工業(yè)陶瓷及其加工技術(shù)

第四章工業(yè)陶瓷及其加工技術(shù)陶瓷——火與土凝結(jié)的藝術(shù)陶瓷定義“陶瓷”這一名詞源自古代希臘的“燒物”，它意味著陶器是經(jīng)焙燒而賦予其強度的材料，即陶瓷被定義為“經(jīng)高溫?zé)崽幚砉に囁铣傻姆墙饘贌o機材料”。目前，陶瓷為所有無機非金屬材料的簡稱。陶瓷材料也常稱為硅酸鹽材料。全面的定義為：陶瓷是用天然或人工合成的粉狀化合物，經(jīng)過成型和高溫?zé)Y(jié)制成的、由金屬元素和非金屬元素的無機化合物構(gòu)成的多相固體材料，包括陶器和瓷器，也包括玻璃、搪瓷、石膏、水泥、石灰、磚瓦、耐火材料等人造無機非金屬材料。近20年來，陶瓷材料有巨大的發(fā)展，許多新型陶瓷的成分遠超出硅酸鹽的范疇，陶瓷的性能面臨重大的突破，陶瓷的應(yīng)用已滲透到各類工業(yè)、各種工程和各個技術(shù)領(lǐng)域。

一、成份和特點二、分類三、性質(zhì)四、陶瓷制品五、陶瓷的制造六、陶瓷的表面裝飾技術(shù)主要內(nèi)容一、成份和特點傳統(tǒng)意義的陶瓷主要指：陶器和瓷器，也包括玻璃、搪瓷、耐火材料、（硅酸鹽類材料）磚瓦等。（用粘土、石灰石、長石、石英等天然硅酸鹽類礦物制成）現(xiàn)今意義上的陶瓷：變化巨大，許多新型陶瓷已經(jīng)遠遠超出了硅酸鹽的范疇，是各種無機非金屬材料的通稱。一、成份和特點陶瓷材料是由天然礦物質(zhì)和人造化合物混合后，經(jīng)磨細(xì)、成型、燒結(jié)等工藝制成的?；瘜W(xué)成分：金屬元素和非金屬元素構(gòu)成的簡單化合物；或復(fù)雜的多項固體混合物。結(jié)構(gòu)組織：離子晶體（大多）或共價晶體（較少）與含量不等的玻璃相和氣孔。一般特點：耐高溫、耐磨等。但受配方、成型工藝條件（影響陶瓷晶粒的大小、晶界形狀、氣孔大小及分布、組織均勻性等）等的影響。二、分類陶瓷普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）日用、建筑、絕緣、化工、多孔陶瓷等特種陶瓷（現(xiàn)代陶瓷）按性能分類：高強度、高溫、耐磨、耐酸、壓電、電介質(zhì)、電光和光學(xué)、半導(dǎo)體、磁性、生物、導(dǎo)電、結(jié)構(gòu)、超導(dǎo)、快離子導(dǎo)體陶瓷等；按化學(xué)組成分類：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、復(fù)合陶瓷（如氧氮化硅鋁陶瓷等）、金屬陶瓷、纖維增強陶瓷陶瓷新型陶瓷傳統(tǒng)陶瓷種類

傳統(tǒng)陶瓷

新型陶瓷

原料天然礦物原料人工精制合成原料（氧化物和非氧化物兩大類）成型注漿、可塑成型為主注漿、壓制、熱壓注、注射、軋膜、流延、等靜壓成型為主燒結(jié)溫度一般在1350℃以下，燃料以煤、油、氣為主結(jié)構(gòu)陶瓷常需1600℃左右高溫?zé)Y(jié)，功能陶瓷需精確控制燒結(jié)溫度，燃料以電、氣、油為主加工一般不需加工常需切割、打孔、研磨和拋光性能以外觀效果為主

以內(nèi)在質(zhì)量為主，常呈現(xiàn)耐溫、耐磨、耐腐蝕和各種敏感特性用途炊、餐具、陳設(shè)品

主要用于宇航、能源、冶金、交通、電子、家電等行業(yè)傳統(tǒng)陶瓷與現(xiàn)代陶瓷的對比新型陶瓷瓷原料氧化鋁氧化鋯炭化硅氮化硅優(yōu)點:高強度、、耐高溫溫、耐腐腐蝕或各各種敏感感特性；；原料易于于制備、、產(chǎn)品附附加值高高、應(yīng)用用廣。鈉長石質(zhì)質(zhì)瓷精陶釉及其分分類釉是指附附著于陶陶瓷坯體體表面的的連續(xù)玻玻璃質(zhì)層層。它具有與玻玻璃相似似的某些些物理與與化學(xué)性性質(zhì)，但二者者并不完完全相同同。釉在溶化化時必須須很粘稠而而不流動動，才能能保證在在燒成時時保持它它原有的的表面而而不會流流走，且且能在直直立的表表面上不不致下墜墜。某某些藝術(shù)術(shù)釉例外外，如流流動釉等等，它們們在燒成成時反倒倒應(yīng)該具具有較大大流動性性。陶瓷施釉釉的目的的在于改善坯體體的表面面性能，提高力學(xué)學(xué)強度。陶瓷的釉釉料應(yīng)有有下列性性質(zhì)：（1）釉釉料必須須在坯體體燒結(jié)溫溫度下成成熟；（2）釉釉料的組組成要選選擇適當(dāng)當(dāng)；（3）釉釉料在高高溫溶化化后，要要具有適適當(dāng)?shù)恼痴扯群捅肀砻鎻埩α?；?）釉釉層質(zhì)地地堅硬，，不易磕磕破或磨磨損。釉及其分分類釉的分類類三、陶瓷瓷的性質(zhì)質(zhì)用途不同同,其性性能的突突出要求求不一樣樣。例如：日用陶瓷瓷強調(diào)白度與強強度；電瓷要求求提高絕緣性；機電工程程結(jié)構(gòu)材材料用陶陶瓷,強強調(diào)綜合性能能（機械強強度、耐耐高溫、、耐腐蝕蝕、耐摩摩擦及硬硬度）；；功能陶瓷瓷在電、磁磁、光、、聲、熱熱、力等等方面應(yīng)應(yīng)有特殊功能能；化工陶瓷瓷應(yīng)有高耐腐蝕蝕性,耐耐腐蝕、、機械強強度、抗抗沖擊強強度和耐耐溫度驟驟變。（1）光學(xué)性性質(zhì)白度白度指陶瓷材材料對白光的的反射能力。。透光度透光度是指瓷瓷器允許可見透光光的程度。常用透過瓷瓷片的光強度度與入射在瓷瓷片上的光強強度之比來表表示?？赏腹獬潭扰c與厚度、配料料、燒制及顯顯微結(jié)構(gòu)有關(guān)關(guān)。光澤度光澤度指陶瓷瓷器表面對可可見光的反射能力。光澤度決定定于瓷器表面面的平坦與光光滑程度（光光潔度）。（2）力學(xué)性性質(zhì)陶瓷材料最突出的缺點點是脆弱，在外力的作作用下不發(fā)生生顯著的塑性性變形即產(chǎn)生生破壞抗壓強度很高高，但是稍受外外力沖擊便發(fā)發(fā)生脆裂，這這使陶瓷材料料的應(yīng)用受到到局限；陶瓷材料的硬度很高，有些陶瓷具具有超硬的特特點，用作刀刀具材料。。新型工業(yè)陶瓷瓷有所改善。。（3）獨特的的物理化學(xué)性性能陶瓷材料耐高溫，是電和熱的的不良導(dǎo)體，，能承受外界界溫度急劇變變化而不損壞壞。具有良好的耐酸能力，能耐有機酸酸和無機酸及及鹽的侵蝕，，但是抵抗堿的侵能能力較弱。（4）氣孔率與吸水水率氣孔率是指陶陶瓷制品所含含氣孔的體積積與制品體積積的百分比。。氣孔率的高低低和密度的大大小是鑒別和和區(qū)分各種陶陶瓷的重要標(biāo)標(biāo)志。吸水率則反應(yīng)應(yīng)陶瓷制品燒燒結(jié)后的致密密程度，隨著著陶瓷制品的的用途不同而而異。四、陶瓷制品品1．日用器皿皿和瓷器一般具有良好好的光澤度、、透明度,熱熱穩(wěn)定性和機機械強度較高高。日用陶瓷通常常分四大類（（根據(jù)瓷質(zhì)））：長石質(zhì)瓷：是國內(nèi)外常常用的日用瓷瓷,也可作一一般工業(yè)瓷制制品；絹云母質(zhì)瓷：是我國的的傳統(tǒng)日用瓷瓷；骨質(zhì)瓷：近些年來得得到廣泛應(yīng)用用,主要作高級日用瓷制制品；滑石質(zhì)瓷：我國發(fā)展的的綜合性能較較好的新型高質(zhì)日用用瓷高石英質(zhì)日用用瓷（最近幾年我我國研制成功功）：石英質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40%以上,具有瓷質(zhì)細(xì)細(xì)膩、色調(diào)柔柔和、透光度度好、機械強強度和熱穩(wěn)定定性好等優(yōu)點點。四、陶瓷制品品2．普通工業(yè)業(yè)用瓷有石器和精陶陶，炻器是介介于陶器和瓷瓷器之間的一一種陶瓷（如如水缸、沙鍋鍋）。工業(yè)陶瓷按用用途可分：建筑衛(wèi)生瓷：：用于裝鉗板、、衛(wèi)生間裝置置及器具等,通常尺寸較較大,要求強度和熱熱穩(wěn)定性好；電工瓷：主要指電器絕絕緣用瓷,也也叫高壓陶瓷瓷,要求機械械性能高、介介電性能和穩(wěn)穩(wěn)定性好?；瘜W(xué)、化工瓷瓷：用于化工制藥藥、食品等工工業(yè)及實驗室室中的管道設(shè)設(shè)備、耐蝕容容器及實驗器器皿等,通常常要求耐介質(zhì)腐蝕的能力要強。。四、陶瓷制品品3．特種陶瓷瓷（現(xiàn)代瓷、精精細(xì)陶瓷或高高性能陶瓷））在工業(yè)上主要要是高溫陶瓷，應(yīng)用廣，且且很重要。高溫陶瓷主要要包括擴：（1）氧化物物陶瓷（2）硼化物物陶瓷（3）氮化物物陶瓷（4）碳化物物陶瓷。3．特種陶瓷瓷（1）氧化物物陶瓷：常用的純氧化化物陶瓷有：：AL2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、Th02和U02等特點：熔點大多在2000℃以以上,燒成溫溫度在1800℃左右；；燒成溫度時,氧化物顆粒粒發(fā)生快速燒燒結(jié),形成大大塊陶瓷晶體體(是單相多多晶體結(jié)構(gòu))，有時有少少量氣體產(chǎn)生生；強度隨溫度的的升高而降低低，但在1000℃以下下一直保持較較高的強度隨隨溫度變化不不大。是高耐火度結(jié)結(jié)構(gòu)材料，在任何高溫下下都不會氧化化。（1）氧化物陶瓷氧化鋁(剛玉玉)陶瓷：根據(jù)含雜質(zhì)的的多少(在自自然界中存在在含少量Cr、Fe和Ti的純氧化化鋁)。氧化化鋁可呈紅色色(如紅寶石石)或藍色(如藍寶石)。熔點2050℃；抗氧化化性好；微晶剛玉的硬度極高(僅僅次于金剛石石),并且其紅硬性性達1200℃。廣泛用作：耐火材料（剛剛玉耐火磚、、高壓器皿、電爐爐管、、熱電偶套管等）。還還可做人骨、牙等。要求高的各類工具（切削淬火鋼鋼刀具、金屬屬拔絲模等））使用性能皆高高于其他工具具材料。單晶體的純氧氧化鋁可作藍藍寶石激光器器；氧化鋁管管坯可用于納納蒸氣照明燈燈泡。（1）氧化物陶瓷氧化鈹陶瓷：最大特點：導(dǎo)熱性極好,所以熱穩(wěn)定性很高。強度性能雖不不高,但抗熱沖擊性較較高；消散高能輻射射的能力強、、熱中子阻尼尼系數(shù)大等。。常用于制造坩堝,還可作真真空陶瓷和原原子反應(yīng)堆陶陶瓷等。還可制造氣體體激光管、晶晶體管散熱片片以及集成電電路的基片和和外殼。氧化鋯陶瓷：熔點在2700℃以上,能耐2300℃的高溫溫,推薦使用用溫度為2000℃℃。能抗熔融金屬屬的侵蝕,所以多用作作鉑、鍺等金金屬冶煉的坩坩堝和1800℃以上的的發(fā)熱體及爐爐子、反應(yīng)堆堆絕熱材料等等。氧化鋯增韌氧氧化鋁陶瓷材材料：強度達120OMPa、、斷裂韌性為為15.OMPa?m1/2(比原原氧化鋁提高高近3倍。)可替代金屬制造造模具(拉絲模、泵泵葉輪等)；；還可制造汽汽車零件（凸凸輪、推桿、、連桿等）。。工件表面不不生銹不導(dǎo)電電。還可做人人工骨、關(guān)節(jié)節(jié)等。（1）氧化物陶瓷（2）碳化物陶瓷包括：碳化硅、碳化化硼、碳化鈰鈰、碳化鉬、、碳化鈮、碳碳化鈦、碳化化鎢、碳化鉭鉭、炭化釩、、碳化鋯等。。特點：熔點很高、硬硬度很大（近于金剛石石）、耐磨性性很好。導(dǎo)熱率很高，但耐高溫氧化化能力差（約900℃℃—1000℃）。性脆主要應(yīng)用于：：制造加熱元件件（電爐內(nèi)壁壁）、砂輪及及磨料等。（3）硼化物陶瓷常見的有：硼化鉻、硼化化鉬、硼化鈦鈦、硼化鎢和和硼化鋯。特點：高硬度，耐化化學(xué)侵蝕，熔熔點范圍1800℃—2500℃有有較強的抗高高溫氧化能力力，使用溫度度達1400℃。主要應(yīng)用于：：高溫軸承、內(nèi)內(nèi)燃機噴嘴、、耐高溫器件件及電器觸點點。（4）氮化物陶瓷最常用的是：：氮化硅（Si3N4）(穩(wěn)定的共共價鍵晶體，，鍵能高)氮化硼(BN)。特點：硬度高、摩擦擦系數(shù)小有自潤滑作用用。在1200℃以下具有有較高的機械械性能和化學(xué)學(xué)穩(wěn)定性能、、熱膨脹系數(shù)數(shù)小、抗沖擊擊?？勺龈邷販叵碌慕Y(jié)構(gòu)材材料。主要應(yīng)用：高溫軸承、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子葉片、刀刀具等。氮化硼（BN）具有石墨類型型的六方晶體體結(jié)構(gòu)，又稱白色石墨墨。特點：硬度較低，可可切削加工成成型。導(dǎo)熱和抗熱性性能高，在高壓壓和1360℃℃,六六方氮氮化硼硼會轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為立方方氮化化硼ββ-BN,密密度為為3045*103kg/m3,硬度度提高高到接接近金金石的的硬度度，可可作金金剛石石的代代用品品。用用于刃刃磨切切刀具具、高高溫模模具和和磨料料。耐熱性性好，，有自潤潤滑作作用，耐高高溫下下的腐腐蝕、、絕緣緣性好好。主要應(yīng)應(yīng)用：：高溫溫耐磨磨材料料和電電絕緣緣材料料。4．發(fā)光陶陶瓷材料是具有有稀土土離子子激活活特殊殊晶體體結(jié)構(gòu)構(gòu)的新新型材材料。。它是是到目目前為為止最最好的的一種種蓄光光、發(fā)發(fā)光材材料。。特點：：亮效率率高、、吸收收和發(fā)發(fā)射范范圍寬寬、熒熒光壽壽命長長等優(yōu)優(yōu)異光光學(xué)性性；該材料料經(jīng)吸吸收各各種可可見光光后，，在暗暗處余余輝發(fā)發(fā)光時時間可可持續(xù)續(xù)十幾幾個小小時以以上。。其發(fā)發(fā)光強強度和和持續(xù)續(xù)時間間是硫硫化鋅鋅型熒熒光粉粉十?dāng)?shù)數(shù)倍以以上。。其吸吸光、、發(fā)光光可無無限次次重復(fù)復(fù)；化學(xué)性性能穩(wěn)穩(wěn)定，，使用用溫度度范圍圍大；；有良良好的的機械械和熱熱學(xué)性性能。。無毒、、無害害、無無放射射性元元素，，無環(huán)環(huán)境污污染。。應(yīng)用方方面：：發(fā)射熒熒光的的陶瓷瓷著色色劑：發(fā)光光陶瓷瓷材料料可以以制成成細(xì)粉粉，做做為廣廣泛用用于各各種涂涂料（（油漆漆）和和低溫溫下生生產(chǎn)與與使用用的其其他各各種材材料中中（塑塑料、、橡膠膠、油油墨、、膠片片、各各種紙紙、搪搪瓷釉釉、陶陶瓷釉釉等））。建筑裝裝飾：可使使建筑筑物的的墻壁壁、門門窗、、廳柱柱、地地面，，在照照明低低的環(huán)環(huán)境中中現(xiàn)出出怡人人的光光輝和和圖案案；用于工工藝美美術(shù)：可制制成在在暗處處放出出美麗麗光彩彩的各各種藝藝術(shù)品品。交通運運輸：車輛輛夜間間需顯顯示的的部位位、標(biāo)標(biāo)牌、、道路路、各各類建建筑物物（障障礙物物）、、飛機機輪胎胎在無無照明明情況況下需需顯示示各種種標(biāo)志志。日常生生活用用品：鐘表表盤、、手表表盤、、各種種電源源開關(guān)關(guān)，電電話按按鍵，，文具具玩具具，服服裝裝裝飾、、飾品品等。。陶瓷刀刀陶瓷刀刀(Ceramicknife),一一種新新型廚廚具，，不容容易磨磨損變變鈍。。優(yōu)點：：①衛(wèi)生抗抗菌：：陶瓷瓷晶粒粒細(xì)小小，致致密度度高，，可減減少細(xì)細(xì)菌孳孳生機機會，，不與與食物物中的的酸堿堿物質(zhì)質(zhì)反應(yīng)應(yīng)，讓讓食物物口味味完整整保留留。②抗金屬屬過敏敏：陶陶瓷材材質(zhì)目目前廣廣泛應(yīng)應(yīng)用于于牙材材、人人工關(guān)關(guān)節(jié)之之應(yīng)用用，它它與肌肌膚接接觸不不會對對人體體造成成金屬屬過敏敏現(xiàn)象象③易清潔潔：使使用完完后可可用水水直接接沖洗洗，易易于清清潔。。④材質(zhì)特特殊：：陶瓷瓷刀刃刃由一一種先先進陶陶瓷材材料所所制，，抗腐腐蝕，，永不不生銹銹。⑤抗抗摔：：采用陶陶瓷粉粉料經(jīng)經(jīng)過超超高溫溫?zé)Y(jié)結(jié)制成成，質(zhì)質(zhì)地比比普通通陶瓷瓷緊密密得多多，相相應(yīng)可可以耐耐受大大得多多的壓壓力。。缺點：：一旦刀刀刃變變鈍，，只能能用特特殊的的金剛剛石磨磨盤來來磨刀刀刃，，價格格昂貴貴。在傳統(tǒng)統(tǒng)柴油油機或或燃?xì)鈿廨啓C機用的的金屬屬零件件中，，鋁合合金的的耐溫溫極限限為350℃，，鋼和和鑄鐵鐵的為為450℃℃，最最好的的超級級耐熱熱合金金的也也不能能超過過1093℃，，限制制了發(fā)發(fā)動機機的工工作溫溫度(熱效效率)。汽汽缸工工作溫溫度低低不僅僅會由由于燃燃料不不能充充分燃燃燒而而造成成能源源浪費費，而而且使使車船船飛機機的速速度受受到了了很大大限制制。優(yōu)點：：耐高溫溫陶瓷瓷，如如氮化化硅陶陶瓷等等代替替合金金鋼制制造陶陶瓷發(fā)發(fā)動機機，其其工作作溫度度可達達1300℃-1500℃。。陶瓷瓷發(fā)動動機的的熱效效率高高，可可節(jié)省省30%的的熱能能，而而且工工作功功率比比鋼質(zhì)質(zhì)發(fā)動動機提提高45%以上上。陶瓷發(fā)發(fā)動機機無需需水冷冷系統(tǒng)統(tǒng)，其密密度也也只有有鋼的的一半半左右右，這這對減減小發(fā)發(fā)動機機自身身重量量也有有重要要意義義。概述陶瓷的的生產(chǎn)產(chǎn)過程程將配制制好的的符合合要求求的坯坯料用用不同同的成成型方方法，，制造造出具具有一一定形形狀的的坯體體，坯坯體經(jīng)經(jīng)干燥燥、施施釉、、燒結(jié)結(jié)等工工序，，最后后得到到陶瓷瓷制品品。成型過過程原料處處理坯料的的制備備坯體成成型坯體成成型方方法澆注成成型壓制成成型熱壓注注成型型五、陶陶瓷的的制造造成型基基礎(chǔ)（一））．坯坯料的的成型型性能能坯料對對坯體體成型型工藝藝的適適應(yīng)性性稱坯坯料的的成型型性能能。坯料分分類：：可塑泥泥團泥漿粉料（二））．調(diào)調(diào)整坯坯料成成型性性能的的添加加劑添加劑劑種類類及其其作用用：1.解解凝凝膠（又稱解解膠劑劑，稀稀釋劑劑）主要用用于注注漿成成型。。應(yīng)用粘土質(zhì)質(zhì)泥漿漿—無機電電解質(zhì)質(zhì)、有有機酸酸鹽類類or聚合合物電電解質(zhì)質(zhì)瘠性料料漿———有機酸酸鹽類類or聚合合物電電解質(zhì)質(zhì)目的改善泥泥漿的的流動動性。。成型基基礎(chǔ)3．潤滑劑劑用于壓壓制成成型目的提高粉粉料的的濕潤潤性，，減少少粉料料顆粒粒之間間及粉粉料與與模具具之間間的摩摩擦，以增增大壓壓制坯坯體的的密度度。2．結(jié)合劑劑用于可可塑成成型目的提高可可塑泥泥團的的塑性性，增強生生坯的的強度度種類有機物物及其其溶液液、無無機物物質(zhì)成型基基礎(chǔ)新型陶陶瓷生生產(chǎn)過過程配料坯料制制備成型燒結(jié)后續(xù)加加工(1)配料料制作陶陶瓷制制品，，首先先要按按瓷料料的組組成，，將所所需各各種原原料料進行行稱量配配料，它是是陶瓷瓷工藝藝中最最基本本的一一環(huán)。。稱料料務(wù)必必精確確，因因為配配料中中某些組組分加加入量量的微微小誤誤差也也會影影響到到陶瓷瓷材料料的結(jié)結(jié)構(gòu)和和性能能。(2)坯料料制備備配料后后應(yīng)根根據(jù)不不同的的成形形方法法，混混合制制備成成不同同形式式的坯坯料。。如用用于于注漿漿成成形形的水懸懸浮浮液液；用用于于熱壓壓注注成成形形的熱塑塑性性料料漿漿；用用于于擠壓壓、、注注射射、、軋軋膜膜和和流流延延成成形形的含含有有機機塑塑化化劑劑的的塑性性料料；用用于于干壓壓或等靜靜壓壓成成形形的造粒粉料料?；旌弦话惆悴捎们蚯蚰セ驍嚁嚢璧葯C機械混合合法。新型陶瓷瓷生產(chǎn)過過程(3)成成形是將坯料料制成具具有一定定形狀和和規(guī)格的的坯體。。成形技術(shù)術(shù)與方法法對陶瓷瓷制品的的性能具具有重要要意義，，由于陶陶瓷制品品品種繁繁多，性性能要求求、形狀狀規(guī)格、、大小厚厚薄不一一，產(chǎn)量量不同，，所用坯坯料性能能各異，，因此采采用的成形方法法各種各各樣，應(yīng)應(yīng)經(jīng)綜合合分析后后確定。新型陶瓷瓷生產(chǎn)過過程(4)燒燒結(jié)是對成形坯坯體進行行低于熔熔點的高高溫加熱熱，使其粉粉體間產(chǎn)產(chǎn)生顆粒粒粘結(jié)，，經(jīng)過物物質(zhì)遷移移導(dǎo)致致致密化和和高強度度的過程程。只有有經(jīng)過燒燒結(jié)，成成形坯體體才能成成為堅硬硬的具有有某種顯顯微結(jié)構(gòu)構(gòu)的陶瓷瓷制品（（多晶燒結(jié)結(jié)體），燒結(jié)結(jié)對陶瓷瓷制品的的顯微組組織結(jié)構(gòu)構(gòu)及性能能有著直直接的影影響。(5)后后續(xù)加工工陶瓷經(jīng)成成形、燒燒結(jié)后，，還可根根據(jù)需要要進行后后續(xù)精密密加工，，使之符符合表面面粗糙度度、形狀狀、尺寸寸等精度度要求，，如磨削削加工、、研磨與與拋光、、超聲波波加工、、激光加加工甚至至切削加加工等。。切削加加工是采采用金剛剛石刀具具在超高高精度機機床上進進行的，，目前在在陶瓷加加工中僅僅有少量量應(yīng)用。。新型陶瓷瓷成型方方法一、澆注注成型澆注成型型：陶瓷瓷原料粉粉體懸浮浮于水中中制成料料漿，然然后注入入模型內(nèi)內(nèi)成型，，坯體的的形成主主要有注注漿成型型（由模模型吸水水成坯））、凝膠膠注模成成型（由由凝膠原原位固化化）等方方式。（一）注注漿成成型注漿成型型是將陶瓷懸浮浮料漿注入多孔質(zhì)模模型內(nèi)，借助模型型的吸水水能力將將料漿中中的水吸吸出，從從而在模模型內(nèi)形形成坯體體。其工藝過過程包括括懸浮料料漿制備備、模型型制備、、料漿澆澆注、脫脫模取件件、干燥燥等階段段。空心注漿漿法示意意圖空心注漿漿法示意意圖———續(xù)這是一種種最古老老也最廣廣泛使用用的成型型方法將配料加加水或塑塑化劑制制成塑性泥料料，后用手手工或機機加工方方法成型型。在外力作作用下，，使坯料料產(chǎn)生塑塑性變形形，從而而制成生生坯。按其操作作方法不不同，可可塑成型型可分為為雕塑、、印坯、、拉坯、、旋壓和和滾壓等等種類，，目前使用用最廣泛泛的是旋旋壓和滾滾壓兩種種?？伤艹尚托蛡鹘y(tǒng)陶瓷成型型方法可塑成型型傳統(tǒng)陶瓷成型型方法旋壓滾壓可塑成型型傳統(tǒng)陶瓷成型型方法其中，石石膏模型型和坯料料旋轉(zhuǎn)1．懸浮浮料漿的的制備這是注漿成型型工藝的的關(guān)鍵工工序，注漿成成形料漿漿是陶瓷瓷原料粉粉體和水水組成的的懸浮液液。為保證料料漿的充充型及成成型性，，利于得得到形狀狀完整、、表面平平滑光潔潔的坯體體，減少少成型時時間和干干燥收縮縮，減小小坯體變變形與開開裂等缺缺陷，要求料漿漿具有良良好的流流動性、、足夠小小的粘度度（<1Pa··s）、、盡可能能少的含含水量、、弱的觸觸變性（（靜止時時粘度變變化小））、良好好的穩(wěn)定定性（懸懸浮性））及良好好的滲透透（水））性等性性能。矛盾：新新型陶瓷瓷的原料料粉體多多為脊性性料。必必須采取取一定措措施，才才能使料料漿具有有良好的的流動性性與懸浮浮性，單單靠調(diào)節(jié)節(jié)料漿水水分是不不可能的的。新型陶瓷瓷成型方方法注漿成型型工藝料漿懸浮浮的方法法：（1）控控制料漿漿的pH值，如如Al2O3料漿在pH值為為3或12時，，可獲得得較佳的的流動性性與懸浮浮能力；；（2）加入適當(dāng)當(dāng)?shù)挠袡C機聚合電電解質(zhì)作作分散劑劑，可降低料料漿含水水量，提提高料漿漿的流動動性與懸懸浮性能能。目前生產(chǎn)產(chǎn)上采用用加入0.3%～0.6%陶陶瓷粉體體的質(zhì)量量分?jǐn)?shù)的的阿拉伯伯樹膠、、羧甲基基纖維素素、聚丙丙烯酸銨銨鹽、聚聚甲基丙丙烯酸銨銨鹽等調(diào)調(diào)制料漿漿，再配配合pH值控制制，可降降低料漿漿含水量量（料漿漿中水的的質(zhì)量分分?jǐn)?shù)可低低達20%～25%，，甚至更更低），，且具有有良好的的流動性性。料漿通常常采用濕濕法球磨磨或攪拌拌調(diào)制。。最常用用的注漿漿成形模模型是石膏模，近年來來也有用用多孔塑料料模的。新型陶瓷瓷成型方方法注漿成型型工藝新型陶瓷瓷成型方方法2．注漿漿方法有實心注漿漿和空心心注漿兩種基本本方法。。另外，，為了強強化注漿漿過程，，鑄造生產(chǎn)產(chǎn)的壓力力鑄造、、真空鑄鑄造、離離心鑄造造等工藝藝方法也也被用于于注漿成成形，并并形成了了壓力注注漿、真真空注漿漿與離心心注漿等等強化注注漿方法法。（1）實心注注漿料漿注入模型型后，料漿中的水分分同時被模型型的兩個工作作面吸收，注注件在兩模之之間形成，沒有多余料料漿排出。注漿成型工藝藝新型陶瓷成型型方法a)實心注漿漿b)空心心注漿c)離心心注漿（2）空心注注漿料漿注入模型型后，由模型型單面吸漿，，當(dāng)注件達到到要求的厚度度時，排出多多余料漿而形形成空心注件件。坯體外形由由模型工作面面決定，坯體體的厚度則取取決于料漿在在模型中的停停留時間。新型陶瓷成型型方法（3）強化注注漿在注漿過程中中，人為地對對料漿施加外外力，以加速注漿漿過程進行，，提高吸漿速速度，使坯體體致密度與強強度得到提高高。強化注漿漿法有真空注注漿、離心注注漿和壓力注注漿等。適用范圍：注漿成型適于制造大型厚胎胎、薄壁、形狀復(fù)雜不規(guī)規(guī)則的制品。優(yōu)點：成型工藝簡單單，缺點：勞動強度大，，不易實現(xiàn)自自動化，且坯坯體燒結(jié)后的的密度較小，，強度較差，，收縮、變形形較大，所得得制品的外觀觀尺寸精度較較低，因此性性能要求較高高的陶瓷一般般不采用此法法生產(chǎn)。注漿成型工藝藝新型陶瓷成型型方法（二）凝凝膠注模成成型凝膠注模成型型：首先將陶瓷細(xì)細(xì)粉加入含分分散劑、有機機高分子化學(xué)學(xué)單體（如丙丙烯酰胺與雙雙甲基丙烯酰酰胺）的水溶溶液中，調(diào)制成低粘度度、高固相（（陶瓷原料粉粉的體積分?jǐn)?shù)數(shù)通常達50%以上）含含量的濃懸浮浮料漿;再將聚合固化引發(fā)發(fā)劑（如過硫酸銨銨）加入料漿漿混合均勻，，在料漿固化化前將其注入無吸水性性的模型內(nèi);在所加引發(fā)劑劑的作用下，料漿中的有有機單體交聯(lián)聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)，使?jié)鈶腋×蠞{在在模型內(nèi)原位位固化成形。新型陶瓷成型型方法二、壓制成型型壓制成型是將將經(jīng)過造粒的的粒狀陶瓷粉粉料，裝入模模具內(nèi)直接受壓力而成型型的方法。（一）造粒粒造粒即制備壓壓制成型所用用的坯料，它它是在陶瓷原原料細(xì)粉中加加入一定量的塑化化劑（如4%～6%的濃度為為5%的聚乙乙烯醇水溶液液，作用是使使本無塑性的的坯料具有可可塑性），制制成粒度較粗粗（約20目目左右）、含含一定水分、、具有良好流流動性的團粒粒，以利于陶陶瓷坯料的壓壓制成型。對于新型陶瓷瓷用粉料的粒度，，應(yīng)是愈細(xì)愈愈好，但太細(xì)對成成形性能不利利。造粒質(zhì)量量好壞直接影影響成形坯體體及燒結(jié)體的的質(zhì)量，所以以造粒是壓制成成形工藝的關(guān)關(guān)鍵工序。在各種造粒方方法中，以噴霧干燥法造造粒的質(zhì)量最好，，且適用于現(xiàn)現(xiàn)代化大規(guī)模模生產(chǎn)，目前前已廣為采用用。噴霧干燥造粒粒法：將混合合有適量塑化化劑的陶瓷原原料粉體預(yù)先先調(diào)制成漿料料(方法同注注漿成形漿料料的調(diào)制)，，再用噴霧器器噴入造粒塔進進行霧化和熱熱風(fēng)干燥，出來的粒子子即為流動性較好的的球狀團粒。。新型陶瓷成型型方法（二）壓壓制方法壓制方法主要要有干壓成形形、等靜壓成成形和熱壓燒燒結(jié)成形等。。1．干壓成形形將造粒制備的的團粒(水的質(zhì)量分分?jǐn)?shù)<6%)，松散裝入入模具內(nèi)，在在壓機柱塞施施加的外壓力力作用下，團團粒產(chǎn)生移動動、變形、粉粉碎而逐漸靠靠攏，所含氣體同時時被擠壓排出出，形成較致致密的具有一一定形狀、尺尺寸的壓坯，，然后卸模脫脫出坯體。新型陶瓷成型型方法圖干壓成成形的密度梯梯度a)單向加壓壓b)雙雙向加壓新型陶瓷成型型方法單向加壓時，壓力的不不均勻分布更更明顯，而且且坯體高度與與直徑之比愈愈大，壓力分分布愈不均勻勻。雙向加壓方式是上下壓壓頭（柱塞））從兩個方向向向模套內(nèi)加加壓，壓力分分布的不均勻勻程度減輕，，故壓坯密度相對對較均勻。為保證坯體質(zhì)質(zhì)量，干壓成成形時需根據(jù)據(jù)坯體形狀、、大小、壁厚厚及粉料流動動性、含水量量等情況，控制好成形壓壓力（一般為為40～100MPa））、加壓速度度與保壓時間間等工藝參數(shù)數(shù)。優(yōu)點：操作方便，生產(chǎn)周期短，，效率高，易易于實現(xiàn)自動動化生產(chǎn)，適適宜大批量生生產(chǎn)形狀簡單單（圓截面形、、薄片狀等））、尺寸較?。ǜ叨葹?.3～60mm、直徑5～50mm）的制品；；由于坯體含水水或其它有機機物較少，因因此坯體致密度較較高，尺寸較較精確，燒結(jié)結(jié)收縮小，瓷瓷件力學(xué)強度度高。缺點：干壓成形坯體體具有明顯的各各向異性，也也不適于尺寸寸大、形狀復(fù)復(fù)雜制品的生生產(chǎn)；所需的設(shè)備、、模具費用較較高。新型陶瓷成型型方法新型陶瓷成型型方法2.等靜壓成型是利用液體或氣氣體介質(zhì)均勻勻傳遞壓力的性能，把陶陶瓷粒狀粉料料置于有彈性的的軟模中，使其受到液液體或氣體介介質(zhì)傳遞的均均衡壓力而被被壓實成形的的一種新型壓壓制成形方法法。特點：坯體密度高且且均勻，燒結(jié)收縮小，，不易變形，制品強度高高、質(zhì)量好，，適于形狀復(fù)雜雜、較大且細(xì)細(xì)長制品的制制造。但等靜靜壓成形設(shè)備備成本高。分類：冷等靜靜壓成形與熱熱等靜壓成形形兩種。新型陶瓷成型型方法(1)冷等靜靜壓成型在室溫下，采用高壓液體傳遞壓力的等等靜壓成形，，根據(jù)使用模模具不同又分分為濕式等靜壓成形和和干式等靜壓成形兩兩種。冷等靜壓成形形a)濕式b)干式模具兩頭并不不施壓，適宜宜成型長型、、薄壁、管狀狀制品效率不高，成成型多品種、、形狀復(fù)雜、、產(chǎn)量小和大大型制品。(2)熱等靜壓成形型在高溫下，采采用惰性氣體體代替液體作作壓力傳遞介介質(zhì)的等靜壓成形形，是在冷等等靜壓成形與與熱壓燒結(jié)的的工藝基礎(chǔ)上上發(fā)展起來的的，又稱熱等靜壓壓燒結(jié)。它用金屬箔代替替橡膠膜，用惰性氣體體向密封容器器內(nèi)的粉末同同時施加各向向均勻的高壓壓高溫，使成成型與燒結(jié)同同時完成。與熱壓燒結(jié)相相比，該法燒燒結(jié)制品致密密均勻，但所所用設(shè)備復(fù)雜雜，生產(chǎn)效率率低、成本高高。新型陶瓷成型型方法新型陶瓷成型型方法3.熱壓燒結(jié)結(jié)是將干燥粉料料充填入石墨或氧化鋁鋁模型內(nèi)，再從單軸方向邊邊加壓、邊加加熱，使成形形與燒結(jié)同時時完成。由于加熱加壓同時時進行，陶瓷粉料處處于熱塑性狀狀態(tài)，有利于于粉末顆粒的的接觸、流動動等過程的進進行，因而可可減小成形壓壓力，降低燒燒結(jié)溫度，縮縮短燒結(jié)時間間，容易得到晶粒粒細(xì)小、致密密度高、性能能良好的制品品。制品形狀簡單單，且生產(chǎn)效效率低。熱壓(成型)燒結(jié)示意圖新型陶瓷成型型方法三、熱壓注成成型熱壓注成型：：利用蠟類材材料熱熔冷固固的特點，將配料混合合后的陶瓷細(xì)粉與熔熔化的蠟料粘粘合劑加熱攪拌成具有流動性與與熱塑性的蠟蠟漿，在熱壓注機機中用壓縮空空氣將熱熔蠟漿注注滿金屬?？湛涨唬灊{在模腔腔內(nèi)冷凝形成成坯體，再行行脫模取件。。蠟漿的制備是是熱壓注成型型工藝中最重重要的一環(huán)，，其制備過程程下。原料：拌蠟前前的陶瓷細(xì)粉粉應(yīng)充分干燥燥并加熱至60～80℃℃。石蠟作為增塑塑劑，具有良良好的熱流動動性、潤滑性性和冷凝性，其加入量通常為為陶瓷粉料用用量的12%～16%。。加入表面活性性物質(zhì)（如油油酸、硬脂酸酸、蜂臘等））的目的是使使陶瓷細(xì)粉與與石蠟更好結(jié)結(jié)合，減少石石蠟用量，改改善蠟漿成形形性能與提高高臘坯強度。。工藝：熱壓注注成型時，蠟蠟漿溫度一般般為65～75℃、模具具溫度為15～25℃、、注漿壓力為為0.3～0.5MPa及壓力持續(xù)續(xù)時間通常為為0.1～0.2s。熱壓注成形的的臘坯在燒結(jié)結(jié)之前，要先先埋入疏松、、惰性的吸附附劑（一般采采用煅燒Al2O3粉料）中加熱熱（一般為900～1100℃）進進行排蠟處理理，以獲得具具有一定強度度的不含蠟的的坯體。新型陶瓷成型型方法優(yōu)點：批量生產(chǎn)外形形復(fù)雜、表面面質(zhì)量好、尺尺寸精度高的的中小型制品品；設(shè)備較簡單單，操作方便便，模具磨損損小，生產(chǎn)效效率高。缺點：但坯體密度較較低，燒結(jié)收收縮較大，易易變形，不宜宜制造壁薄、、大而長的制制品，且工序序較繁，耗能能大，生產(chǎn)周周期長。新型陶瓷成型型方法四、其它成成形方法（一）擠擠壓成形擠壓成型是將將經(jīng)真空煉制制的可塑泥料置于擠制機（（擠坯機）內(nèi)，通過擠擠制機模具的的機嘴與機芯芯，便可由其其形成的擠出出口擠壓出各各種形狀、尺尺寸的坯體。。新型陶瓷成型型方法圖擠壓成形形模具組合圖圖優(yōu)點：擠壓成型適于擠制長尺尺寸細(xì)棒、壁壁薄管、薄片片制品，其管管棒直徑約Φ1～30mm，管壁與與薄片厚度可可小至0.2mm；可連續(xù)批量生生產(chǎn)，生產(chǎn)效效率高；坯體表面光滑滑、規(guī)整度好好。缺點：模具制作成本本高，且由于于溶劑和粘結(jié)結(jié)劑較多，導(dǎo)致燒結(jié)收縮縮大，制品性性能受影響。新型陶瓷成型型方法（二）注注射成型注射成型是將將陶瓷粉和有有機粘結(jié)劑混混合后，加熱熱混練并制成成粒狀粉料，，經(jīng)注射成型機機，在130～300℃溫度度下注射到金屬模模腔內(nèi)，冷卻后粘結(jié)結(jié)劑固化成型型，脫模取出坯體體。優(yōu)點：注射成形適于于形狀復(fù)雜、、壁薄（0.6mm）、、帶側(cè)孔制品品（如汽輪機機陶瓷葉片等等）的大批量量生產(chǎn)，坯體密度均均勻，燒結(jié)體體精度高，且且工藝簡單、、成本低。缺點：生產(chǎn)周期長，，金屬模具設(shè)設(shè)計困難，費用昂貴。。新型陶瓷成型型方法（三）流流延、軋膜膜成型流延、軋膜成成形方法用于于陶瓷薄膜坯的成型。1．流延成型型是將陶瓷粉料料與粘合劑、、增塑劑、分分散劑、溶劑劑等進行混磨磨，形成穩(wěn)定定、流動性良良好的陶瓷料料漿。流延成形是目目前制造厚度度小于0.2mm超薄型型制品的主要要方法，如薄膜電子子電路配線基基片、疊層電電容器瓷片、、集成電路組組件疊層薄片片、壓敏電阻阻、磁記憶片片等。流延成型新型陶瓷成型型方法2．軋膜成型型是將陶瓷粉料料與一定量的的有機粘結(jié)劑劑和溶劑混合合拌勻后，軋軋膜成型，用于制造批量量較大的厚度度在1mm以以下的薄片狀狀制品，如薄膜、厚厚膜電路基片片、圓片電容容器等。軋膜成型

新型陶瓷成型型方法陶瓷成型中中的常見缺缺陷及對策策壓制成型時時的坯體結(jié)結(jié)構(gòu)與模型型設(shè)計的關(guān)關(guān)系大型生坯干干燥的幾種種典型情況況可溶性鹽的的富集a)向邊緣緣富集b)向向皿底富集集六、陶瓷的表面面裝飾技術(shù)術(shù)1.陶瓷瓷制品的表表面加工2.表面面層改性處處理3.表面面金屬化處處理4.陶瓷瓷的表面施施釉處理1.陶瓷瓷制品的表表面加工目的：使其其表面平滑滑、光亮、、美觀，或或表面粗糙糙化和加工工成某一需需要的外觀觀造型。方法：機械加工研磨拋光其他超精密密加工：彈彈性發(fā)射加加工、金剛剛石刀具精精密車床切切削法、軟軟質(zhì)微粉機機械化拋光光法、漂浮浮拋光法、、水合作用機機械拋光法法電火花加工工、離子束束加工等軟質(zhì)微粉機機械化拋光光法、漂浮浮拋光法、、水合作用用機械拋光光法急冷（淬火火）陶瓷體高溫溫保溫?zé)Y(jié)結(jié)后，將坯坯體從高溫溫急速降溫溫的熱處理理工藝。保留高溫組組成，避免免緩冷發(fā)生生分凝、析析晶和相變變；產(chǎn)生表面壓壓應(yīng)力，提高制品的的抗張強度度緩冷（退火火）坯體高溫?zé)裏Y(jié)后，在在爐中緩慢慢冷卻，或或在某溫度度下長時間間保溫。促使坯體在在冷卻中晶晶體長大、、分凝和相相變，以滿滿足某些性性能要求；；消除坯體表表面和內(nèi)部部應(yīng)力，使相平衡衡過程進行行充分。2.表面面改性處理理作用：形成金屬導(dǎo)導(dǎo)電層，如制作瓷瓷介電容器器電極；形成金屬引引出端，如如集成電路路管殼的引引出線；用于陶瓷焊焊接與密封封，如裝置置瓷的焊接接和密封；；形成陶瓷制制品的表面面金屬裝飾飾。常用表面金金屬化方法法：燒滲法、化化學(xué)鍍法、、真空蒸發(fā)發(fā)等金屬膜膜形成法常用金屬有有Au、Ag、Pt、Mo、、Mn、Ni、Cu、Al等等3.表面面金屬化處理理4.陶瓷瓷的表面施施釉處理在陶瓷的表表面燒結(jié)一一層連續(xù)玻璃態(tài)物質(zhì)質(zhì)的工藝方法法。通常釉層很很薄，零點幾毫米米。施釉后：表表面清潔美美觀、不吸吸水、不易易被沾污，，并起到裝裝飾和保護護瓷件的作作用。施釉方法：：浸、噴、滾滾、澆、涂涂刷等。一、成份和和特點二、分類三、性質(zhì)四、陶瓷制制品五、陶瓷的的制造六、陶瓷的的表面裝飾飾技術(shù)小結(jié)9、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。13:01:5213:01:5213:0112/29/20221:01:52PM11、以我獨沈久久，愧君相見見頻。。12月-2213:01:5213:01Dec-2229-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。13:01:5213:01:5213:01Thursday,December29,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2213:01:5213:01:52December29,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國國見青青山。。。29十十二二月20221:01:52下下午13:01:5212月月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月221:0