第四节-干燥技术分析.ppt

《第四节-干燥技术分析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四节-干燥技术分析.ppt（44页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、蔡蔡 艳艳 芝芝 西安建筑科技大学西安建筑科技大学材料与矿资学院材料与矿资学院材料科学所材料科学所电话电话:82205245,13572246604E-mail:第四节第四节 干燥技术干燥技术3所谓干燥过程就是固体物料受热后，蒸发出所谓干燥过程就是固体物料受热后，蒸发出所所有水分有水分的过程。坯体在干燥过程中，随着水分的排的过程。坯体在干燥过程中，随着水分的排除要发生收缩，在收缩过程中若处理不当就会出现除要发生收缩，在收缩过程中若处理不当就会出现变形和开裂现象。因此，干燥制度和干燥程度的好变形和开裂现象。因此，干燥制度和干燥程度的好与否，是决定陶瓷制品质量优劣和成品率高低的主与否，是决定陶瓷制

2、品质量优劣和成品率高低的主要因素之一。要因素之一。内容提要内容提要1.1.干燥的目的干燥的目的2.2.干燥机理干燥机理3.3.干燥方法干燥方法4.4.干燥参数的确定干燥参数的确定5.5.坯体干燥与烧结的收缩率坯体干燥与烧结的收缩率1.1.干燥的目的干燥的目的提高坯体的强度提高坯体的强度。坯坯体经过干燥后、强度增大，便于修坯及搬运，减少了不体经过干燥后、强度增大，便于修坯及搬运，减少了不必要的损耗必要的损耗。加速生产周期，节省燃料加速生产周期，节省燃料。干燥干燥后的坯体在炉内可以快速升温，这样就有利于缩短烧后的坯体在炉内可以快速升温，这样就有利于缩短烧成时间，节省燃料成时间，节省燃料。使坏体有足

3、够的吸抽能力使坏体有足够的吸抽能力。采用坯体和釉一次烧成的工艺，就希望坯体干燥后气孔率采用坯体和釉一次烧成的工艺，就希望坯体干燥后气孔率增加，这样也就相应地增加釉浆的吸附能力，提高了烧成增加，这样也就相应地增加釉浆的吸附能力，提高了烧成后瓷体与釉面的附着力。后瓷体与釉面的附着力。1.1.干燥的目的干燥的目的干燥后的生坯强度随着水分的降低而提高，干燥后的生坯强度随着水分的降低而提高，当坯体的水分降低到当坯体的水分降低到12时，就有足够的强时，就有足够的强度和吸附釉层的能力。为丁避免一次干燥水分降度和吸附釉层的能力。为丁避免一次干燥水分降至至12，在实际生产中应根据成形中各加工，在实际生产中应根据

4、成形中各加工工序的要求，分阶段地进行干燥，最后干燥到适工序的要求，分阶段地进行干燥，最后干燥到适合进窑的最终干燥水分。合进窑的最终干燥水分。1.1.干燥的目的干燥的目的陶瓷制品的干燥是一个复杂的过程，既有热陶瓷制品的干燥是一个复杂的过程，既有热量的传递又有水分的扩散。以对流干燥为例，外量的传递又有水分的扩散。以对流干燥为例，外界热气体以对流的方式把热量传给坯体表面，并界热气体以对流的方式把热量传给坯体表面，并以传导方式向坯体内部传热。坯体表面受热后，以传导方式向坯体内部传热。坯体表面受热后，水分蒸发向外扩散，随着表面水分的蒸发扩散，水分蒸发向外扩散，随着表面水分的蒸发扩散，坯体内部的水分源源不

5、断地向表面扩散补充。再坯体内部的水分源源不断地向表面扩散补充。再由表面向外蒸发扩散，如此周而复始地进行下去，由表面向外蒸发扩散，如此周而复始地进行下去，最后达到干燥的要求。最后达到干燥的要求。2.2.干燥机理干燥机理 干燥就是陶瓷坯体随着温度的升高而产生脱干燥就是陶瓷坯体随着温度的升高而产生脱水的过程。由于坯体中存在的水分的类型不同，水的过程。由于坯体中存在的水分的类型不同，故排出水分所需能量不同，受外界条件的影响也故排出水分所需能量不同，受外界条件的影响也不一样。按照坯体所含水的结合特性。基本上可不一样。按照坯体所含水的结合特性。基本上可分为三类，即自由水、吸附水和化合水。分为三类，即自由水

6、、吸附水和化合水。2.1坯体中水分类型坯体中水分类型(1)自由水：自由水又称机械结合水或非结合水，它自由水又称机械结合水或非结合水，它是指存在于物料表面的润湿水分，孔隙中的水分及粗毛细是指存在于物料表面的润湿水分，孔隙中的水分及粗毛细管管(直径大于直径大于10-4mm)中的水分。这种水分与物料结合力很中的水分。这种水分与物料结合力很弱，属于机械混合、干燥时容易除去的水分。它所产生的弱，属于机械混合、干燥时容易除去的水分。它所产生的蒸气压与液态水在同温度时所产生的蒸气压相同。在自由蒸气压与液态水在同温度时所产生的蒸气压相同。在自由水排除阶段，物料颗粒将彼此靠拢，产生收缩现象，干燥水排除阶段，物料

7、颗粒将彼此靠拢，产生收缩现象，干燥速度不宜过快。速度不宜过快。2.1坯体中水分类型坯体中水分类型(2)吸附水：吸附水又称物理化学结合水，是指存在于物吸附水又称物理化学结合水，是指存在于物料的细毛细管料的细毛细管(直径小于直径小于10-4mm)中，胶体颗粒表面及纤维皮壁所含中，胶体颗粒表面及纤维皮壁所含的水分。这种水分与物料呈物理化学状态结合的水分。这种水分与物料呈物理化学状态结合(吸附、渗透与结构水吸附、渗透与结构水)。吸附水在干燥时较难除去。它所产生的蒸气压小于液态水同温度时吸附水在干燥时较难除去。它所产生的蒸气压小于液态水同温度时产生的蒸气压。产生的蒸气压。吸附水的数量随外界环境的温度和相

8、对湿度的变化而变，空吸附水的数量随外界环境的温度和相对湿度的变化而变，空气中的相对湿度越大，则坯体所含水的量也越多。在相同的外界条气中的相对湿度越大，则坯体所含水的量也越多。在相同的外界条件下，坯体所吸附的水量件下，坯体所吸附的水量随所含黏土的数量和种类的不同也不相同随所含黏土的数量和种类的不同也不相同，而一些而一些非黏土类原料的颗料虽然也有一定的吸附能力，但其吸附力非黏土类原料的颗料虽然也有一定的吸附能力，但其吸附力很弱因而也容易被排除。很弱因而也容易被排除。2.1坯体中水分类型坯体中水分类型(3)化合水：化合水是指化学结合水，又称结构水，是与物化合水是指化学结合水，又称结构水，是与物料呈现

9、化学状态结合的水。即物料矿物分子组成内的水分。化合水料呈现化学状态结合的水。即物料矿物分子组成内的水分。化合水在干燥过程中，不能除去。这是因为，化合水是以在干燥过程中，不能除去。这是因为，化合水是以OH-或或H3O+或或H+等形式存在于化合物或矿物中的水。即这种水分是指包含在原料矿等形式存在于化合物或矿物中的水。即这种水分是指包含在原料矿物的分子结构内的水分。如结晶水、结构水等。例如滑石物的分子结构内的水分。如结晶水、结构水等。例如滑石Mg3(si4O10)(OH)2等，化合水在晶格中占有一定的位置，须加热到等，化合水在晶格中占有一定的位置，须加热到相当高的温度才能将其排除，并伴随有因品格变化

10、或破坏所引起的相当高的温度才能将其排除，并伴随有因品格变化或破坏所引起的热效应。热效应。2.1坯体中水分类型坯体中水分类型Al2O32SiO22H2O（高岭土）（高岭土）Al2O32SiO2（偏高岭石）（偏高岭石）2H2O （480）Al2O32SiO2（偏高岭石）（偏高岭石）2Al2O33SiO2（铝硅尖晶石）（铝硅尖晶石）SiO2（980）2Al2O33SiO2（铝硅尖晶石）（铝硅尖晶石）3Al2O32 SiO2（莫来石）（莫来石）5SiO2（方石英）（方石英）（1300）2.2干燥过程干燥过程外界热源外界热源(温度较高的干空气或其它热源温度较高的干空气或其它热源)，首，首先将热量传给坯体

11、表面，坯体表面获得热量后，水先将热量传给坯体表面，坯体表面获得热量后，水分立即蒸发，并向外界扩散，由于坯体表面水分的分立即蒸发，并向外界扩散，由于坯体表面水分的蒸发引起坯体内外部分浓度的不一致。水分将从内蒸发引起坯体内外部分浓度的不一致。水分将从内部不断地扩散到表面，再由表面向外界大气中蒸发部不断地扩散到表面，再由表面向外界大气中蒸发而达到整个坯体干燥。而达到整个坯体干燥。2.2干干燥过程燥过程坯体的全部干燥过程可以分为以下四个阶段坯体的全部干燥过程可以分为以下四个阶段：预热阶段预热阶段等速干燥阶段等速干燥阶段减减(降降)速干燥阶段速干燥阶段平衡阶段平衡阶段2.2干燥干燥过程过程预热阶段预热阶

12、段从物料或坯体进入干燥器，在单位时间内由干燥热源传给它们从物料或坯体进入干燥器，在单位时间内由干燥热源传给它们表面的热量与它们表面水分蒸发所消耗的热量刚好达到平衡状态的表面的热量与它们表面水分蒸发所消耗的热量刚好达到平衡状态的过程为预热阶段。过程为预热阶段。物料或坯体进入干燥器后与干燥热源接触，干燥热源首先将物料或坯体进入干燥器后与干燥热源接触，干燥热源首先将热量传给物料或坯体表面，当表面获得热量后，水分立即蒸发，引热量传给物料或坯体表面，当表面获得热量后，水分立即蒸发，引起坯体内外水分浓度不一致。水分将从内部不断地扩散到表面，再起坯体内外水分浓度不一致。水分将从内部不断地扩散到表面，再由表面

13、向外界大气中蒸发而达到干燥的作用。在此阶段由于升温时由表面向外界大气中蒸发而达到干燥的作用。在此阶段由于升温时间很短，排出的水分也不多。间很短，排出的水分也不多。2.2干燥过程干燥过程等速干燥阶段等速干燥阶段此阶段是物料在干燥过程中速率恒定的阶段。在此阶段，坯体表面蒸发此阶段是物料在干燥过程中速率恒定的阶段。在此阶段，坯体表面蒸发掉的水分，由坯体内部向表面补充，坯体表面总保持湿润状态。这样，每小掉的水分，由坯体内部向表面补充，坯体表面总保持湿润状态。这样，每小时每平方米表面蒸发的水分是相等的。这期间的干燥速度保持不变，坯体表时每平方米表面蒸发的水分是相等的。这期间的干燥速度保持不变，坯体表面温

14、度不变，水分等速减少。面温度不变，水分等速减少。干燥速度干燥速度(蒸发速度蒸发速度)与坯体的水分多少无关，与坯体表面和周围介质的与坯体的水分多少无关，与坯体表面和周围介质的水蒸气浓度差、分压差或温度差有关，其差值愈大，则干燥速度愈快。另外，水蒸气浓度差、分压差或温度差有关，其差值愈大，则干燥速度愈快。另外，干燥速度还与坯体表面的空气流动速度有关。干燥速度还与坯体表面的空气流动速度有关。在等速干燥阶段，坯体产生明显的收缩。在此阶段须保持干燥速度恒定，在等速干燥阶段，坯体产生明显的收缩。在此阶段须保持干燥速度恒定，不宜过快，否则，坯体表面蒸发过快，会引起表面过早产生较大的收缩形成不宜过快，否则，坯

15、体表面蒸发过快，会引起表面过早产生较大的收缩形成“硬壳硬壳”，阻碍坯体内部水分的继续扩散，产生干燥应力隐患，产生变形、，阻碍坯体内部水分的继续扩散，产生干燥应力隐患，产生变形、开裂等干燥缺陷。开裂等干燥缺陷。2.2干燥过程干燥过程减减(降降)速干燥阶段速干燥阶段此阶段尾物料在干燥过程中干燥速率不断下降的阶段。此阶段尾物料在干燥过程中干燥速率不断下降的阶段。当物料内部水分向表面扩散的速度小于物料表面水分汽化速当物料内部水分向表面扩散的速度小于物料表面水分汽化速率时，干燥速率下降，当表面变干后，表面温度升高，热量率时，干燥速率下降，当表面变干后，表面温度升高，热量向内部传递，蒸发表面就逐渐内移，由

16、于水分减少，内扩散向内部传递，蒸发表面就逐渐内移，由于水分减少，内扩散阻力显著增加，故后期的干燥速率大幅度下降。在此阶段中，阻力显著增加，故后期的干燥速率大幅度下降。在此阶段中，干燥速率主要由物料结构、厚度等来决定。并且蒸发速度和干燥速率主要由物料结构、厚度等来决定。并且蒸发速度和热能的消耗大为降低，坯体表面温度逐渐升高。热能的消耗大为降低，坯体表面温度逐渐升高。2.2干燥过程干燥过程平衡阶段平衡阶段当坯体干燥到表面水分达到平衡水分时，干燥速度为零。平衡当坯体干燥到表面水分达到平衡水分时，干燥速度为零。平衡水分是指坯体在一定温度和湿度的环境中，通过散湿或吸湿、达到水分是指坯体在一定温度和湿度的

17、环境中，通过散湿或吸湿、达到与周围环境平衡时的水分。平衡水分的多少是根据坯体的性质和周与周围环境平衡时的水分。平衡水分的多少是根据坯体的性质和周围介质的温度与湿度的不同而不同围介质的温度与湿度的不同而不同，此时坯体中的水分也叫干燥最此时坯体中的水分也叫干燥最终水分。坯体的干燥最终水分一般说来不应低于贮存时的平衡水分，终水分。坯体的干燥最终水分一般说来不应低于贮存时的平衡水分，否则干燥后将再吸收水分又达到平衡水分。在平衡阶段，温度不变，否则干燥后将再吸收水分又达到平衡水分。在平衡阶段，温度不变，收缩停止，气孔也不再增加。最后，坯体孔隙中的水分被干燥到只收缩停止，气孔也不再增加。最后，坯体孔隙中的

18、水分被干燥到只剩下平衡水就达到了平衡阶段。剩下平衡水就达到了平衡阶段。2.3干燥制度干燥制度从以上四个阶段不难看出，在等速干燥中，由于坯体收缩最大，从以上四个阶段不难看出，在等速干燥中，由于坯体收缩最大，故干燥速度应缓慢进行，否则表面蒸发快，形成较大收缩，产生变故干燥速度应缓慢进行，否则表面蒸发快，形成较大收缩，产生变形和开裂的干燥缺陷。在减速干燥阶段，坯体表而蒸发速度大干内形和开裂的干燥缺陷。在减速干燥阶段，坯体表而蒸发速度大干内部扩散速度，故干燥速度为扩散速度所控制，为加快干燥过程，可部扩散速度，故干燥速度为扩散速度所控制，为加快干燥过程，可通过提高温度来加快扩散速度。通过提高温度来加快扩

19、散速度。合理的干燥制度必须具备生产周合理的干燥制度必须具备生产周期短和废品损失低这两个必要条件。要缩短生产周期就必须提高干期短和废品损失低这两个必要条件。要缩短生产周期就必须提高干燥速度。干燥速度是干燥过程中，单位时间、单位面积物体上所蒸燥速度。干燥速度是干燥过程中，单位时间、单位面积物体上所蒸发的水量，单位是发的水量，单位是kgm2h。生坯的干燥速度与干燥条件及坯体性。生坯的干燥速度与干燥条件及坯体性质密切相关。即与干燥介质的温度、湿度、流动速度以及生坯的形质密切相关。即与干燥介质的温度、湿度、流动速度以及生坯的形状、组成、水分含量等有关。状、组成、水分含量等有关。2.3干燥制度干燥制度干燥

20、较薄的坯体，内部水分容易扩散到表面层。因此其干燥速干燥较薄的坯体，内部水分容易扩散到表面层。因此其干燥速度丰要取决于水分由表面向周围介质的蒸发速度。为了快速干燥，度丰要取决于水分由表面向周围介质的蒸发速度。为了快速干燥，可以提高干燥介质的温度、降低湿度。并加大流量以加速介质的流可以提高干燥介质的温度、降低湿度。并加大流量以加速介质的流动速度。对于大型壁厚的陶瓷坯体，由于生坯的导热性比较小，生动速度。对于大型壁厚的陶瓷坯体，由于生坯的导热性比较小，生坯加热时热量通常是从表面进入内层，故表面比内层热得快。同时坯加热时热量通常是从表面进入内层，故表面比内层热得快。同时水分蒸发过程中需要吸收大量的热，

21、也会促使坯体内外各部受热不水分蒸发过程中需要吸收大量的热，也会促使坯体内外各部受热不均匀，困而在坯体表面形成一层硬壳以致造成废品。均匀，困而在坯体表面形成一层硬壳以致造成废品。2.3干燥制度干燥制度为了避免这种为了避免这种“干燥过急干燥过急”的现象，必须保证坯体内外各部均的现象，必须保证坯体内外各部均匀地受热，并在坯体受热时，设法防止水分激烈地从表面蒸发掉。匀地受热，并在坯体受热时，设法防止水分激烈地从表面蒸发掉。因此在干燥初期可以使湿度较大的热空气来预热生坯。即高湿低温因此在干燥初期可以使湿度较大的热空气来预热生坯。即高湿低温干燥，使宅气不能夺去坯体表面的水分、而只是利用热空气来提高干燥，使

22、宅气不能夺去坯体表面的水分、而只是利用热空气来提高坯体的温度，但须注意，不能使水气凝结在生坯表面，引起坯体局坯体的温度，但须注意，不能使水气凝结在生坯表面，引起坯体局部软化变形。待坯体内外各部被均匀地加热以后，即可降低空气的部软化变形。待坯体内外各部被均匀地加热以后，即可降低空气的相对湿度，或将坯体移到湿度较低之处。这样可以避免生坯较大的相对湿度，或将坯体移到湿度较低之处。这样可以避免生坯较大的破坏应力，然后采用高温低湿的空气，借以提高坯体的温度，提高破坏应力，然后采用高温低湿的空气，借以提高坯体的温度，提高干燥效率。干燥效率。2.3干燥制度干燥制度刚脱模的坯体强度和硬度都很低。为了避免由刚脱

23、模的坯体强度和硬度都很低。为了避免由于震动引起的变形，往往放置一段时间，利用工于震动引起的变形，往往放置一段时间，利用工作环境的温度自然阴干。待坯体具有一定的强度作环境的温度自然阴干。待坯体具有一定的强度后再利用干燥设备进行干燥。实践证明对于一些后再利用干燥设备进行干燥。实践证明对于一些坯料中水分较多的陶瓷坯件，采用阴干工艺是极坯料中水分较多的陶瓷坯件，采用阴干工艺是极为重要的。为重要的。2.4干燥过程中坯体的收缩与开裂干燥过程中坯体的收缩与开裂 没有被干燥的坯体可视为由连续的水膜包围着的固体颗粒所组没有被干燥的坯体可视为由连续的水膜包围着的固体颗粒所组成，颗粒被水膜相互分开。坯体在干燥过程中

24、随着自由水的排出，颗成，颗粒被水膜相互分开。坯体在干燥过程中随着自由水的排出，颗粒开始靠近使坯体产生收缩。自由水不断地排出直至坯体中的各颗粒粒开始靠近使坯体产生收缩。自由水不断地排出直至坯体中的各颗粒接近到相互接触后，坯体基本上就不再收缩了。坯体在收缩过程中排接近到相互接触后，坯体基本上就不再收缩了。坯体在收缩过程中排出的自由水可称为出的自由水可称为“收缩水收缩水”，排除，排除“收缩水收缩水”的过程相当于干燥的的过程相当于干燥的等速干燥过程。若干燥继续进行，坯体中相互接连的各颗粒间的孔隙等速干燥过程。若干燥继续进行，坯体中相互接连的各颗粒间的孔隙内的水开始排出，此时固体颗粒不再显著地靠近，收缩

25、很小，孔隙逐内的水开始排出，此时固体颗粒不再显著地靠近，收缩很小，孔隙逐渐被空气所占。由于坯体各颗粒互相靠近使体内水分的内扩散阻力渐被空气所占。由于坯体各颗粒互相靠近使体内水分的内扩散阻力增大，干燥速度就随之降低，这就相当于进人降速干燥阶段。坯体的增大，干燥速度就随之降低，这就相当于进人降速干燥阶段。坯体的内扩散是指坯体内部水分移至表面的过程，内扩散主要靠扩散渗透力内扩散是指坯体内部水分移至表面的过程，内扩散主要靠扩散渗透力和毛细管的作用力，并遵循扩散定律。和毛细管的作用力，并遵循扩散定律。2.4干燥过程中坯体的收缩与开裂干燥过程中坯体的收缩与开裂坯体在排除收缩水的阶段是干燥过程中坯体发生较大

26、收坯体在排除收缩水的阶段是干燥过程中坯体发生较大收缩的阶段，其收缩率与坯体的含水量有关，含水量越大，收缩的阶段，其收缩率与坯体的含水量有关，含水量越大，收缩率也增大。收缩率还与水分排出后颗粒能达到的紧密程度缩率也增大。收缩率还与水分排出后颗粒能达到的紧密程度有关。颗粒越细所带水膜越厚，收缩率也越大。例如高岭土有关。颗粒越细所带水膜越厚，收缩率也越大。例如高岭土在干燥时线收缩率为在干燥时线收缩率为38，黏土为，黏土为610，细颗粒的，细颗粒的蒙脱石为蒙脱石为1025。而坯体中的非塑性料数量增多能减。而坯体中的非塑性料数量增多能减小坯体的收缩率。小坯体的收缩率。2.4干燥过程中坯体的收缩与开裂干燥

27、过程中坯体的收缩与开裂2.4干燥过程中坯体的收缩与开裂干燥过程中坯体的收缩与开裂坯体在干燥过程中，随着收缩水的排出，坯体不断发生坯体在干燥过程中，随着收缩水的排出，坯体不断发生收缩。若坯体干燥过快或不均匀，则出现坯体内外层各部位收缩。若坯体干燥过快或不均匀，则出现坯体内外层各部位收缩不一致而产生内应力。当内应力大于塑性状态的屈服值收缩不一致而产生内应力。当内应力大于塑性状态的屈服值时就使坯体发生变形。当内应力超过塑性状态坯体的破裂时就使坯体发生变形。当内应力超过塑性状态坯体的破裂点或超过弹性状态坯体的强度时，坯体就会发生开裂。而变点或超过弹性状态坯体的强度时，坯体就会发生开裂。而变形与开裂是干

28、燥过程中最常见的缺陷。形与开裂是干燥过程中最常见的缺陷。3.3.干燥方法干燥方法根据热源和方式的不同，陶瓷坯体的干燥方法根据热源和方式的不同，陶瓷坯体的干燥方法可分为可分为热空气干燥热空气干燥和和电热干燥电热干燥两大类。两大类。3.1 热空气干燥热空气干燥 热空气干燥是利用热空气或热烟气的对流传热，将热热空气干燥是利用热空气或热烟气的对流传热，将热量传给坯体，并将坯体中蒸发出来的水蒸气带走的干燥方法。量传给坯体，并将坯体中蒸发出来的水蒸气带走的干燥方法。这种干燥方法由于设备简单、投资较少、生产效率高，因此这种干燥方法由于设备简单、投资较少、生产效率高，因此在陶瓷工业中应用，得比较普遍。在陶瓷工

29、业中应用，得比较普遍。热空气干燥法根据其干燥设备及干燥方式的不同，在热空气干燥法根据其干燥设备及干燥方式的不同，在陶瓷工业中常用的有陶瓷工业中常用的有室式干燥室式干燥和和链式干燥链式干燥两种。两种。3.1 热空气干燥热空气干燥(1)室式干燥：室式干燥是将待干燥的坯体放人设有产品室式干燥是将待干燥的坯体放人设有产品框架格和加热设备的框架格和加热设备的“小屋小屋”中进行干燥。常用的烘箱就是一种规中进行干燥。常用的烘箱就是一种规格化生产的小室式干燥器。加热设备一般为暖气或热风。室式干燥格化生产的小室式干燥器。加热设备一般为暖气或热风。室式干燥是将室内的空气和坯体通过加热后，提高了坯体水分的向外扩散速

30、是将室内的空气和坯体通过加热后，提高了坯体水分的向外扩散速度，使坯体逐渐达到干燥程度的要求。将坯体表面水分汽化并通过度，使坯体逐渐达到干燥程度的要求。将坯体表面水分汽化并通过气层膜向外界扩散过程的速度称为水分的外扩散速度。室式干燥是气层膜向外界扩散过程的速度称为水分的外扩散速度。室式干燥是一种间隙操作的方法，一般室式干燥的温度控制在一种间隙操作的方法，一般室式干燥的温度控制在5070左右。左右。室式干燥器的优点是：操作方便灵活，建造费用低。缺点是：干燥室式干燥器的优点是：操作方便灵活，建造费用低。缺点是：干燥效率和热效率低，生产周期长。效率和热效率低，生产周期长。3.1 热空气干燥热空气干燥(

31、2)链式干燥：链式干燥是在一个有进口和出口的链式干燥是在一个有进口和出口的“大大屋屋”子内，用金属做成框架，在框架内装有链输与链条，链条上带子内，用金属做成框架，在框架内装有链输与链条，链条上带有吊篮。类似高空索道吊椅式的旅游缆车，作周而复始的循环运行。有吊篮。类似高空索道吊椅式的旅游缆车，作周而复始的循环运行。链式干燥的设备叫链式干燥器。可将加热器设在室外，再利用鼓风链式干燥的设备叫链式干燥器。可将加热器设在室外，再利用鼓风机将热空气吹人室内。也可将加热片直接装在室内。这种干燥的特机将热空气吹人室内。也可将加热片直接装在室内。这种干燥的特点是可实现连续干燥。点是可实现连续干燥。3.1 热空气

32、干燥热空气干燥(3)快速干燥：快速干燥是通过加热炉加热空气进行迅快速干燥是通过加热炉加热空气进行迅速干燥。快速干燥的关键在于加快热空气速度的同时又要均匀地进速干燥。快速干燥的关键在于加快热空气速度的同时又要均匀地进行干燥。在生产中，目前各种形式的快速干燥中，一般都采用热空行干燥。在生产中，目前各种形式的快速干燥中，一般都采用热空气喷头直接吹坯体的方法来实现均匀快速的干燥，用热空气进行的气喷头直接吹坯体的方法来实现均匀快速的干燥，用热空气进行的快速干燥器的形式是多样的。可在链式干燥器中设置快速干燥喷头，快速干燥器的形式是多样的。可在链式干燥器中设置快速干燥喷头，也可在成型机旁采用回转台上设置喷头

33、来进行干燥。使用快速干燥也可在成型机旁采用回转台上设置喷头来进行干燥。使用快速干燥可以明显地缩短刷期、缩小干燥体积，而且还可将成型机和干燥器可以明显地缩短刷期、缩小干燥体积，而且还可将成型机和干燥器连在一起构成生产联动线。连在一起构成生产联动线。3.2 电热干燥电热干燥(1)工频电干燥：工频电干燥是将工频电通过湿坯体，工频电干燥是将工频电通过湿坯体，把电能转变为热能，使坯体水分蒸发借以达到干燥目的的一种干燥把电能转变为热能，使坯体水分蒸发借以达到干燥目的的一种干燥方法。这种方法虽然能使坯体干燥均匀，但制品两端都需要安装电方法。这种方法虽然能使坯体干燥均匀，但制品两端都需要安装电极，操作比较复杂

34、，不安全，且耗电能较多，一般只用于大型或特极，操作比较复杂，不安全，且耗电能较多，一般只用于大型或特异形产品的干燥。异形产品的干燥。3.2 电热干燥电热干燥(2)高频电干燥：高频电干燥就是把未干燥的坯体放在高频电高频电干燥就是把未干燥的坯体放在高频电场中，坯体内的某些导电物体由于产生涡流状短路电流使物体发热而进行的场中，坯体内的某些导电物体由于产生涡流状短路电流使物体发热而进行的干燥。这是属于高频电场感应加热，即高频介质加热。是在一高频电场下，干燥。这是属于高频电场感应加热，即高频介质加热。是在一高频电场下，介质内部的分子因电场交变而发生运动，靠分子间的摩擦作用而产生热量来介质内部的分子因电场

35、交变而发生运动，靠分子间的摩擦作用而产生热量来加热介质。这种干燥的热量取决于物体的介电损耗，介电常数、欧姆电阻和加热介质。这种干燥的热量取决于物体的介电损耗，介电常数、欧姆电阻和电场频率。物体中的水分越多，电场频率越高，介电损耗越大、电阻越小，电场频率。物体中的水分越多，电场频率越高，介电损耗越大、电阻越小，则产生的热量就越多。这种干燥方法的优点是坯体干燥均匀、干燥速度快。则产生的热量就越多。这种干燥方法的优点是坯体干燥均匀、干燥速度快。缺点是电能消耗大，设备费用高且不安全。缺点是电能消耗大，设备费用高且不安全。高频加热往往是随着坯体水分的减少而感应发热减少。因此，对坯高频加热往往是随着坯体水

36、分的减少而感应发热减少。因此，对坯体在等速干燥阶段体在等速干燥阶段(干燥初期干燥初期)是较适宜的，尤其是当坯料中含有微量电解质是较适宜的，尤其是当坯料中含有微量电解质的情况下，高频感应更有利于干燥。但是随着坯体中水分的逐渐减少，高频的情况下，高频感应更有利于干燥。但是随着坯体中水分的逐渐减少，高频感应作用减弱。因此在干燥后期可采用辐射干燥或热空气干燥来进行干燥。感应作用减弱。因此在干燥后期可采用辐射干燥或热空气干燥来进行干燥。3.2 电热干燥电热干燥(3)微波干燥：微波干燥是一种通过微波加热来干燥物体微波干燥是一种通过微波加热来干燥物体的方法。由于微波的频率很高，电场变化很快，因此介质内分子运

37、的方法。由于微波的频率很高，电场变化很快，因此介质内分子运动的速度也很快，由于摩擦而产生的热量也大。微波的频率较高而动的速度也很快，由于摩擦而产生的热量也大。微波的频率较高而波长较短，接近于红外线的波长。能透过玻璃、陶瓷等极性分子物波长较短，接近于红外线的波长。能透过玻璃、陶瓷等极性分子物质。大多数含水物质也都能吸收微波能量而被加热。故很适合于陶质。大多数含水物质也都能吸收微波能量而被加热。故很适合于陶瓷坯体的加热干燥。微波干燥的最大优点是干燥均匀、干燥速度快。瓷坯体的加热干燥。微波干燥的最大优点是干燥均匀、干燥速度快。另外、它的选择性强，适用于陶瓷坯体的干燥，此外，微波干燥设另外、它的选择性

38、强，适用于陶瓷坯体的干燥，此外，微波干燥设备的体积小。微波干燥的缺点是：耗电量大，成本费用较高。微波备的体积小。微波干燥的缺点是：耗电量大，成本费用较高。微波干燥有强的微渡幅射，对人体有害，因此需采取防护措施。干燥有强的微渡幅射，对人体有害，因此需采取防护措施。3.2 电热干燥电热干燥(4)远红外干燥：远红外干燥是利用远红外辐射元件发远红外干燥是利用远红外辐射元件发出的远红外线被加热物体所吸收，直接转变为热能而达到加热干出的远红外线被加热物体所吸收，直接转变为热能而达到加热干燥。就辐射源而言，常用的有红外线灯泡、热的耐火材料表面、燥。就辐射源而言，常用的有红外线灯泡、热的耐火材料表面、碳化硅电

39、热板及煤气红外辐射器等。用红外线干燥陶瓷坯体的原碳化硅电热板及煤气红外辐射器等。用红外线干燥陶瓷坯体的原理是：当红外线照射到坯体表而时，一部分进入坯体被坯体吸收，理是：当红外线照射到坯体表而时，一部分进入坯体被坯体吸收，一部分则被反射，还有一部分透过坯体继续传播。当组成坯体分一部分则被反射，还有一部分透过坯体继续传播。当组成坯体分子的固有频率与被吸收的红外线频率一致时，就会引起共振，坯子的固有频率与被吸收的红外线频率一致时，就会引起共振，坯体分子激烈地振动，导致坯体温度迅速升高，坯体所含有水分随体分子激烈地振动，导致坯体温度迅速升高，坯体所含有水分随加热被迅速排出。加热被迅速排出。3.2 电热

40、干燥电热干燥(4)远红外干燥：远红外线的干燥原理与红外线相远红外线的干燥原理与红外线相同，但效果比红外线更好，可以降低电能消耗和费用，提同，但效果比红外线更好，可以降低电能消耗和费用，提高辐射强度，缩短干燥时间。这是因为物体吸收红外线越高辐射强度，缩短干燥时间。这是因为物体吸收红外线越多就越容易发热。作为被干燥物质来说，其吸收红外线的多就越容易发热。作为被干燥物质来说，其吸收红外线的量随物质本身和红外线的波长不同而异。像水分子、有机量随物质本身和红外线的波长不同而异。像水分子、有机物等物质在远红外区域有很宽的吸收带，能强烈地吸收远物等物质在远红外区域有很宽的吸收带，能强烈地吸收远红外线。红外线

41、。3.2 电热干燥电热干燥(4)远红外干燥：远红外干燥的主要问题是选择红远红外干燥的主要问题是选择红外辐射元件。其方法是将一些能够发射远红外线的物质制外辐射元件。其方法是将一些能够发射远红外线的物质制成涂料，涂刷在发热元件的表面上，再用这些发热元件发成涂料，涂刷在发热元件的表面上，再用这些发热元件发出的远红外线来干燥坯体。常用来制作远红外线涂料的物出的远红外线来干燥坯体。常用来制作远红外线涂料的物质有金属氧化物、氮化物、硼化物、硫化物和碳化物等。质有金属氧化物、氮化物、硼化物、硫化物和碳化物等。要制造高效率的辐射元件，需要选择合适的涂覆层，对于要制造高效率的辐射元件，需要选择合适的涂覆层，对于

42、不同的被干燥物质可以选用不同的涂覆层，这就需要进行不同的被干燥物质可以选用不同的涂覆层，这就需要进行认真的研究和选择。认真的研究和选择。4 干燥参数干燥参数干燥参数是指坯体在各个干燥阶段中所规定的条件参数(干燥时间)，如干燥速度就是干燥参数。而干燥速度一般要通过介质温度和湿度、空气流量和流速等来控制。4 干燥参数干燥参数（1）干燥速度：为达到快速干燥的目的，一般总是采取较快的干燥速度，但是干燥速度过快，坏体会产生变形和开裂，故往往是欲速则不达。对于不同的坯体，在不同的干燥条件下干燥速度是不一样的。只有综合各种因素才能较好地制定出坯体的干燥速度。4 干燥参数干燥参数（1）干燥速度：影响干燥速度的

43、因素主要有：1)坯体的干燥敏感性这主要是指坯体的收缩性质。它与坯体的收缩坯体的干燥敏感性这主要是指坯体的收缩性质。它与坯体的收缩率、可塑性、矿物组成、分散度、被吸附的阳离子的性质和数量等都有关。率、可塑性、矿物组成、分散度、被吸附的阳离子的性质和数量等都有关。可根据坯体的具体性质而采取不同的干燥速度。可根据坯体的具体性质而采取不同的干燥速度。2)坯体的形状、大小和厚薄形状复杂、体大壁厚的坯体在于燥时易坯体的形状、大小和厚薄形状复杂、体大壁厚的坯体在于燥时易产生收缩应力，故干燥速度不易过快。产生收缩应力，故干燥速度不易过快。3)坯体的临界水分坯体的临界水分 临界水分是由等速干燥阶段过渡到降速干燥

44、阶临界水分是由等速干燥阶段过渡到降速干燥阶段的临界点，也是坯体干燥时发生收缩和基本不发生收缩的水分临界点，段的临界点，也是坯体干燥时发生收缩和基本不发生收缩的水分临界点，正确地测出临界水分后。就可以适当地确定等速干燥阶段的干燥速度。当正确地测出临界水分后。就可以适当地确定等速干燥阶段的干燥速度。当坯体干燥到临界水分以后，就可以提高干燥速度。坯体干燥到临界水分以后，就可以提高干燥速度。4 干燥参数干燥参数（2）干燥介质的湿度和温度：一般干燥速度是通过调节干燥介质的湿度和温度来实现的，而大多以调节温度为主，很少控制湿度。但控制适宜的介质温度也不容易，首先要考虑到坯体能否均匀受热，同时还要兼顾到热效

45、率，以及介质温度受到的某些制约因素的限制。例如温度高于7070时石膏模的强度就会明艟下降。总之，介质温度要选择得恰到好处，就必须要综合考虑。虽然在生产中很少控制干燥介质的湿度，但某些干燥过程中，因湿度问题影响了干燥制度时，则必须采取一些相应的措施。例如在室式或链式干燥器中，若干燥介质的湿度小，介质的水分没排出和补充，那么虽然干燥器在使用初期能保证干燥制度的实现，但是随着坯体水分的不断蒸发，室内介质湿度不断增大，到一定时间后，只有延长干燥时间才能达到干燥制度的要求。这样就降低了干燥效率，破坏了合理的干燥制度，此时，需要控制干燥介质的湿度，才能保持合理的干燥制度。4 干燥参数干燥参数（3）空气的流

46、速和流量：坯体水分的外扩散速度，很大程度上取决于空气的流速和流量，尤其是在干燥介质温度不宜很高的情况下，采用加大空气的流速和流量是非常有效的。但是也与控制介质温度一样必须恰到好处才能使坯体得到均匀干燥，否则也会出现干燥缺陷。因此，在采用大风量干燥时吹风的方式一定要将高速热风均匀地吹到坯体表面，才能提高干燥速度。在快速干燥中风速是很更要的，一定要保证热风在每秒中达到5m5m以上的风速下，才能较快地达到干燥目的，同时还要保证有足够的风量。当然风速和风量也不能提得很高，否则动力消耗大，对设备的要求也高。5 坯体干燥与烧结的收缩率坯体干燥与烧结的收缩率坯体的干燥与烧结的关系极为密切，只有处理好干燥过程中的技术问题，才能保证烧成制品的质量。陶瓷坯体在干燥过程中，由于自由水分的挥发，其长度和体积逐渐产生收缩称干燥收缩。在烧成过程中坯体内产生一系列物理化学变化和易熔物质生成玻璃相填充于颗粒之间，使坯体产生的收缩称烧成收缩。收缩率的大小，是制备过程中必须考虑的主要工艺技术指标。收缩率过大的坯料，在干燥和烧成过程中容易产生变形和开裂等缺陷。5 坯体干燥与烧结的收缩率坯体干燥与烧结的收缩率所谓收缩率是指坯体经干燥或烧结后，其长度大小与原试样长度之比的百分数。