材料工程基础第六章优秀PPT.ppt
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1、材料工程基础第六章你现在浏览的是第一页,共56页陶瓷的概述陶瓷的概述你现在浏览的是第二页,共56页陶瓷陶瓷:指所有以指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成型、原料经过粉碎、混炼、成型、烧结等过程而制成的各种制品烧结等过程而制成的各种制品广义的陶瓷概念:广义的陶瓷概念:用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。德国陶瓷协会:德国陶瓷协会:“陶瓷是化学工业或化学生产工艺的一个分支,包括陶陶瓷是化学工业或化学生产工艺的一个分支,包括陶瓷材料和器物的制造或进一步加工成陶瓷制品瓷材料和器物的制造
2、或进一步加工成陶瓷制品(元件元件)。陶瓷材料属于无机非。陶瓷材料属于无机非金属材料,最少含金属材料,最少含3030结晶体。结晶体。一般是在室温中将原料成型,通过一般是在室温中将原料成型,通过800800以上以上的高温处理,以获得这种材料的典型性质的高温处理,以获得这种材料的典型性质。有时也在高温下成型,甚至可。有时也在高温下成型,甚至可经过熔化及析晶等过程。经过熔化及析晶等过程。”美国和日本等国:美国和日本等国:CeramicsCeramics是包括各种硅酸盐材料和制品在内的无机非金属是包括各种硅酸盐材料和制品在内的无机非金属材料的通称,材料的通称,不仅指陶瓷,还包括水泥、玻璃、搪瓷等材料。不
3、仅指陶瓷,还包括水泥、玻璃、搪瓷等材料。狭义的狭义的陶瓷概念陶瓷概念一、一、陶瓷的概念陶瓷的概念你现在浏览的是第三页,共56页二、陶瓷的分类二、陶瓷的分类陶瓷陶瓷普通陶瓷普通陶瓷特种陶瓷特种陶瓷日用陶瓷日用陶瓷(包括艺术包括艺术陈列陶瓷陈列陶瓷)建筑卫建筑卫生陶瓷生陶瓷 化工陶瓷化工陶瓷 化学瓷化学瓷 电瓷及电瓷及其它工其它工业陶瓷业陶瓷 结构陶瓷结构陶瓷 功能陶瓷功能陶瓷 你现在浏览的是第四页,共56页传统陶瓷(普通陶瓷)传统陶瓷(普通陶瓷)你现在浏览的是第五页,共56页你现在浏览的是第六页,共56页性能及特征性能及特征陶器陶器瓷器瓷器吸水性吸水性/一般大于一般大于3 3一般不大于一般不大于
4、3 3透光性透光性不透光不透光有一定透光性有一定透光性胎体特征胎体特征未玻化或玻化程度差、未玻化或玻化程度差、断面粗糙断面粗糙玻化程度高、结构致密、细腻,玻化程度高、结构致密、细腻,断面呈石状或贝壳状断面呈石状或贝壳状敲击声敲击声沉浊沉浊清脆清脆日用陶瓷分类日用陶瓷分类炻器炻器(半瓷)(半瓷)你现在浏览的是第七页,共56页陶器陶器是一种坯体结构较疏松、致密度较差的陶瓷制品,通常有一定吸水率,是一种坯体结构较疏松、致密度较差的陶瓷制品,通常有一定吸水率,断面粗糙无光,没有半透明性,敲之声音粗哑。断面粗糙无光,没有半透明性,敲之声音粗哑。名称名称粗陶器粗陶器普通陶器普通陶器细陶器细陶器特征特征吸水
5、率吸水率15%15%;不施釉,制作粗糙不施釉,制作粗糙吸水率吸水率1212;断面颗粒较粗,气孔断面颗粒较粗,气孔较大,表面施釉,制较大,表面施釉,制作不够精细作不够精细吸水率吸水率5 5;断面颗粒细,气孔较断面颗粒细,气孔较小,结构均匀,施釉小,结构均匀,施釉或不施釉,制作精细或不施釉,制作精细你现在浏览的是第八页,共56页 瓷器瓷器的坯体致密,基本上不吸水,有一定的半透明性,断面成石状或贝壳状。的坯体致密,基本上不吸水,有一定的半透明性,断面成石状或贝壳状。名称名称炻瓷类炻瓷类普通瓷器普通瓷器细瓷器细瓷器特征特征吸水率吸水率3 3;透光性差,通常胎体较透光性差,通常胎体较厚,呈色,断面呈石状
6、,厚,呈色,断面呈石状,制作较精细制作较精细吸水率吸水率 1 1;有一定;有一定透光性,断面呈石状透光性,断面呈石状或贝壳状,制作较精或贝壳状,制作较精细细吸水率吸水率 0.50.5;透光性好,断面细透光性好,断面细腻,呈贝壳状,制腻,呈贝壳状,制作精细作精细你现在浏览的是第九页,共56页具有各种具有各种特殊力学特殊力学、物理或化学性能物理或化学性能等优异特性的陶瓷。等优异特性的陶瓷。人造牙齿人造牙齿人造牙齿人造牙齿压电陶瓷点火器压电陶瓷点火器压电陶瓷点火器压电陶瓷点火器特种陶瓷(新型陶瓷、精细陶瓷、高技术陶瓷)特种陶瓷(新型陶瓷、精细陶瓷、高技术陶瓷)结构陶瓷结构陶瓷功能陶瓷功能陶瓷电子绝缘
7、件电子绝缘件你现在浏览的是第十页,共56页普通普通陶瓷的陶瓷的生产工艺生产工艺你现在浏览的是第十一页,共56页 普通陶瓷生产工艺流程普通陶瓷生产工艺流程P-F-H1 1、坯料制备(粉体制备)、坯料制备(粉体制备)2 2、成型、成型3 3、烧成(烧结)、烧成(烧结)你现在浏览的是第十二页,共56页粘土类原料;粘土类原料;SiOSiO2 2、A1A12 2O O3 3和结晶水和结晶水(H H2 2O O)石英类原料;石英类原料;SiOSiO2 2长石类原料;长石类原料;坯料中碱金属氧化物的主要来源坯料中碱金属氧化物的主要来源镁质原料;菱镁矿镁质原料;菱镁矿MgCOMgCO3 3;滑石滑石3MgO3
8、MgO4SiO4SiO2 2H H2 2O O;透辉石;透辉石CaOCaOMgOMgO2SiO2SiO2 2钙质原料钙质原料;方解石方解石CaCOCaCO3 3;石灰石;石灰石CaCOCaCO3 3;硅灰石;硅灰石CaOCaOSiOSiO2 2;碳酸盐、硫酸盐和硼酸盐原料碳酸盐、硫酸盐和硼酸盐原料氧化物原料(氧化物原料(ZrOZrO2 2、TiOTiO2 2、PbOPbO和和ZnOZnO)1、原料、原料你现在浏览的是第十三页,共56页1、增加、增加坯体的可塑性坯体的可塑性2、骨架作用,提高、骨架作用,提高坯体强度、坯体强度、减少干燥和烧成收缩减少干燥和烧成收缩4、降低烧结温度、降低烧结温度,熔
9、剂作用熔剂作用5、加速烧结进程、加速烧结进程7、提高釉料质量、提高釉料质量6、扩大烧结范围、扩大烧结范围塑性原料:塑性原料:粘土类粘土类瘠性原料:瘠性原料:石英类、长石类、硅石英类、长石类、硅酸、碳酸盐类酸、碳酸盐类掺入碱土、碱金属离子:掺入碱土、碱金属离子:长石、碱土长石、碱土硅铝酸盐、硼酸盐、氧化物硅铝酸盐、硼酸盐、氧化物硅灰石、透辉石硅灰石、透辉石滑石滑石石英、长石类:硅酸、碳酸、硼酸盐类;石英、长石类:硅酸、碳酸、硼酸盐类;氧化物类氧化物类3、提高烧结体强度、提高烧结体强度促进莫来石生长促进莫来石生长:粘土、长石、石粘土、长石、石英类、滑石英类、滑石你现在浏览的是第十四页,共56页2、
10、坯料制备、坯料制备 (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 37%7%(干压坯料);(干压坯料);含水率含水率8 815%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,得到的具有成陶瓷原料经配料和一定的工艺加工,得到的具有成型性能的多组分均匀的配合料。型性能的多组分均匀的配合料。你现在浏览的是第十五页,共56页坯料制备的主要工序坯料制备的主要工序一、原料的处理一、原料的处理(原料精选、原料预烧)(原料精选、原料预烧)二、
11、原料粉碎二、原料粉碎(粗碎、中碎和(粗碎、中碎和细碎(磨)细碎(磨)三、筛分、除铁、搅拌三、筛分、除铁、搅拌四、泥浆脱水四、泥浆脱水(浆料(浆料 泥团;浆料泥团;浆料 粉料)粉料)五、五、练泥练泥(塑性泥料)(塑性泥料)六、造粒六、造粒(压制粉料)(压制粉料)七、陈腐七、陈腐压力脱水:压力脱水:202025%25%喷雾干燥脱水喷雾干燥脱水:8%8%你现在浏览的是第十六页,共56页u常用成型方法:常用成型方法:成型的目的:成型的目的:将坯料加工成具有一定形状和尺寸、并具有一定的致将坯料加工成具有一定形状和尺寸、并具有一定的致密度和必要的强度的坯体。密度和必要的强度的坯体。可塑成型可塑成型可塑成型
12、可塑成型塑性坯料(泥料)塑性坯料(泥料)注浆成型注浆成型注浆成型注浆成型浆料浆料压制成型压制成型压制成型压制成型粉料粉料2、成型、成型你现在浏览的是第十七页,共56页压制成型压制成型你现在浏览的是第十八页,共56页 注浆成型注浆成型空心注浆空心注浆空心注浆空心注浆实心注浆实心注浆实心注浆实心注浆你现在浏览的是第十九页,共56页可塑成型可塑成型-滚压成型滚压成型 模型和滚压头分别绕自己的模型和滚压头分别绕自己的模型和滚压头分别绕自己的模型和滚压头分别绕自己的轴线以一定速度旋转。滚压头轴线以一定速度旋转。滚压头轴线以一定速度旋转。滚压头轴线以一定速度旋转。滚压头面转动面转动面转动面转动面对坯泥进行
13、面对坯泥进行面对坯泥进行面对坯泥进行“滚滚滚滚”和和和和“压压压压”而成型。而成型。而成型。而成型。阳模滚压阳模滚压外滚压:外滚压:滚滚压头决定坯体外形的大压头决定坯体外形的大小,适合扁平状、宽口小,适合扁平状、宽口且坯体内表面有花纹的且坯体内表面有花纹的产品。产品。阴模滚压阴模滚压内滚内滚压:压:滚压头形成滚压头形成坯体内表面,适合坯体内表面,适合内径小而宽口制品。内径小而宽口制品。你现在浏览的是第二十页,共56页四、普通陶瓷的烧成四、普通陶瓷的烧成一次烧成一次烧成 成型、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成型、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。线
14、。特点:工艺流程简化;特点:工艺流程简化;劳动生产率高;劳动生产率高;成本低,占地少;成本低,占地少;节约能源。节约能源。二次烧成二次烧成 即先素烧后施釉。即先素烧后施釉。特点:避免气泡,增加釉面的白度和光泽度;特点:避免气泡,增加釉面的白度和光泽度;因瓷坯有微孔,易上釉;因瓷坯有微孔,易上釉;素烧可增加坯体的强度,降低破损率;素烧可增加坯体的强度,降低破损率;成品变形小(因素烧已经收缩);成品变形小(因素烧已经收缩);通过素检可降低次品率。通过素检可降低次品率。“高温素烧,低温(中温)釉烧高温素烧,低温(中温)釉烧”。“低温素烧,高温釉烧低温素烧,高温釉烧”。普陶普陶精陶精陶你现在浏览的是第
15、二十一页,共56页1 1、强度增加、强度增加生成莫来石生成莫来石2 2、体积收缩、体积收缩3 3、气孔率降低、气孔率降低致密化致密化4 4、质量减小、质量减小陶瓷的烧成过程陶瓷的烧成过程烧成温度烧成温度你现在浏览的是第二十二页,共56页陶瓷的烧成过程陶瓷的烧成过程氧化分解阶段氧化分解阶段300300950950低温阶段低温阶段室温室温300 300 高温阶段高温阶段950950烧成温度烧成温度保温阶段保温阶段烧成温度烧成温度冷却阶段冷却阶段烧成温度烧成温度室温室温机械水、机械水、吸附水吸附水质量减小;质量减小;气孔率增大气孔率增大氧化、分解反应氧化、分解反应晶型转变晶型转变质量减小;气孔率质量
16、减小;气孔率增大;强度增加增大;强度增加形成液相、形成液相、莫来石生成莫来石生成质量减小;气孔率降低;质量减小;气孔率降低;强度增加;体积收缩强度增加;体积收缩液相增多;液相增多;晶体增多晶体增多致密化致密化液相结晶液相结晶晶型转变;晶型转变;强度增加强度增加你现在浏览的是第二十三页,共56页陶瓷显微结构的组成陶瓷显微结构的组成 陶瓷材料是多晶相的复合体陶瓷材料是多晶相的复合体你现在浏览的是第二十四页,共56页1 1、间歇式窑:间歇式窑:普通陶瓷的烧成设备普通陶瓷的烧成设备2 2、连续式窑:连续式窑:隧道窑隧道窑高温推板窑高温推板窑 辊道窑辊道窑高温倒焰窑高温倒焰窑梭式窑梭式窑钟罩窑钟罩窑电炉
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