特种陶瓷 课件 2章 特种陶瓷成型工艺(2009.11.12).ppt

第2章特种陶瓷成型工艺第一节配料计算与制备明确化学分子式的意义后，就可以通过化学分子式计算各原料的质量分数，以及各原料的质量分数组成。这种方法也叫化学式计量方法。

已知：
物质的质量=该物质的摩尔数×该物质的摩尔质量
①以原料纯度100%计算，但实际原料不可能有这么高的纯度，精确计算时应予以修正。
m’（实际的质量）=m(理论质量)/P（纯度）
②原料中如有水分则需烘干，否则要扣除水分。

例1：配方为(Ba0.85Ca0.15)TiO3，采用BaCO3，CaCO3，TiO2原料进行配料，计算出各原料的质量百分比。[见表2-1（P44）]
2、根据坯料预定的化学组成进行配料计算。
例2：已知坯料的化学组成如下

用原料氧化铝、滑石、碳酸钙、苏州高岭土配制，求出其质量百分组成。

[解]设：氧化铝、碳酸钙的纯度为100%；滑石为纯滑石（3MgO•4SiO2•H2O），其理论组成为MgO31.7%，SiO263.5%，H2O4.8%；苏州高岭土为纯高岭土（Al2O3•2SiO2•2H2O），其理论组成为Al2O339.5%，SiO246.5%，H2O14%。①CaO只能由CaCO3引入，因此引入质量为1（以100为基准）的CaO，需CaCO3的质量为：MCaCO3=1/0.5603=1.78
②MgO只能由滑石引入：M滑石=1.3/0.317=4.10
③SiO2由高岭土和滑石同时引入：
M高岭土=（4.7-由滑石引入的SiO2质量）/0.465
=（4.7-4.10×0.635）/0.465=4.51
④工业纯Al2O3的引入质量为：
MAl2O3=93-由高岭土引入的质量=93-4.51×0.395=91.22
⑤引入原料的总质量为：
m=1.78+4.10+4.51+91.22=101.61
⑥配方用原料的质量百分数为：
CaCO3=1.78/m×100%=1.75%
滑石=4.1/m×100%=4.03%
高岭土=4.51/m×100%=4.44%
工业纯氧化铝=91.22/m×100%=89.77%二、原料煅烧
煅烧的主要目的：
①去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附的水分、气体、有机物等，从而提高原料的纯度。
②使原料颗粒致密化及结晶长大，可以减少在以后烧结中的收缩，提高产品的合格率。
③完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的结晶相，如γ-Al2O3煅烧成α-Al2O3三、原料的混合
配料是否均匀混合，是技术的关键。

1）加料的次序：先加用量多原料+微量原料+另一种用量较多原料，这样，可防止用量少的原料粘在球磨筒壁上或研磨体上。
2）加料的方法：a.某些少量的多元化合物的添加剂，宜先合成为某一种化合物，然后再加进去为好。这样，可减少偏差。b.用混法混料时，比重大的在稀液中易分层，故宜用干法为好。
3）球磨筒的使用：球磨筒（或混合用器）最好能够专用，或者至少同一类型的坯料专用。否则，容易引进杂质影响到配方组成，从而影响到制品的性能。四、粉料的塑化
1）为什么？传统陶瓷中有可塑性粘土，本身有良好的成型性能。但特陶中，几乎不含粘土，都是化工原料，这些原料没有可塑性。因此，成型之前先要塑化。
2）可塑性：是指坯料在外力作用下发生无裂纹的形变，当外力去掉后再恢复原状的性能。
3）塑化：是指利用塑化剂使原来无塑性的坯料具有可塑性的过程。
4）塑化剂通常为有机塑化剂和无机塑化剂，对于特陶，一般采用有机塑化剂。塑化剂通常由三种物质组成：
a.粘结剂：能粘结粉料，如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、羧甲基纤维素等。
b.增塑剂：溶于粘结剂中使其易于流动，通常为甘油等。
c.溶剂：能溶解粘结剂、增塑剂并能和坯料组成胶状物质，通常有水、无水乙醇、丙酮、苯等。
5)塑化机理
无机塑化剂：主要指粘土物质加水后能形成带电的粘土-水系统，从而使其具有可塑性和悬浮性。
有机塑化剂：一般也是水溶性的，亲水的，有极性，在水中能生成水化膜，可被坯料粘结吸附；而且在瘠性粒子的表面上，既有一层水化膜，又有一层粘性强的有机高分子（呈蜷曲状），能把松散的粒子粘结在一起。水化膜使其具有流动性，从而使坯料具有可塑性。
五、粉料的造粒
1）为什么？对于特陶的粉料，一般希望越细越好，但对于成型，尤其是干压成型，粉料的假颗粒度越细，流动性反而不好，不能充满模子，成形后气孔较多，致密度不高。所以成型前要进行造粒。
2）造粒：在很细的粉料中加入一定的塑化剂（如水），制成粒度较粗，具有一定颗粒级配、流动性好的粒子（约20目~80目）。
3）造粒的方法
A.一般造粒法：将坯料加入适当的塑化剂后，经混合过筛，得到一定大小的团粒。
B.加压造粒法：将坯料加入塑化剂后，经预压成块，然后破碎过筛而成团粒。
C.喷雾造粒法：把坯料与塑化剂混合好（一般用水）形成料浆，再用喷雾器喷入造粒塔进行