第四章陶瓷及其加工技术课件.ppt
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1、陶瓷 火与土凝结的艺术n一、陶瓷的定义一、陶瓷的定义n二、陶瓷的分类二、陶瓷的分类n三、陶瓷的性质三、陶瓷的性质n四、陶瓷制品四、陶瓷制品n五、陶瓷的制造五、陶瓷的制造n六、陶瓷的表面装饰技术六、陶瓷的表面装饰技术主要内容主要内容一、陶瓷的定义一、陶瓷的定义“陶瓷陶瓷”这一名词源自古代希腊的这一名词源自古代希腊的“烧物烧物”,它意味着陶它意味着陶器是经焙烧而赋予其强度的材料。器是经焙烧而赋予其强度的材料。一般将那些以粘土、石英和长石为主要原料,再加入其他一般将那些以粘土、石英和长石为主要原料,再加入其他天然矿物原料,经过拣选、粉碎、混炼、成型、锻烧等工天然矿物原料,经过拣选、粉碎、混炼、成型、
2、锻烧等工序制作的产品,统称为传统陶瓷。序制作的产品,统称为传统陶瓷。随着科学技术的发展,许多新型陶瓷的成分远超出硅酸盐随着科学技术的发展,许多新型陶瓷的成分远超出硅酸盐的范畴。目前扩展到:的范畴。目前扩展到:凡是经高温热处理工艺合成的无机凡是经高温热处理工艺合成的无机非金属固体材料非金属固体材料,均通称为陶瓷。,均通称为陶瓷。二、陶瓷的分类二、陶瓷的分类按照材料的性能和用途:普通陶瓷普通陶瓷(传统陶瓷)(传统陶瓷)日用、建筑、绝缘、化工等最为常见的陶瓷材料和制品日用、建筑、绝缘、化工等最为常见的陶瓷材料和制品特种陶瓷(特种陶瓷(现代陶瓷现代陶瓷)压电陶瓷、磁性陶瓷、电容器陶瓷、高温陶瓷压电陶瓷
3、、磁性陶瓷、电容器陶瓷、高温陶瓷等。工程等。工程上最重要的是高温陶瓷,包括氧化物陶瓷、硼化物陶瓷、上最重要的是高温陶瓷,包括氧化物陶瓷、硼化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷。氮化物陶瓷和碳化物陶瓷。普通陶瓷普通陶瓷特种陶瓷特种陶瓷按制品的特征和坯体结构致密度不同,可分为:按制品的特征和坯体结构致密度不同,可分为:陶器、瓷器、炻器。陶器、瓷器、炻器。传统陶瓷与现代陶瓷的对比传统陶瓷与现代陶瓷的对比新型陶瓷优点新型陶瓷优点:高强度、耐高温、耐腐蚀或各种敏感特性;高强度、耐高温、耐腐蚀或各种敏感特性;原料易于制备、产品附加值高、应用广。原料易于制备、产品附加值高、应用广。陶与瓷陶与瓷钠长石质瓷钠长石质
4、瓷 精陶精陶 三、陶瓷的性质三、陶瓷的性质用途不同用途不同,其性能的突出要求不一样。其性能的突出要求不一样。例如:例如:日用陶瓷强调日用陶瓷强调白度与强度白度与强度;电瓷要求提高电瓷要求提高绝缘性绝缘性;机电工程结构材料用陶瓷机电工程结构材料用陶瓷,强调强调综合性能综合性能;功能陶瓷功能陶瓷在电、磁、光、声、热、力等方面应有在电、磁、光、声、热、力等方面应有特特殊功能殊功能;化工陶瓷应有化工陶瓷应有高耐腐蚀性高耐腐蚀性,耐腐蚀、机械强度、抗冲耐腐蚀、机械强度、抗冲击强度和耐温度骤变击强度和耐温度骤变。(1)光学性能优良白度白度 对对白光的反射能力。白光的反射能力。透光度透光度 允许可见光透过的
5、程度。允许可见光透过的程度。光泽度光泽度 对可见光的反射能力。决定于瓷器表面的光洁度。对可见光的反射能力。决定于瓷器表面的光洁度。(2)力学性质(1 1)高硬度高硬度:耐磨性好,:耐磨性好,用作刀具材料;(2 2)高脆性)高脆性:抗冲击强度低,使应用受到局限(3 3)抗拉强度低,抗压强度较高;)抗拉强度低,抗压强度较高;新型工业陶瓷有所改善。(3)独特的物理化学性能 耐高温耐高温,是电和热的不良导体,能承受外界是电和热的不良导体,能承受外界温度急剧变化而不损坏。温度急剧变化而不损坏。耐酸能力良好耐酸能力良好,能耐有机酸和无机酸及,能耐有机酸和无机酸及盐的侵蚀,但是盐的侵蚀,但是抵抗碱的侵能力较
6、弱抵抗碱的侵能力较弱。(4)气孔率与吸水率四、陶瓷制品1 1日用陶瓷日用陶瓷日常生活中使用的陶瓷器皿,可分为精陶、细瓷、炻器。日常生活中使用的陶瓷器皿,可分为精陶、细瓷、炻器。精陶精陶:施釉的白坯或呈象牙色具有多孔性的浅色坯的陶器。施釉的白坯或呈象牙色具有多孔性的浅色坯的陶器。细瓷细瓷:瓷器中质量比较高、器型端正、胎质细腻、釉面光瓷器中质量比较高、器型端正、胎质细腻、釉面光润,并具有半透明性的一类瓷器。润,并具有半透明性的一类瓷器。炻器炻器:介于陶器与瓷器之间的制品。介于陶器与瓷器之间的制品。一般具有良好的光泽度、透明度、热稳定性和机械强度。一般具有良好的光泽度、透明度、热稳定性和机械强度。2
7、 2普通工业用瓷普通工业用瓷n工业陶瓷按用途可分:工业陶瓷按用途可分:n建筑陶瓷:建筑陶瓷:包括卫生瓷、墙面砖、地砖、马赛克、陶管、包括卫生瓷、墙面砖、地砖、马赛克、陶管、琉璃等,琉璃等,要求强度和热稳定性好要求强度和热稳定性好;n电瓷:电瓷:主要指电器绝缘用瓷,要求绝缘性好、机械性能高、主要指电器绝缘用瓷,要求绝缘性好、机械性能高、稳定性好。稳定性好。n化工陶瓷:化工陶瓷:用于化工制药、食品等工业及实验室中的管道用于化工制药、食品等工业及实验室中的管道设备、耐蚀容器及实验器皿等,要求设备、耐蚀容器及实验器皿等,要求耐腐蚀耐腐蚀能力强。能力强。n电子陶瓷:电子陶瓷:在电子工业中能够利用其电、磁
8、性质作元件和在电子工业中能够利用其电、磁性质作元件和器件使用的陶瓷制品。器件使用的陶瓷制品。3 3特种陶瓷特种陶瓷在工业上主要是在工业上主要是高温陶瓷高温陶瓷,应用广,且很重要。,应用广,且很重要。高温陶瓷主要包括扩:高温陶瓷主要包括扩:(1 1)氧化物陶瓷)氧化物陶瓷 (2 2)硼化物陶瓷)硼化物陶瓷 (3 3)氮化物陶瓷)氮化物陶瓷 (4 4)碳化物陶瓷)碳化物陶瓷4.4.陶瓷在设计中的应用陶瓷在设计中的应用餐 具卫生陶瓷氧化物陶瓷氧化铝热电偶套管氧化铝热电偶套管氧化铝陶瓷密封环氧化铝陶瓷密封环氧化铝陶瓷喷咀氧化铝陶瓷喷咀n陶瓷的生产过程陶瓷的生产过程主要工序主要工序 原料配制原料配制 坯
9、体成型坯体成型 窑炉烧结窑炉烧结坯体成型方法坯体成型方法 可塑法成型可塑法成型 注浆法成型注浆法成型 压制成型压制成型五、陶瓷的制造五、陶瓷的制造配料配料坯料制备坯料制备成型成型烧结烧结后续加工后续加工成型基础成型基础(一)坯料的成型性能(一)坯料的成型性能 坯料对坯坯料对坯体成型工艺的体成型工艺的适应性称坯料适应性称坯料的成型性能。的成型性能。(二)调整坯料成型性能的添加剂(二)调整坯料成型性能的添加剂1.1.解凝胶解凝胶(又称解胶剂,稀释剂),主要用于注浆成型。主要用于注浆成型。目的:目的:改善泥浆的流动性。改善泥浆的流动性。2.2.结合剂结合剂 用于可塑成型用于可塑成型目的目的:提高可塑
10、泥团的塑性,增强生坯的强度。提高可塑泥团的塑性,增强生坯的强度。3.3.润滑剂润滑剂 用于压制成型用于压制成型目目的的:提提高高粉粉料料的的湿湿润润性性,减减少少粉粉料料颗颗粒粒之之间间及及粉粉料料与与模模具之间的摩擦,以增大压制坯体的密度。具之间的摩擦,以增大压制坯体的密度。成型基础成型基础可塑成型这是一种最古老也最广泛使用的成型方法将配料加水或塑化剂制成塑性泥料,后用手工或机加工方法成型。在外力作用下,使坯料产生塑性变形,从而制成生坯。按其操作方法不同,可塑成型可分为雕塑、印坯、拉坯、旋压和滚压等种类,目前使用最广泛的是旋压和滚压两种。陶瓷成型方法陶瓷成型方法1 1、可塑成型、可塑成型 旋
11、压旋压滚压滚压可塑成型陶瓷成型方法陶瓷成型方法其中,石膏模型和坯料旋转其中,石膏模型和坯料旋转陶瓷成型方法陶瓷成型方法2 2、注浆成型、注浆成型 将陶瓷悬浮料浆陶瓷悬浮料浆注入多孔质模型多孔质模型内,借助模型的吸水能力将料借助模型的吸水能力将料浆中的水吸出,从而在模型内形成坯体。浆中的水吸出,从而在模型内形成坯体。其工艺过程包括悬浮料浆制备、模型制备、料浆浇注、脱模取件、干燥等阶段。注浆成型注浆成型 注浆方法注浆方法 有实心注浆实心注浆和空心注浆空心注浆两种基本方法。另外,为了强化注浆过程,产生了一些新的注浆工艺,如压力注浆、真空注浆、压力注浆、真空注浆、离心注浆、成组注浆、热浆注浆等强化注浆
12、方法。离心注浆、成组注浆、热浆注浆等强化注浆方法。陶瓷成型方法陶瓷成型方法注浆成型注浆成型(1 1)实心注浆)实心注浆 料浆注入模型后,料浆中的水分同时被模型的两个工作料浆注入模型后,料浆中的水分同时被模型的两个工作面吸收,注件在两模之间形成,没有多余料浆排出。面吸收,注件在两模之间形成,没有多余料浆排出。陶瓷成型方法陶瓷成型方法注浆成型注浆成型(2 2)空心注浆)空心注浆 料浆注入模型后,由模型单面吸浆,当注件达到要求的厚度料浆注入模型后,由模型单面吸浆,当注件达到要求的厚度时,排出多余料浆而形成空心注件。坯体外形由模型工作面时,排出多余料浆而形成空心注件。坯体外形由模型工作面决定,坯体的厚
13、度则取决于料浆在模型中的停留时间。决定,坯体的厚度则取决于料浆在模型中的停留时间。陶瓷成型方法陶瓷成型方法(3 3)强化注浆)强化注浆 在注浆过程中,人为地对料浆施加外力在注浆过程中,人为地对料浆施加外力,以加速注浆过程进行,提高吸浆速度,使坯体致密度与强度得到提高。强化注浆法有真空注浆、离心注浆和压力注浆等。适用范围:适用范围:适于制造大型厚胎、薄壁、形状复杂不规则的制品。适于制造大型厚胎、薄壁、形状复杂不规则的制品。优点:优点:成型工艺简单,成型工艺简单,缺点:缺点:劳动强度大,不易实现自动化,且坯体烧结后的密度劳动强度大,不易实现自动化,且坯体烧结后的密度较小,强度较差,收缩、变形较大,
14、所得制品的外观尺寸精度较小,强度较差,收缩、变形较大,所得制品的外观尺寸精度较低,因此性能要求较高的陶瓷一般不采用此法生产。较低,因此性能要求较高的陶瓷一般不采用此法生产。注浆成型注浆成型新型陶瓷成型方法新型陶瓷成型方法3 3、压制成型、压制成型 压制成型是新出现的一种成型方法,是将经过造粒的粒压制成型是新出现的一种成型方法,是将经过造粒的粒状陶瓷粉料,装入模具内直接状陶瓷粉料,装入模具内直接受压力而成型受压力而成型的方法。的方法。压制成型压制成型压制方法压制方法 主要有干压成型干压成型、等静压成型等静压成型和热压烧结成型热压烧结成型等。(1)(1)干压成型干压成型 将造粒制备的团粒团粒(水的
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- 第四 陶瓷 及其 加工 技术 课件
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