压，干燥速率恒定，故称等速干燥阶段。,坯体会产生体积收缩，速度过快，坯体出现裂纹或变形。对干燥速率应慎重进行控制。,二、物料的干燥过程 1、加热阶段,3,、减速阶段,物料含水量逐渐下降到表层开始出现大气吸附水时，此时等速干燥阶段结束，进入降速干燥阶段。,由于物料含水量减少，内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度，表面不再维持潮湿，干燥速率逐渐降低，物料表面温度开始逐渐升高。,当物料水分下降至等于平衡水分时，干燥速率降为零，干燥过程停止。,降速干燥阶段，坯体已不再有明显的体积收缩，提高温度，促进内扩散速度，加速干燥过程并无危险。,3、减速阶段,三、影响干燥速率的因素,1,、物料的性质和结构,粘土的可塑性愈强，加入量愈多，颗粒组成愈细，干燥速率就愈难以提高。,2,、坯体形状和大小，单面干燥还是双面干燥,坯体愈大，愈重，形状愈复杂，则干燥愈慢。变单面干燥为双面干燥，可以加快干燥过程。,3,、坯体最初含水量和干燥后残余水分要求,坯体最初含水量愈多，干燥时间愈长；对坯体的残余水分要求越少，则烧成时升温可以越快，但过少，可能发生开裂。,三、影响干燥速率的因素1、物料的性质和结构,4,、干燥介质的温度和湿度,干燥介质的温度越高，湿度越小，吸收水分的能力越大。,5,、干燥介质的流速,增大干燥介质的流速，减薄边界层的厚度，增大对流传质系数，则干燥速率可以加快。,6,、加快对物料的传热,提高干燥介质温度，加快传热过程，可缩短干燥时间。,7,、使热扩散与湿扩散的方向一致,湿扩散,是由温度高的地方指向湿度低的地方。,热扩散,是由温度高的地方指向温度低的地方。,在对流干燥时，湿扩散与热扩散方向相反。,4、干燥介质的温度和湿度,7.2,、干燥方法,自然对流干燥,是以空气（大气）作为干燥介质，由于空气密度不同而引起对流，当空气源源不断掠过湿坯时，即带走湿坯表面逸出的水汽，而使坯体得以干燥。,为了加快干燥过程，可利用工厂的余热或另设热源来加快空气和制品。,多用于泥料和成型后湿坯的干燥。,7.2、干燥方法 自然对流干燥,强制对流干燥,是采用强制通风手段，利用具有一定流速的热空气吹拂欲干燥的坯体表面，使其得到干燥的方法。,1,、间歇式干燥器,适用于大型或难以干燥制品的干燥,但操作过程较复杂,能源消耗较高,.,2,、连续式干燥,特点：,湿坯连续不断进入干燥器，在不同区段时，与温度湿度或流速不同的干燥介质相遇，干燥后离开干燥器。,包括：隧道式；链式；自动立式；辊道式。,强制对流干燥,辐射式干燥,是利用红外线、微波等电磁波的辐射能，使物料除去水分的方法。,1,、红外线干燥（,0.721000m,）,红外线干燥不污染制品，特别适用于施釉制品及对表面质量要求高的产品的干燥。,2,、微波干燥（,0.0011m,）,坯体加热干燥均匀；能源消耗少；穿透能力强；干燥速度快而均匀。,辐射式干燥,微波干燥,微波干燥,7.3,、干燥缺陷及原因分析,主要缺陷,是变形和开裂,一、产生原因,1,、原料制备方面,a.,坯料配方中塑性粘土用量过多，以致干燥时收缩过强，易产生变形和开裂。,b.,坯料颗粒度过粗、过细或粗、中、细颗粒级配不当。,c.,坯料粒度不匀，成型后生坯密度不同。,d.,坯体含水量过大，或坯体内水分不均匀。,7.3、干燥缺陷及原因分析 主要缺陷是变形,2,、成型方面,a.,器型设计不合理，难以实现均匀干燥；,b.,压制成型时，坯体各部位受压不均或压制操作不正确；,c.,注浆成型时因泥浆未经陈腐；泥浆流动性差形成空气间层；未倒净余浆使坯体底部过厚等造成干燥收缩不一致；,d.,注浆时石膏模过干或模型构造有缺点；脱模过早；石膏模各部位干湿程度不一致，吸水不同，造成密谋不一致；,e.,在练呢或成型时所形成的颗粒定向排列，引起干燥收缩不一致。,2、成型方面,3,、干燥方面,a.,干燥速度过快，坯体表面收缩过快、过大；,b.,干燥不均，干燥介质温度不均匀，局部流速过快等；,c.,即使干燥介质本身温度均匀，但坯体本身传热传质的条件不同，边角处升温、干燥快，易出现开裂缺陷；,d.,坯体放置不平或放法不当；若坯体与垫板间摩擦阻力过大，当摩擦阻力超过坯体强度时，即造成开裂缺陷；,e.,干燥介质湿度过大。,3、干燥方面,二、解决措施,坯料配方应稳定，粒度级配应合理，并注意混合均匀；,严格注意控制成型水分；,成型应严格按操作规程进行；,器型设计要合理，避免厚薄相差过大；,设法变单面干燥为双面干燥；,加强干燥监测，制定合理的干燥制度；,为防止边缘部位干燥过快，可在边缘部位作隔湿处理；,加强干燥制度和干燥质量的监测。,二、解决措施坯料配方应稳定，粒度级配应合理，并注意混合均匀；,本章小结,本章主要介绍了陶瓷坯体的干燥机理，影响干燥速度的因素；,常见的几种干燥方法的原理及主要设备；如何制定干燥制度。最后分析了在干燥过程中坯体容易产生的缺陷及防止方法。,本章小结 本章主要介绍了陶瓷坯体的干燥机理，影响干燥速度的,思考题,1,、成型后的坯体为什么要进行干燥？,2,、陶瓷湿坯中水存在的形式？,3,、坯体在干燥过程中要经历哪几个阶段？,4,、影响干燥速度的因素是什么？,5,、坯体干燥过程中缺陷产生的原因是什么？,思考题,