陶瓷工藝學復習提綱

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上陶瓷工藝學復習提綱一、基本內(nèi)容： 每一章各有重點，表現(xiàn)在基本概念、工藝原理上。 二、復習要點 0 章 基本概念 陶瓷:狹義陶瓷的定義(通過“制粉成型燒結(jié)”工藝路線制備的無機非金屬材料) 根據(jù)氣孔率（材料中的氣孔體積分數(shù)）的大小，狹義陶瓷可以分為陶與瓷。廣義的陶瓷(無機非金屬材料) ,通常按照制造制品的主要工藝，廣義的陶瓷分為三塊：玻璃、水泥、陶瓷（狹義的陶瓷）；陶瓷工藝:制粉成型燒結(jié)粉末冶金:通過“制粉成型燒結(jié)”路線制備金屬材料的技術(shù)；水泥: 無機水硬性膠凝材料，即與適量的水拌和后形成塑性漿體，既能在水中硬化也能在空氣中硬化，并能把砂、石或纖維等材料牢固地膠結(jié)在一起的

2、無機粉狀物的總稱。； 固化原理：水泥中的各種礦物首先溶解于水，與水反應生成的水化產(chǎn)物；水化產(chǎn)物由于濃度超過了其溶解度，沉淀結(jié)晶出來；反應物繼續(xù)溶解，水化產(chǎn)物不斷沉淀。如此溶解-沉淀不斷進行，伴隨結(jié)晶沉淀物的相互交聯(lián)而凝結(jié)硬化玻璃: 具有玻璃轉(zhuǎn)變點的無機非晶材料；先進陶瓷: 采用高度精選或合成的原料生產(chǎn)的、具有能精確控制化學成分的、采用便于控制的制造技術(shù)加工的、便于進行結(jié)構(gòu)設計的、并且具有優(yōu)異特性的陶瓷。先進陶瓷按特性和用途分為兩大類：結(jié)構(gòu)陶瓷指能作為工程結(jié)構(gòu)材料使用的陶瓷。它具有高強度、高硬度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震等特性。功能陶瓷指具有電、磁、光、聲、超導、化學、

3、生物等特性，且具有相互轉(zhuǎn)化功能的陶瓷。普通陶瓷: 傳統(tǒng)陶瓷主要采用一些天然的礦物原料制造，陶瓷的化學成分比較雜，但大體上屬于硅酸鹽系列；陶: 指燒結(jié)程度不太高的陶瓷制品，其中通常含有15%左右的氣孔率，且多為開孔。陶有一定的吸水性,陶又分為粗陶器與精陶器炻：密度較陶器高的陶，接近瓷，但仍有3%以下的吸水率。如日用炻器、衛(wèi)生陶瓷、化工陶瓷、低壓電瓷、地磚、錦磚、青瓷等。瓷：指燒結(jié)程度比較高的陶瓷制品，其中的氣孔率在5%以下，孔隙多為閉孔，基本不吸水。 1 章 1.1基本概念 粉：細小固體顆粒的集合，其中細小顆粒的含義通常是指直徑小于100微米的顆粒，粉體可以直接作為材料使用，還可以通過“成型、燒

4、結(jié)”的工藝路線制成塊狀材料使用。粉體是陶瓷的基礎。顆粒：粉體的組成單位單顆粒，構(gòu)成粉體的最小顆粒（或稱基本顆?；蛞淮晤w粒）。團聚顆粒，由若干單顆粒搭接而成的較大顆粒（也稱二次顆粒）。團聚顆?？梢苑纸鉃閱晤w粒。團聚：熱力學原因-顆粒表面上原子能量較高，因而具有較高的表面能；一旦形成團聚顆粒后，系統(tǒng)總表面能下降。動力學原因-顆粒間存在某種結(jié)合力：如帶相反電荷顆粒間有靜電力、有磁性顆粒間的磁力、不同顆粒的分子間力（即范德華力）、機械咬合力，如果顆粒間有潤濕液體而出現(xiàn)毛細管力等；軟、硬團聚：顆粒間的結(jié)合力如果很強，團聚顆粒不易分拆，這種團聚稱之為硬團聚；如果結(jié)合力很弱，這種團聚稱之為軟團聚；基本制粉思

5、路：一是由大顆粒破碎成小顆粒，稱之為破碎法；二是由更小的顆粒聚成大顆粒，稱之為合成法。破碎法制粉流程：一個塊狀固體破碎成粉體的基本工藝路線為：極限尺寸：球磨早期，顆粒尺寸較大，破碎的趨勢占主導，平均粒徑不斷變??；隨著顆粒尺寸不斷變小，顆粒的強度越來越大，越不容易破碎，使破碎的趨勢減弱；與此同時，由于表面能不斷增加，顆粒長大的趨勢增強，使平均粒徑變小的速率不斷減慢；此消彼長，最后破碎的趨勢與長大的趨勢一樣強，顆粒平均粒徑處于動態(tài)平衡，不再隨時間而變，形成所謂極限尺寸合成法制粉：由更小的顆粒聚成大顆粒的制粉方法。顆粒的前軀體不同，合成制粉法可分成以下三類：1. 固相合成法：將現(xiàn)有顆粒，通過固相反應

6、（固溶、相變、化學反應）合成新成分或新結(jié)構(gòu)的顆粒。通常在高溫下進行。2. 液相法制粉：將制粉原料變成液體，再從液體中析出固體顆粒。制備粉體的前軀體是均一的溶液。顆粒由離子聚合而成，原則上可以得到極細的顆粒3. 氣相法：在氣體中生長顆粒。具體工藝大致為：原料 氣體 粉體以加熱方法使原料變成氣體，當物質(zhì)在氣體中的含量過飽和了，就以形核、長大方式形成固相顆粒。其間若無化學反應，稱作物理氣相沉積法(PVD)；若有化學反應,則稱為化學氣相沉積（CVD)。沉淀法：工藝路線大致為：原料溶液沉淀分離出沉淀物煅燒粉體 其中關鍵是沉淀，某些種類的離子，過飽和以后，以適當?shù)奈镔|(zhì)為目標，采取形核、長大的方式從溶液中析

7、出，形成顆粒物（沉淀物）。共沉淀法：在溶液中加入沉淀劑，使多種陽離子發(fā)生同時沉淀。單相共沉淀：沉淀物為單一化合物或單相固溶體。亦稱化合物沉淀法?；旌衔锕渤恋恚菏箖煞N以上的陽離子同時沉淀出來，但他們形成各自化學成分的沉淀物，從而形成混合物的沉淀產(chǎn)物?；旌衔锝M成共同的顆粒，各個顆粒的成分相同。球磨：利用下落的研磨體的沖擊作用以及研磨體與球磨內(nèi)壁的研磨作用而將物料粉碎并混合。陶瓷工業(yè)中的粗粹設備一般采用顎式破碎機，中碎采用輪碾機，細碎則采用球磨機或環(huán)輥磨機。機械合金化：通過球磨粉碎的方式，使不同成分顆粒組成的混合粉末變?yōu)橄嗤煞值念w粒組成的粉末。在顆粒內(nèi)部實現(xiàn)了不同成分在分子級別的混合、固溶及相變。

8、當量徑：球形顆粒的尺寸即為其直徑。不規(guī)則顆粒的尺寸常用等當量徑表示。把顆?？闯墒且粋€球體，用球體的直徑表示顆粒的大小，即所謂球當量徑 dv：體積直徑-與顆粒同體積的球的直徑 ds：表面積直徑-與顆粒同表面積的球的直徑粒徑分布表示方法： 頻度分布曲線（微分法）：每個粒徑間隔中的顆粒數(shù)或質(zhì)量與全部顆粒數(shù)或質(zhì)量的百分比 累計分布（積分法）：小于某粒徑的顆粒數(shù)或質(zhì)量占整個顆粒數(shù)或質(zhì)量的百分比 粒徑分布函數(shù)：a.正態(tài)分布 b.對數(shù)正態(tài)分布 c.Rosin-Rammler分布中位徑：根據(jù)積分法（累計分布）做圖，可以找出50%的顆粒的粒徑，即中位徑，是顆粒平均直徑的近似值標準篩：按照孔徑大小進行分號，如50

9、目、100目、200目、300目篩等。“目” 即單位英寸長度范圍出現(xiàn)的孔個數(shù)?！澳俊?數(shù)越大，孔徑越小。篩分：將粉體置于標準篩篩面上進行振動，使粉體分離成顆粒尺寸范圍不同部分的作業(yè)。顆粒級配：將粒度大小不同的粉體混合后使用，稱之為級配；橋架現(xiàn)象：微細顆粒間相互作用比較大，容易形成團聚體。由于團聚，顆粒堆積體中易于形成“橋架”現(xiàn)象，即顆粒聚結(jié)起來，形成一個拱橋，在橋下形成一個遠大于顆粒本身尺寸的空洞。該現(xiàn)象又稱“拱橋”現(xiàn)象。振實密度：在粉體填充過程對容器進行振動得到的容器密度；松裝密度：在粉體填充過程不對容器進行振動得到的容器密度。振實密度大于松裝密度！休止角：在靜平衡狀態(tài)下，粉體在一個平面上堆

10、積成一個圓錐體，其自由表面母線與水平面所能呈的最大夾角。又稱安息角；粉體介于塊狀固體和液體之間，休止角為0°<<90°。粉體的休止角越小 ，其流動性越好內(nèi)摩擦角：內(nèi)摩擦：粉體內(nèi)部的摩擦，也即顆粒之間的摩擦 定義為i=arctgi= arctg(/) = arctg(F/W)粉體的內(nèi)摩擦角越大，流動性越小外摩擦角：粉體與所接觸的固體壁面之間的摩擦，稱為外摩擦。外摩擦特性用壁摩擦系數(shù)與壁摩擦角w表示。定義為：w=arctg w PM2.5：大氣中粒徑小于2.5m的顆粒物粘性粉料：初抗剪切強度不為0，流動性不好的粉料分散性：粉體在空氣中分散的難易程度1.2 基本原理球

11、磨原理：將待粉碎的粉體裝入一個圓柱形的筒體中，同時還裝入一些硬質(zhì)的、稱作為研磨體的塊體，然后使罐體繞其軸心轉(zhuǎn)動。由于粉、研磨體與筒體間的摩擦力，帶動粉、研磨體也隨著一起運動。但由于受到重力作用，粉、研磨體又相對于罐體向下滑動。此時粉體內(nèi)部、粉體與罐體之間、粉體與研磨體之間的摩擦對粉體有磨削作用。如果轉(zhuǎn)速適當，有些研磨體被帶至一定高度后，會離開粉體，向下拋擲，對落地的粉體產(chǎn)生錘擊，磨削和錘擊造成粉體顆粒破碎變細。磨削使顆粒失去棱角，錘擊使顆粒一分為幾。顯然錘擊是一種更為有效的粉碎機制。主要工藝參數(shù)：1)研磨體與粉體的重量比例（簡稱球料比）該比例越大，效率越高。2)研磨體與粉體的總體積與罐體內(nèi)腔的

12、比例一般以2/3為佳。錘擊機理要求研磨體拋落時有一定的空間距離。3)罐體的轉(zhuǎn)速：n臨界=42.4/D n理想=0.70.75n臨界（錘擊效果最好）或0.6n臨界（磨削效果最好）4)球磨時間：球磨時間越長，顆粒越細，但時間過長則無意義5)研磨體的種類：包括研磨體的硬度、密度、尺寸大小和形狀。一般采用密度和硬度都較大的材料，如剛玉、瑪瑙、氧化鋯、硬質(zhì)合金等6)采用特殊介質(zhì)-在球磨罐中加入除待磨粉體、研磨體之外的第三種物質(zhì)（氣態(tài)的、固態(tài)的或液態(tài)的） 基本目的有：保護粉體（惰性氣體或保護性液體）或助磨（表面活性介質(zhì)）。行星磨原理：讓罐體繞其型心作轉(zhuǎn)動的同時，其型心又繞另一中心轉(zhuǎn)動，猶如地球的自轉(zhuǎn)加繞太

13、陽的公轉(zhuǎn)。研磨體作三維振動，強化了錘擊效果，極限尺寸較?。〒?jù)稱可以達到10納米）。；氣流粉碎：高速氣流（壓縮空氣或過熱蒸汽）噴入粉碎室內(nèi)，帶動粉體高速運動，使顆粒相互碰撞、摩擦和剪切而達到粉碎之目的。分級原理：被粉碎的物料在分級區(qū)受離心力作用，按顆粒粗細自行分級，粗顆?？抗艿劳獗?，細顆?？績?nèi)側(cè)。達到一定細度的顆粒，經(jīng)慣性分離器在出口處被收集。粗顆粒則下降，回到粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎。如此循環(huán)。 一般物料在管內(nèi)要循環(huán)2000-2500圈。機械合金化原理：金屬或合金粉末在高能球磨機中通過粉末與研磨體之間長時間激烈沖擊、碰撞，是粉末顆粒不斷出現(xiàn)冷焊、斷裂，導致粉末顆粒中原子擴散，從而獲得合金化粉末。固相合成

14、粉末原理：將現(xiàn)有顆粒，通過固相反應（固溶、相變、化學反應）合成新成分或新結(jié)構(gòu)的顆粒。通常在高溫下進行。還原鐵粉制取工藝:金屬氧化物的還原可用下面的一般化學反應式表示MeO+X=Me+XO； 固體碳還原法：FeO+CFe+CO 氣固聯(lián)合還原法：FeO+CFe+CO FeO+H2Fe+H2O FeO+COFe+CO2 氣體還原法：FeO+H2Fe+H2O FeO+COFe+CO2沉淀法制粉原理:某些種類的離子，過飽和以后，以適當?shù)奈镔|(zhì)為目標，采取形核、長大的方式從溶液中析出，形成顆粒物（沉淀物）。溶劑蒸發(fā)法制粉原理: 將溶液中的溶劑蒸發(fā)，使溶質(zhì)的濃度達到過飽和，沉淀出溶質(zhì)顆粒。基本工藝流程為：原料

15、溶液霧化液滴蒸發(fā)溶劑 煅燒顆粒蒸發(fā)溶劑既可以采用高溫，如將霧滴直接噴入高溫爐膛；也可采用冷凍干燥，即將霧滴噴入溫度很低的有機液體中，凍成冰粒，再將冰粒過濾出來，采用低溫升華方法使溶劑蒸發(fā)。水熱法:在高溫、高壓下通過水溶液合成粉料的方法；水熱反應原理: 水的性質(zhì)在高溫、高壓下會發(fā)生較大的變化如蒸汽壓變高、密度變低、表面張力變低、離子積變高, 對在水溶液中發(fā)生的物理化學反應,產(chǎn)生奇特的影響: 作為化學組分，促進化學反應 反應和重排的促進劑 起壓傳遞介質(zhì)的作用 起低熔點的作用 提高物質(zhì)的溶解度 有選擇性地使某些離子間的反應加速 水解反應加劇 氧化還原電勢明顯變化利用高溫高壓的水溶液使那些在大氣條件下

16、不溶或難溶的的物質(zhì)溶解，或不能進行的反應得以反應,生成物的種類、生成模式、生成形態(tài)發(fā)生變化水熱反應類型：水熱氧化：mM+nH2OMmOn+H2 水熱沉淀：KF+MnCl2KMnF2 水熱合成：FeTiO2+KOHK2O·FeTiO2 水熱還原：MxOy+yH2 xM+yH2O 水熱水解：ZrSiO4+NaOHZrO2+Na2SiO3 水熱結(jié)晶：Al(OH)3Al2O3·H2O其中水熱結(jié)晶用得最多。在高溫、高壓下,一些氫氧化物在水中的溶解度大于對應的氧化物在水中的溶解度，于是氫氧化物溶入水中同時析出氧化物拜耳法:大規(guī)模制備氧化鋁粉的經(jīng)典工藝, 拜耳法的兩個主要過程(1)采用晶

17、種,從過飽和的鋁酸鈉溶液中的析出氧化鋁;(2)用鋁酸鈉溶液從鋁土礦中溶出氧化鋁 拜爾循環(huán)：在不同條件下的交替進行下述反應Al2O3.(1或3)H2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq交替使用上述兩個過程,就能夠一批批地從鋁土礦中得出純的氫氧化鋁產(chǎn)品熔體霧化法制粉原理: 將原料加熱至熔融狀態(tài)，霧化后冷卻，得到粉粒。金屬粉體常用此法制備。顆粒的構(gòu)造及表征：顆粒通常為結(jié)晶體，單晶體或多晶體。也有非晶體顆粒。晶態(tài)顆粒通常含有較多的晶體缺陷，空位、位錯、彈性應變、界面等。相對于塊體，顆粒處于較高能量狀態(tài)，不太穩(wěn)定；用顆粒形狀、顆粒尺寸、顆粒分布表征粉體粒度測試的常見方法：1） 顯微觀察 用顯

18、微鏡觀察粉體，可以區(qū)分單顆粒與團聚顆粒2) 篩分 將粉體置于標準篩篩面上進行振動，使粉體分離成顆粒尺寸范圍不同部分的作業(yè)。3）沉降法 顆粒在液體中的沉降速率U與顆粒的直徑D成正比。把顆粒分散到液體中 ，通過顆粒沉降速率測得顆粒的尺寸。它不能區(qū)分單顆粒與團聚顆粒。4）比表面積(BET)法 使顆粒表面飽和吸附一層截面積已知氣體（通常為氮氣），根據(jù)氣體用量可以計算出粉體的總表面積 ,除以粉體的重量可得比表面積S（m2/g）。5）X射線小角度散射法 X射線衍射在倒易點陣原點附近出現(xiàn)相干散射，散射角與顆粒尺寸d有關：d=/ 式中為X射線的波長。測量范圍為1nm100nm。6） X射線衍射線寬法 X射線衍

19、射峰的寬度B與晶粒尺寸D有關： B=0.89/Dcos 式中為X射線的波長，為衍射角。7）激光粒度儀 通過粉體對激光束的散射光的空間分布（散射譜）來分析顆粒大小的儀器。 粉末粒度分布的表征方法：所謂粒徑分布，將顆粒從小到大排序，按大小分成若干個粒徑段，統(tǒng)計每段顆粒個數(shù)（或重量或體積）占總顆粒數(shù)（或總重量）的分數(shù)，用簡單的圖或表或公式表示出來。頻度分布曲線（微分法） 每個粒徑間隔中的顆粒數(shù)或質(zhì)量與全部顆粒數(shù)或質(zhì)量的百分數(shù)。累積分布（積分法） 小于某粒徑的顆粒數(shù)（或質(zhì)量）占整個顆粒數(shù)（或重量）的百分數(shù)。粒徑分布函數(shù)：a.正態(tài)分布 b.對數(shù)正態(tài)分布 c.Rosin-Rammler分布級配原理：在顆粒

20、間的相互作用力可以忽略時，小顆粒填充大顆粒的間隙，可以提高堆積密度2 章 2.1常見礦物的成份粘土：粘土主要化學成分是SiO2、Al2O3、H2O等，簡單記為:xSiO2·yAl2O3·zH2O,其中x、y、z隨具體礦物而定，粘土是多種礦物的混合物。主要分高嶺石類、蒙脫石類、伊利石類。；高嶺石類：化學式為:Al2O3·2SiO2·2H2O，是一種常見的粘土礦物，為制瓷的優(yōu)質(zhì)粘土蒙脫石類：化學式為: Al2O3·4SiO2·nH2O(n常大于4)伊利石類：又稱水云母類礦，包括白云母（化學式為:K2O·3Al2O3·6

21、SiO2·2H2O）、水云母（白云母中的K+離子被（H3O)+離子部分取代）及絹云母（細小鱗片狀白云母）礦。它們的特點是K2O含量較多。石英：主要成分為SiO2。有多種晶體結(jié)構(gòu)。長石：鈉長石：Na2O·Al2O3·6SiO2或NaAlSi3O8 ，熔點為1100；鉀長石：K2O·Al2O3·6SiO2或KAlSi3O8 ，熔點1150；鈣長石：CaO·Al2O3·2SiO2或CaAl2Si2O8，熔點1550；鋇長石：BaO·Al2O3·2SiO2或BaAl2Si2O8，熔點1715 。從化學組成上為堿金

22、屬或堿土金屬的硅酸鹽；滑石：天然的含水硅酸鎂礦物。化學通式為：3MgO·4SiO2·H2O；MgO31.9%、SiO263.4%、H2O4.7%硅灰石：為偏硅酸鈣礦物。化學通式為：CaO·SiO2，其理論組成為SiO251.7%、Ca O48.3%。骨灰：屬于鈣的磷酸鹽，脊椎動物如牛、羊、豬等的骨骼經(jīng)一定溫度煅燒后的產(chǎn)物。其基本成分是羥基磷灰石，其結(jié)構(gòu)式為：Ca10(PO4)6(OH)2；白云母：碳酸鎂和碳酸鈣的固溶體，其化學通式為CaCO3·MgCO3。2.2 坯料表示方法坯料用陶瓷粉末制備的、用于成型的物料。將各種原料（各種粉末、成型劑等）按照一定的

23、比例（配方）下料，經(jīng)過加工后，得到的多組分的混合物。按照其中液體的含量多少，坯料可以是粉料、泥料、漿料。1）原料百分比法列出各種原料的質(zhì)量百分數(shù)，原料的名稱和產(chǎn)地2）化學組成法根據(jù)化學全分析結(jié)果，將各種化學物質(zhì)用質(zhì)量百分數(shù)反映出來。3)坯式表示法（化學式法）用分子式表示各種物質(zhì)的組成。用化學式表示配方.例如：某廠壓電陶瓷配方有Pb(Zr0.53Ti0.47)O3。用坯式表示配方：表示坯的成分（坯式）xR2OyRO R2O3·zSiO2以中性氧化物R2O3為基準，令其摩爾數(shù)為1表示釉的成分（釉式）以R2O及RO的摩爾數(shù)為基準，令其摩爾數(shù)為1。則坯式可寫成： R2O RO ·m

24、R2O3·nSiO2 4）礦物組成表示法 把天然原料中所含的同類礦物含量合并在一起，以純理論的粘土、長石及石英三種礦物來表示坯料配方組成。2.3普通陶瓷的坯料基本成份及長石的作用陶瓷制品隨燒結(jié)程度分為瓷、炻和陶三大類。坯料隨用于制作制品的類型而分成瓷質(zhì)、炻質(zhì)和陶質(zhì)三大類。普通陶瓷坯料的主要成分為：SiO2、Al2O3、K2O、Na2O。SiO2、Al2O3為主要成分，決定坯料在加工過程的工藝性能與燒成制品的力學性能，有粘土提供K2O、Na2O作為熔劑，在燒結(jié)時形成液相，形成液相燒結(jié)，幫助降低燒結(jié)溫度或提高燒結(jié)密度，由長石類原料（如鈉長石：Na2O·Al2O3·6S

25、iO2；鉀長石： K2O·Al2O3·6SiO2 ）提供。2.4 基本概念硬質(zhì)瓷：玻璃相含量低、硬度較高的一類細瓷。坯料中熔劑成分少，燒成溫度高（13201450），從而瓷體中玻璃相含量少、硬度高。軟質(zhì)瓷：玻璃相含量高、硬度較低的一類細瓷。坯料中熔劑成分少，燒成溫度低（1200左右），從而瓷體中玻璃相含量高、硬度低。絹云母瓷：以絹云母為熔劑的“絹云母石英高嶺土”系陶瓷。燒成溫度在12501450?；瘜W成分：SiO2 6070% Al2O3 2230% (R2O+RO) 4.57%一般情況下，高嶺土多，則燒成溫度較高，趨近于硬質(zhì)瓷；骨灰瓷：以磷酸鈣為主要成分的瓷。以磷酸鈣為熔

26、劑,屬于“磷酸鹽高嶺土石英長石”系統(tǒng)；紫砂陶：紫砂陶源于宜興丁山鎮(zhèn)附近的山丘中出產(chǎn)一種(因鐵含量較高) 的粘土-紫砂泥。該粘土不同于一般的粘土，不能直接被水潤濕。紫砂需經(jīng)過粉碎、過篩（4060目）、加水攪拌和并經(jīng)真空練泥、陳腐，獲得可塑性的泥料，然后經(jīng)可塑法成型，在11001200氧化焰燒成。屬于炻器。2.5 配方計算 1）由坯料的坯式計算各原料的質(zhì)量百分數(shù)已知某陶瓷的化學組成，算出所需原料在坯料中的質(zhì)量百分數(shù)。其計算過程如下：由坯料的坯式求出各種原料的摩爾數(shù)Xi；求各種原料的摩爾量Mi ；坯料的坯式計算各種純原料的質(zhì)量mi=MiXi；計算各種實際原料的質(zhì)量mi=mi/P(P為原料的純度)；將

27、各種原料的質(zhì)量換算成質(zhì)量百分數(shù)Ai：2）按坯料預定的化學組成計算各原料的質(zhì)量百分數(shù) 若已知坯料的化學組成及所有原料的化學組成，可按照逐項滿足的方法，求出各原料的引入質(zhì)量,然后求出配用原料的質(zhì)量分數(shù)。2.6 配料方法 按瓷料的組成，將所需要的各種原料進行稱量。坯料應符合以下條件： 坯料組成與配方吻合，計量準確，且加工過程不混入雜質(zhì)；各種組分（如原料、水分及塑化劑）應混和均勻，顆粒達到要求的細度及級配，以減少各加工過程及干燥過程的廢品及缺陷損失。3章基本概念 干壓：干壓成型是將粉料在模具內(nèi)壓縮成型。或稱為模壓成型；干壓成型的工藝流程為：粉末 造粒 壓制 脫模 型坯 冷等靜壓：在密閉容器內(nèi)被壓縮的液

28、體或氣體的任意點處靜壓應力相等（即等靜壓）；冷等靜壓技術(shù)為在室溫下用冷等靜壓機、以水乳液或油為壓力介質(zhì)、以橡膠和塑料為包套材料進行等靜壓成型的技術(shù)塑化劑：陶瓷粉體若不能很好地滿足成型對可塑性要求，需要添進一些稱作塑化劑的物質(zhì)。塑化劑一般由三種物質(zhì)組成：粘結(jié)劑（能夠粘合顆粒的物質(zhì)）增塑劑（改善或提高粘結(jié)劑的功能的物質(zhì)）溶劑（能夠溶解粘結(jié)劑、增塑劑的物質(zhì)）泥料：天然陶瓷礦物（如粘土）原料粉末與適量的水混合之后，都可形成具有一定可塑性的泥料。顆粒表面與水作用，形成包覆顆粒的液體膜，顆粒通過液體膜的毛細管力相互粘結(jié)；漿料：塑化劑加得很多，成型坯料已成為漿料；塑法成型：利用泥料成型；流法成型：利用漿料成

29、型；注漿成型：將粉體制備成一種以水為溶劑的漿料，注入能夠吸水的石膏模腔中成型。一種最原始的流法成型。將粉末分散在水中制成懸浮液，將此懸浮液注入石膏模具中，通過石膏模具的吸水作用使懸浮液固化，制得具有一定形狀的生坯。流延成型：將具有一定流動性的陶瓷料漿，在基材上漫流、鋪展，形成表面光滑、厚度均勻的薄層，待其干燥、固化后從基材上揭下。 注射成型：將陶瓷粉料與熱塑性的有機物混合均勻（其產(chǎn)物稱為喂料），在一定壓力下將熔融喂料注入型腔中，喂料冷凝后即成為有一定形狀的坯體4章 4.1基本概念 真密度：理論密度（或真密度），完全致密材料的密度，g/cm3。假定材料中完全不含氣孔時的密度。真密度密度相對密度：

30、燒結(jié)體密度與其真密度的比值（%）：=D/ D0 ·100 %；燒結(jié)：顆粒集合體變成致密塊體(多晶體)的現(xiàn)象或工藝. 一般燒結(jié)現(xiàn)象：1）宏觀現(xiàn)象重量發(fā)生變化（增重，如金屬元素發(fā)生氧化；失重，如脫水、脫脂等）；體積發(fā)生變化（燒結(jié)后，燒結(jié)體相對于燒結(jié)以前最直觀、最明顯的變化就是尺寸上的收縮，這是燒結(jié)體密度提高的必然結(jié)果。如果出現(xiàn)過燒，如產(chǎn)生很多氣泡，燒結(jié)體的也可能膨脹）密度發(fā)生變化；氣孔的變化；熱效應（在燒結(jié)的升溫過程中，隨著溫度的變化，坯體中產(chǎn)生一系列的物理、化學反應，如水份的揮發(fā)、氣體的解吸、不同顆粒間的化合反應、分解反應、氧化還原反應、固溶反應、相變等，伴隨著相關的熱的吸收和放出。）

31、強度提高（顆粒間生出了較強的化學鍵，必然使顆粒的結(jié)合增強，坯體的強度提高。）2）微觀變化兩球模型（考慮兩個球形顆粒間的燒結(jié)，在粉體中或粉體型坯中，顆粒間接觸是點接觸。接觸區(qū)域上能夠達到原子引力作用范圍的原子數(shù)目有限。但是在高溫下，由于原子振動的振幅增大，發(fā)生擴散，有更多的原子進入原子作用力范圍，通過原子向接觸點的遷移，使顆粒間接觸區(qū)域逐漸擴大，形成顆粒間的面接觸。并且隨著接觸面的擴大，燒結(jié)體的強度也增加。用兩球燒結(jié)模型可以形象地表示為：兩個顆粒的聯(lián)結(jié)處以前是點，現(xiàn)在變成面。）四球模型（四個球形顆粒間的燒結(jié)。起始，四個顆粒相互點接觸；初期，形成燒結(jié)頸；中期，燒結(jié)頸增粗，孔隙縮小、球化；晶粒長大，

32、孔隙進入晶粒內(nèi)部。隨著燒結(jié)頸的長大，總孔隙體積減少，顆粒距離縮短，燒結(jié)的致密化過程開始。）氣孔率：孔隙的體積（V孔）占材料體積(V樣品)的分數(shù)（ 用百分數(shù)表示）：P孔=V孔/V樣品·100%可以證明孔隙率與相對密度之間存在以下關系：P孔100% 如果孔隙率越大，則相對密度就越小。開孔：與外界連通的孔隙，稱為開孔隙；閉孔：不與外界連通的孔隙，稱為閉孔隙。開孔隙可提高材料的過濾或吸水能力，閉孔隙可用于提高材料的保溫和絕隔熱能力。燒結(jié)頸：用兩球燒結(jié)模型可以形象地表示為：兩個顆粒的聯(lián)結(jié)處以前是點，現(xiàn)在變成面。聯(lián)結(jié)處猶如一個脖子，連接動物的頭與軀干，故名燒結(jié)頸。燒結(jié)的過程，就是燒結(jié)頸不斷粗壯的

33、過程。燒結(jié)頸的形成，通常不會導致燒結(jié)體的收縮，只是使燒結(jié)體的強度增大。要使得燒結(jié)體體積收縮，必須使燒結(jié)體中氣孔率減少。晶界溝：在多晶材料中，露出晶體表面的晶界形成所謂晶界溝，它是晶界張力和表面張力相互作用達到平衡的結(jié)果。燒結(jié)驅(qū)動力：為（Gv + Gs ）。一般情況下，Gv 的絕對值相對于 Gs的絕對值小得很多；驅(qū)動力可近似看作 Gs ，即燒結(jié)前后表面能變化。又由于燒結(jié)后表面能遠小于燒結(jié)前的表面能，故通常又稱燒結(jié)的驅(qū)動力為粉體的表面能。實際上，任何在燒結(jié)階段降低的能量（相變能、畸變能）都可成為燒結(jié)的驅(qū)動力。燒結(jié)勢壘：粉體態(tài)自由能與傳質(zhì)態(tài)自由能之差定義為燒結(jié)的勢壘；粉末活性：包括顆粒的表面活性與晶

34、格活性兩方面，前者取決于粉末的粒度、粒形（即比表面積），后者由晶粒大小、晶格缺陷、內(nèi)應力等決定。在其他條件相同時，粒度越細，兩種活性同時增加；液相燒結(jié)：在燒結(jié)階段出現(xiàn)液相，且液相對致密化進程的影響不可忽略的燒結(jié)工藝。固相燒結(jié):沒有液相出現(xiàn)的燒結(jié)過程。熱壓: 在有外界壓力條件下進行的燒結(jié)熱等靜壓: 等靜壓燒結(jié)是等靜壓成型和高溫燒結(jié)相結(jié)合的工藝。；熔浸: 將粉末坯塊與液體金屬接觸或浸沒在液體金屬內(nèi)，使液體金屬填充坯塊中的孔隙，冷卻后得到致密材料或零件；假合金：組元間不互溶且無反應的合金 4.2基本原理 五大傳質(zhì)機制1） 氣相傳質(zhì)-蒸發(fā)/凝聚機制對于具有任意非平面表面的固體，表面張力也會產(chǎn)生附加壓應

35、力：P= (1/r1+1/r2) 式中r1和r2分別表示表面的主曲率半徑。；VsP=RTln（p/ p0) 將P=2 /r及Vs=M/代入上式中著名的凱爾文（kelvin）方程。ln(p/p0)= (2 M / RT)1/r 燒結(jié)體自發(fā)與周邊氣氛達成平衡.燒結(jié)頸處的表面為凹面，其曲率半徑 r 0 ，在相鄰氣相的飽和蒸氣壓為 p r ( p0)；燒結(jié)體其余固體表面為凸面，設曲率半徑 r 0，相鄰氣相的飽和蒸氣壓p r ( p0)。如果各處已達成固/氣間的平衡，在燒結(jié)固體周圍的氣相中必然存在燒結(jié)體物質(zhì)的蒸氣壓梯度（pr pr）,在該濃度梯度的驅(qū)使下，燒結(jié)體物質(zhì)由蒸氣壓大的地方（凸面處）向蒸氣壓小的

36、地方（燒結(jié)頸處）氣相傳質(zhì)。氣相傳質(zhì)產(chǎn)生兩種結(jié)果:在燒結(jié)頸處,燒結(jié)體物質(zhì)在氣相中的蒸氣壓上升，會打破該處原有的固/氣間的平衡，為了建立固/氣間的平衡，燒結(jié)體物質(zhì)會自發(fā)由氣相析出，凝聚到燒結(jié)頸處，使燒結(jié)頸生長；在凸面處,燒結(jié)體物質(zhì)在氣相中的蒸氣壓下降，也會打破該處原有的固/氣間的平衡，為了建立固/氣間的平衡，燒結(jié)體物質(zhì)會自發(fā)由固相蒸發(fā)，進入氣相，使凸面退縮。固/氣間的平衡建立之后，又會導致氣相傳質(zhì)，又會造成（凸面處）蒸發(fā)和（燒結(jié)頸處）凝聚，這樣，物質(zhì)不斷經(jīng)由氣相傳至燒結(jié)頸處，使燒結(jié)頸不斷壯大2) 液相傳質(zhì)-溶解/析出機制 液相中的濃度c與飽和蒸氣壓p之間的關系，可以由拉烏爾定律給出：p=p0c p

37、0=p0c0 代入凱爾文方程中,消去p0與p，整理后得： ln(c/c0)= (2 M / RT)1/r 假定燒結(jié)坯浸泡在可以與之潤濕的液體中。燒結(jié)頸處的固/液界面為凹面，其曲率半徑 r 0 ，固相物質(zhì)在相鄰液相中的溶解度為 cr ( c0)；其余固/液界面為凸面，曲率半徑 r 0，固相物質(zhì)在相鄰液相中的溶解度為 cr ( c0)。如果各固/液界面處均已達成固/液平衡，在燒結(jié)固體周圍的液相中必然存在固體物質(zhì)的濃度梯度（cr cr）。在該濃度梯度的驅(qū)使下，在液相中,固體物質(zhì)由濃度大的地方（凸面處）向濃度小的地方（燒結(jié)頸處）傳質(zhì)。液相傳質(zhì)產(chǎn)生兩種結(jié)果:在燒結(jié)頸附近處,固體物質(zhì)在液相中的濃度上升，高

38、于既有的溶解度,打破該處原有的固/液平衡，為了維持固/液平衡，固體物質(zhì)會自發(fā)由液相析出，凝聚到固態(tài)的燒結(jié)頸處，使燒結(jié)頸生長；在燒結(jié)固體的凸面附近處, 液相中的固體物質(zhì)的濃度下降，低于既有的溶解度,也會打破該處原有的固/液平衡，為了維持固/液平衡，燒結(jié)體物質(zhì)會自發(fā)由固相進入液相，即產(chǎn)生溶解，使凸面退縮。固/液平衡的再次建立，又會導致液相傳質(zhì)，再次造成（凸面處）溶解和（燒結(jié)頸處）析出，這樣，凸面上的物質(zhì)不斷溶解，經(jīng)由液相傳質(zhì)至燒結(jié)頸處，在燒結(jié)頸處析出，使燒結(jié)頸不斷壯大3) 固相傳質(zhì)-固相擴散機制 c= c0 exp(-2 V/RT r)燒結(jié)頸處的表面為凹面，其曲率半徑 r 0 ，其內(nèi)側(cè)的固相中的空

39、位濃度為cr （ c0） ；其余固體表面為凸面，曲率半徑 r 0，其內(nèi)側(cè)的固相中的空位濃度為c r （ c0）。在固相存在空位濃度梯度（cr cr）,在該濃度梯度的驅(qū)使下，空位由濃度大的地方（燒結(jié)頸處）向濃度小的地方（凸面處）經(jīng)由固相擴散。這種空位的定向遷移，等價于原子由凸面處向燒結(jié)頸處的定向遷移。這種遷移的結(jié)果，必然使燒結(jié)頸壯大，直至燒結(jié)頸處的表面曲率與其它處一致。4) 粘性流動傳質(zhì)機制當固體承受應力時，固體可以類似液體的方式,順著應力產(chǎn)生變形，從而導致物質(zhì)的傳質(zhì)在以雙球模型的燒結(jié)體系中，由于表面張力的作用，固體顆粒在燒結(jié)頸處受拉應力，其余地方受壓應力。在燒結(jié)頸處，表面張力所產(chǎn)生的拉應力使燒

40、結(jié)頸在拉應力方向產(chǎn)生變形，使燒結(jié)頸長大。5) 塑性流動機制固體順著力的方向變形,既可以粘性流動的方式,也以塑性流動方式進行。以塑性變形（即滑移與孿生）為微觀機制的固體流動，稱之為塑性流動。 估計材料燒結(jié)溫度的基本方法: 存在經(jīng)驗公式：Ts=kTm 式中Ts為燒結(jié)溫度(K)，Tm為物質(zhì)的熔點（K）, k為與物質(zhì)種類有關的常數(shù)： 0.3-0.4 金屬 k= 0.7-0.9 陶瓷 0.7-1.0 有機物溫度對燒結(jié)密度的影響: 根據(jù)燒結(jié)體密度的變化,燒結(jié)溫度可以分為三個區(qū)域 ；a)燒結(jié)溫度很低時相對密度不隨溫度而變，保持很低的水平。燒結(jié)速度太慢，沒有發(fā)生明顯燒結(jié)現(xiàn)象?？赡苡袩Y(jié)頸形成。b)中等燒結(jié)溫度

41、相對密度隨燒結(jié)溫度增加而快速增加。有明顯的燒結(jié)現(xiàn)象。溫度越高，傳質(zhì)機制的種類及效率越高，燒結(jié)速度越快，故燒結(jié)體的密度越高。如果燒結(jié)溫度不夠高,致使燒結(jié)體的相對密度太低,稱為欠燒。c)燒結(jié)溫度過高 相對密度隨燒結(jié)溫度增加而下降，稱之為過燒。氣孔在燒結(jié)過程中演變規(guī)律： 氣孔、晶界、第二相對晶粒大小的影響： 氣孔：孔隙是阻止晶界移動和晶粒長大的主要障礙（釘扎作用） 晶界溝：當晶界溝上的晶界移動時，晶界面將增加，使系統(tǒng)界面自由能增高，因此晶界溝是阻止晶界移動或晶粒長大的。 第二相：第二相對晶界有釘扎作用，阻礙晶粒長大促進燒結(jié)的基本措施: 通常陶瓷制品追求盡可能高的密度。1）延長保溫時間2）提高成型坯體

42、的密度,可以提高顆粒間的接觸面積；3）活化燒結(jié) ,降低燒結(jié)勢壘的燒結(jié)工藝。l 采用高活性的粉體l 采用燒結(jié)助劑l 采用特殊燒結(jié)氣氛 l 施加外應力液相燒結(jié)原理與條件:液相的作用主要來自三方面：1)液相傳質(zhì)2)粘性流動3)毛細管壓 4)填充空隙；液相燒結(jié)能否順利完成（致密化進行徹底），取決于與液相性質(zhì)有關的三個基本條件：1) 液相對固相顆粒潤濕2) 固相在液相中有一定的溶解度3) 液相數(shù)量4) 液相的最終去處液相燒結(jié)助劑的選擇:為了促進A的燒結(jié)，在A粉末中加入可與A形成低共熔點的B物質(zhì)的粉末；在高于該低共熔點的溫度下燒結(jié)。在選擇B物質(zhì)時，考慮以下兩種經(jīng)典相圖：1）固相完全不互溶型A與B之間有低共

43、熔點Te，但在固態(tài)下，A與B幾乎不互溶2）有限固溶型在固態(tài)下，B在A中有一定的固溶度。A與B之間有低共熔點Te。熱壓燒結(jié)原理: 增加燒結(jié)的驅(qū)動力 a）在整個燒結(jié)過程中，通過外力引發(fā)粉體塑性流動、粘性流動，促進致密化進程； b)由于塑性變形，顆粒內(nèi)部產(chǎn)生高密度的位錯和空位，促進固相擴散； c)促進閉孔中氣體的溶解與擴散氣氛燒結(jié)原理:采用真空或原子半徑小的氣體作氣氛或在氧化物陶瓷采用氧氣氛，均有助于燒結(jié)體密度的提高。采用特殊氣氛的目的有四： 1）有利于氣孔的排除2）改變材料中的點缺陷種類或濃度，從而改變材料的性能3）易揮發(fā)成分的控制4）防止或促使燒結(jié)體與氣氛間的化學反應傳統(tǒng)陶瓷在燒結(jié)過程中的結(jié)構(gòu)變

44、化：1.升溫階段l 低溫階段（室溫300）坯體在此階段主要是排除水分。 隨著水分及有機物的排除，顆粒緊密靠攏，將使坯體產(chǎn)生少量收縮，但這種收縮并不能完全彌補水分蒸發(fā)所造成的孔隙經(jīng)過此階段后，粘土質(zhì)坯體的強度與孔隙率均有所增大 l 中溫階段（300950） 對傳統(tǒng)陶瓷而言，又稱氧化分解階段。Ø 碳素及有機物的氧化Ø 硫化鐵的氧化Ø 結(jié)構(gòu)水的排除Ø 碳酸鹽的分解 Ø 晶形轉(zhuǎn)變及液相形成Ø 長石開始與石英、分解后的粘土顆粒反應,形成K2O-Al2O3-SiO2三元低共熔液相 l 高溫階段（950最高燒成溫度）1.在1050以前,繼續(xù)上述尚未

45、完成的的氧化分解反應2.硫酸鹽的分解和高價鐵的還原與分解3.形成大量的液相和莫來石晶體2.保溫階段 在最高溫度下，陶瓷顆粒的組成原子、離子或分子進行傳質(zhì)，使顆粒由點接觸變?yōu)槊娼佑|，并且接觸面不斷擴大。其后果就是坯體中的氣孔體積越來越少，原來相互連通的氣孔逐漸變得不連通，直至獲得完全致密的坯體3.降溫階段 降溫過程中伴隨有液相凝固（如果在保溫階段后期仍有液相存在）和析晶、固態(tài)相變及與溫度變化伴隨的體積變化孔隙在燒結(jié)過程中的變化趨勢:變化趨勢孔隙網(wǎng)絡隔離的閉孔孔隙球化收縮少數(shù)閉孔長大連通孔隙的不斷消失與隔離閉孔的收縮是貫穿燒結(jié)全過程的組織變化特征。前者主要靠體擴散（晶界擴散+晶內(nèi)擴散）和塑性流動，

46、表面擴散和蒸發(fā)凝聚也起一定作用；閉孔生成后，表面擴散和蒸發(fā)凝聚只對孔隙球化有作用，但不影響收縮，塑性流動和體擴散才對對孔隙收縮期作用?；ゲ蝗芟倒滔酂Y(jié)原理: 粉末由具有不同成份的顆粒組成。這些顆粒間不互溶且無反應。 其燒結(jié)，能夠制造出熔鑄法所不能得到的假合金。設A、B顆粒能夠燒結(jié)，形成界面。 從界面變化來看，燒結(jié)后使、的表面積減少了，A界面積增加了。 皮涅斯認為，互不溶系的燒結(jié)應服從不等式：ABA+B 即A/B的界面張力小于A、B的表面張力之和。Ø 如果還滿足: ABA-B 在兩組元的顆粒形成燒結(jié)頸的同時，它們可互相靠攏至某一臨界值。 不可能實現(xiàn)致密燒結(jié)。Ø 如果還滿足:

47、ABA-B 燒結(jié)早期，通過表面擴散，使表面張力低的組元覆蓋表面張力高的另一組元的顆粒表面；然后表面張力低的組元之間進行燒結(jié)。其過程同單元系燒結(jié)一樣。只要燒結(jié)時間足夠長，充分燒結(jié)是可能的。常用燒結(jié)窯爐的工作原理:1)倒焰窯生產(chǎn)時，窯內(nèi)火焰的流動是先向上至窯頂，然后再向下倒流，經(jīng)過靜止不動的制品料堆剁間隙而至窯底，再經(jīng)火孔流入窯底的煙道排走，故稱為倒焰窯。這里采用燒煤加熱，也可以電、氣加熱。2)梭式窯一種活底窯車式的間歇窯,又稱抽屜窯在窯車鋼架結(jié)構(gòu)上用耐火材料砌筑形成窯底，有吸火孔和支煙道。窯車在地面的軌道上移動，開進窯室，即可使支煙道和窯墻上的主煙道連通，構(gòu)成一個完整的燒結(jié)爐及排煙系統(tǒng)。坯體裝卸

48、的操作在窯外的窯車上進行。裝好坯體的窯車被推入窯內(nèi)，待坯體燒成并冷卻至一定溫度后再拉出，接著再推入另一車坯體進行燒成。一個梭式窯可以擁有多個窯車3）隧道窯窯底鋪設軌道供窯車運行，外形類似鐵路隧道的燒結(jié)窯任何隧道窯都可沿窯長方向劃分為三帶：坯體入窯端為預熱帶，產(chǎn)品出窯端為冷卻帶，中間設有燃燒室的一段為燒成帶。由于主煙機或煙囪設在入窯端，因此燃料燃燒所產(chǎn)生的高溫煙氣將向窯頭流動，即與坯體的運行方向相反，所以說隧道窯是一種逆流式加熱的熱工設備。 燒成時，在窯頭，頂車機將載著坯體的一節(jié)節(jié)窯車依次頂入窯內(nèi)。在窯車向燒成帶運行的過程中，坯體受到溫度越來越高的熱氣流加熱，最后在燒成帶末端于最高溫度燒成。窯車

49、繼續(xù)前進。進入冷卻帶后，坯體與冷空氣接觸，將熱量傳給冷空氣使之加熱，而坯體被冷卻。最后窯車被頂出窯室。4）軌道窯又稱輥底窯。熱工原理與隧道窯一樣，也屬于逆流式加熱的燒成設備。以許許多多的位于同一平面上的等徑的輥子組成軌道，代替窯車作為制品在窯內(nèi)的運載工具。制品放在墊板上或直接放在軌道上，通過輥子的轉(zhuǎn)動，借摩擦力使制品向前移動，經(jīng)過預熱、燒成、冷卻后出窯。5）推板隧道窯一種非窯車式的小截面隧道窯。它以耐火材料板推板作為窯內(nèi)坯體的運輸載體。推板置于窯底上，彼此緊靠，在頂車機的推動下向前運動。其熱工原理與軌道窯、隧道窯一樣。5第五章加工：對材料進行變形或局部去除陶瓷制品形狀、尺寸控制的考慮順序(策略

50、):粉末成型工藝成型坯加工燒結(jié)工藝控制 部分燒結(jié)坯加工完全燒結(jié)坯加工 陶瓷主要的加工方法及原理：熱加工(熱鍛、熱軋、熱拉等)：將材料加熱到它的再結(jié)晶溫度(約為熔點的0.60.9倍)以上,然后進行的變形或材料的去除。在高溫下,陶瓷晶體也可以進行滑移型的塑性變形,并且加工硬化傾向很小,可以進行塑性變形；陶瓷中如果有大量的玻璃相，玻璃在高溫下的流動可以形成大量的假塑性變形。這些塑性機制為陶瓷的熱加工提供了可能性。冷加工(機加工)：在再結(jié)晶溫度以下對材料進行的加工。通常指在常溫下對材料進行的加工。陶瓷加工的難點:陶瓷與金屬材料具有完全不同的性質(zhì)，塑性變形能力很低，抗剪切應力強度很高而抗拉伸應力強度很低

51、，彈性模量相當大，因此難以用通常的金屬切削方法加工；而大多數(shù)陶瓷又是電的不良導體，一般不宜使用電火花等電加工方法?？杉庸ば缘谋碚? 陶瓷的可加工性通常采用材料去除率、刀具磨損率、表面粗糙度、磨削力、比磨削能等參數(shù)來描述。加工方法:磨削,研磨,珩磨,拋光,粘彈性流動加工,切割,打孔,激光加工.切削機理:(1) 脆性斷裂去除機理: 刀具切削刃作用于被切削材料，在被切削材料中建立其應力場。在最大主應力超過材料的抗拉強度的地方，即切削刃前端處，產(chǎn)生了初始裂紋。在最大主應力的驅(qū)動下，初始裂紋將沿著最小主應力的方向擴展，最終形成局部斷裂，形成材料的去除。(2) 塑性變形去除機理：刀具切削刃作用于被切削材料

52、，在被切削材料中建立其應力場。在最大切應力超過屈服強度的地方，材料產(chǎn)生塑性變形，形成局部隆起，同時在塑性變形區(qū)底部形成亞表面；隨著加工過程的進行，切削刃不斷前進，塑性變形增加，亞表面向前擴展，隆起的變形區(qū)與刀被摩擦之后，最后與基體分離，形成切屑。(3) 陶瓷的切削機理: 一般情況，陶瓷切削機理為脆性去除。但當切削深度比較小、切削速度比較快、溫度比較高時，陶瓷切削機理可能出現(xiàn)塑性去除。磨削機理:(1)每一個磨粒相當于一個小刀具，對工件分別進行切削。故磨削從微觀機理上，仍然是切削。由多個刀具同時對工件進行切削。(2)壓痕斷裂理論:當載荷達到某一臨界值時，裂紋形核。在壓痕應力場作用下，已形成的壓痕裂

53、紋將產(chǎn)生擴展。在壓頭加載情況下，產(chǎn)生中位裂紋并擴展；在壓頭卸載過程中，受殘余應力的影響，材料內(nèi)部產(chǎn)生側(cè)向裂紋并擴展。在重復加載、卸載的作用下，側(cè)向裂紋不斷發(fā)展擴展，并導致材料去除。加工對材料表層顯微結(jié)構(gòu)和材料力性的影響:加工后的工件的表層狀態(tài)和表面紋理會發(fā)生變化。表層狀態(tài)：表層加工后表層出現(xiàn)了變質(zhì)層。在此層內(nèi)材料的機械、物理性能可用多種參數(shù)表示，如表面殘余應力、微裂紋、相變以及表面化學性能、電磁性能等。表面紋理：主要指表面的幾何特征，如表面形貌、表面缺陷、表面粗糙度等。(1) 殘余應力: 沿磨削方向和垂直于磨削方向的殘余應力峰值都是壓縮應力，但在表面下1020m迅速地向拉伸應力方向轉(zhuǎn)化，到表面

54、下2030m時開始轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞈?(2) 變質(zhì)層:由外到內(nèi)依次為,非晶層,微晶層,碎晶層,基地.(3) 表面粗糙度. 磨削面的缺陷影響其表面粗糙度(4) 熱處理. 對于磨削過的材料進行適當?shù)臒崽幚恚贡砻媪鸭y愈合，可能部分恢復其原有的強度常用的磨料： 針對金屬的切削：對于生成帶狀切屑的金屬材料，通常要求銳利的切削刃，即要求磨粒具有自銳作用，因而脆弱的磨粒更為合適。 針對陶瓷的切削：對于陶瓷而言，為使撞擊過程中產(chǎn)生裂紋，必須采用強韌的磨粒。通常選擇金剛石磨料。珩磨: 珩磨是加工內(nèi)圓的一種工藝。將塊狀磨料（油石）與孔內(nèi)壁形成面接觸（區(qū)別于砂輪的線接觸），然后使油石與孔內(nèi)壁間產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)與上下往復運

55、動。珩磨加工的特點:每一磨粒的平均磨削壓力很小。僅為普通磨削加工的1/1001/50。對于陶瓷而言，在較小的磨削壓力下，不易產(chǎn)生加工裂紋。工件的發(fā)熱量小。珩磨頭的旋轉(zhuǎn)與上下往復運動，使作用在磨粒上的切削力方向不斷變化，磨粒破碎機會大大增加，沿各解理面的破碎的可能性大，因而磨粒的自銳性好。加工表面具有交叉網(wǎng)紋加工表面平頂特性.研磨:在工件與研磨具之間界以游離狀的研磨料與潤滑液，并產(chǎn)生相對磨動。機理：在加工面上產(chǎn)生微小的裂紋，并使之長大，然后產(chǎn)生磨屑的脫離拋光:獲得鏡面的表面加工工藝。陶瓷拋光方法與普通材料的拋光方法一樣。與普通磨削的差別在于，所采用的研磨顆粒的粒度更細.砂輪中粘結(jié)劑與磨料的配合原

56、則: 磨削金屬：為充分發(fā)揮脆弱的磨粒作用，從吸收沖擊能量的角度出發(fā)，采用樹脂粘結(jié)劑效果較好磨削陶瓷：從固定強韌的磨粒角度出發(fā)，采用金屬粘結(jié)劑效果較好進刀量、材料的顯微結(jié)構(gòu)對加工表層顯微結(jié)構(gòu)的影響：熱處理對加工試樣性能的影響：第六章一 基本概念陶瓷的金屬化:陶瓷表面形成金屬薄層（膜）陶瓷與金屬焊接的一般流程:陶瓷形成過渡層（表面制造一層金屬薄膜） 與金屬焊接被金屬法: 將金屬粉末涂覆在陶瓷表面，通過高溫處理，形成由玻璃粘附在陶瓷表面的金屬膜流程：涂覆層 烘干（ 60烘箱中）脫脂（60350）銀的分解、還原燒結(jié)冷卻金屬粉末燒結(jié)法:將金屬粉末直接燒結(jié)在在瓷件的表面上，形成金屬膜。釬焊: 將熔點比母材（被釬焊材料）熔點低的金屬（稱為釬料或焊料）置于母材之間；將溫度升至低于母材熔點但高于焊料熔點的溫度，使焊料加熱至熔融狀態(tài)；熔融的焊料