陶瓷材料的成形原理及工艺
陶瓷成型技术
陶瓷成型技术摘要: 成型技术是制备陶瓷材料的一个重要环节。
陶瓷制造经历数千年历史,直到20世纪中叶因为烧结理论的创立获得了飞速发展。
上世纪七八十年代关于超细粉体制备和表征的发展,促使陶瓷工艺第二次大发展。
当前阻碍陶瓷材料进一步发展的关键之一是成型工艺技术没有突破.压力成型不能满足形状复杂性和密度均匀性的要求。
本文评述了国内外陶瓷现代成型技术，讨论了上述成型方法的基本原理和特点。
关键词：陶瓷, 成型, 技术，进展一引言成型工艺是陶瓷材料制备过程的重要环节之一,在很大程度上影响着材料的微观组织结构,决定了产品的性能、应用和价格[1]。
过去,陶瓷材料学家比较重视烧结工艺,而成型工艺一直是个薄弱环节,不被人们所重视。
现在,人们已经逐渐认识到在陶瓷材料的制备工艺过程中,除了烧结过程之外,成型过程也是一个重要环节。
在成型过程中形成的某些缺陷(如不均匀性等)仅靠烧结工艺的改进是难以克服的，成型工艺已经成为制备高性能陶瓷材料部件的关键技术,它对提高陶瓷材料的均匀性、重复性和成品率,降低陶瓷制造成本具有十分重要的意义。
本文简单回顾了陶瓷成型方法的发展及技术特点。
二成型方法1 胶态浇注成型[2]胶态浇注成型是将具有流动性的浆料制成可自我支撑形状的一种成型方法。
该法利用浆料的流动性,使物料干燥并固化后得到一定形状的成型体。
主要包括以下几种方法:①注浆成型(Slip Casting)是将浆料注入具有渗透性的多孔模具(如石膏)中,模具内部的形状即为所需要的素坯形状,利用多孔模具的毛细管力而使液体排除,从而固化。
注浆成型的模具要具有一定的强度,吸水性好,吸水速度适中。
注浆成型工艺成本低,过程简单,易于操作和控制,但成型形状粗糙,注浆时间较长,坯体密度、强度也不高。
80年代中期,人们在传统注浆成型的基础上,相继发展产生了新的压滤成型(Pressure Filtration)和离心注浆成型(Centrifugal Casting),借助于外加压力和离心力的作用,来提高素坯的密度和强度,而且几乎不需要使用有机添加剂,因而避免了注射成型中复杂的脱脂过程,但由于坯体均匀性差,因而不能满足制备高性能高可靠性陶瓷材料的要求②流延成型(Tape Casting)〔1-2〕也称带式浇注,或刀片法(Doctor-blade)。
陶瓷材料工艺
第二节 陶瓷的成形方法
模压成形
模压成形是将混合料加入到模具中，在压力机上压 成一定形状的坯体的方法。
手动压制
自动压制
冷等静压成形
利用液态、气体或橡胶等作为传压介质，在三维方 向对坯体进行压制的工艺。冷等静压可分为干式和湿式 两种形式。
冷等静压
湿式冷等静压（液体为传压介质） 干式冷等静压（气体或弹性体为传压介质）
混料
根据计算的结果称料，多种组分的原料经过一定的 方法混合均匀的过程称为混料。（在球磨机中的混料过 程可同时实现粉碎和混合的双重目的。）
混料的两种基本形式：
1）干混 2）湿混，因此有必要在成形前进行塑化处理。
常用的塑化剂：
注浆法成形
以水为溶剂、粘土为粘结剂和陶瓷粉体混合，配制 成的具有较好流动性的料浆，再将料浆注入到具有产品 形状的石膏模中成形的方法。
热压铸成形
这种成形方法借鉴了金属压铸成形的工艺思路，利 用石蜡的高温流变特性，对陶瓷石蜡流体进行压力下的 铸造成形。 1）料浆的制备：将经过陶瓷粉体与6～12％石蜡和 0.1～
第七章 陶瓷的成形原理及工艺
第一节 混合料的制备 第二节 陶瓷的成形方法
第一节 混合料的制备
混合料的计算与称料
混合料配方的计算的两种基本形式：
1）已知的化学计量式的配料计算； 2）根据化学成分进行的配料计算。
称料时应注意的原则：
1）按组分含量由少到多的顺序称量。 2）采用累积称量法称量。
1）无机塑化剂：粘土等
2）有机塑化剂： 有机塑化剂
粘结剂（如聚乙烯醇） 增塑剂（如甘油） 溶剂 （如无水乙醇）
塑化剂选用和加入的原则
1）在保证坯料一定可塑性的条件下，尽可能减少塑化 剂的用量。
湿法成型工艺
湿法成型工艺全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：湿法成型工艺是一种常用于制作陶瓷、陶瓷瓷砖、陶瓷浴缸等制品的工艺方法。
在湿法成型过程中，原料通过混合、加水、成型、干燥等一系列工序，最终制成所需的成品。
湿法成型工艺具有成型速度快、成型精度高、能够生产大量产品等优点，被广泛应用于陶瓷行业。
湿法成型工艺的原料准备非常重要。
通常情况下，陶瓷制品的原料包括粘土、石英、长石等。
在使用之前，这些原料需要通过粉碎、研磨等方式进行处理，以确保原料颗粒的尺寸均匀，从而保证成型时的均匀性和稳定性。
湿法成型的第一步是将经过处理的原料与一定比例的水混合，形成均匀的泥浆状物质。
这一步称为混合成型。
在混合过程中，需要确保原料充分混合，且保持一定的湿度，以便后续的成型操作。
接下来是成型的过程。
通常情况下，湿法成型的方式有很多种，如注射成型、挤压成型、压制成型等。
不同的产品需要使用不同的成型方式，以确保产品能够达到设计要求的形状和尺寸。
在成型过程中，通常采用模具来帮助塑造原料成坯。
完成成型后，陶瓷制品需要进行干燥。
干燥是将成型后的陶瓷坯置于干燥室中，通过加热或自然风力等方式将水分逐渐蒸发，使陶瓷坯得到加固和硬化。
在干燥的过程中，需要控制好温度和湿度，以避免出现开裂或变形等问题。
经过干燥后的陶瓷坯即可进行烧制。
烧制是将陶瓷坯置于窑炉中，通过高温加热使其成为坚固耐用的陶瓷制品。
烧制的温度和时间通常根据产品的要求来确定，不同的陶瓷制品所需的烧制条件也可能有所不同。
湿法成型工艺是一种高效、精确的制作陶瓷制品的工艺方法。
通过对原料的处理、混合成型、干燥和烧制等一系列工序，可以制作出各种形状、尺寸和质地的陶瓷制品。
湿法成型工艺的应用使得陶瓷制品的生产更加快捷、灵活，同时也提高了产品的质量和市场竞争力。
第二篇示例：湿法成型工艺是一种常用的制造工艺，广泛应用于陶瓷、玻璃、建筑材料等领域。
湿法成型工艺利用水或其他溶剂作为介质，将原料制成糊状或流体，通过模具成型后再进行烧结或干燥，最终得到成型体。
第四章 陶瓷工艺学 成型
滚压过程的要求
滚压过程是指滚压头从开始接触泥料至离开坯体 表面的一段过程。这一过程所经过的时间只有几秒钟。 通常把这一短暂过程分为3个阶段，而各个阶段对压泥 的要求并不相同。
滚压过程的三个阶段：
布泥阶段：滚压头从开始接触泥料至定压前。泥料在模型 工作面上展布，要求滚压头的动作要轻，压泥速度要适当， 一般以6～7mm/s 为宜。如动作太重或速度过快则会压坏 模型或引起“鼓气”。若下压太慢，泥料容易粘住滚头。
成型就是将制备好的坯料用各种方法加工成具有一 定形状和尺寸的坯件（生坯）半成品。成型工序应满足 以下要求：
形状、尺寸（根据收缩率经过放尺后的尺寸）； 一定的机械强度，以保证后继工序的进行； 结构均匀，有一定的致密度； 成型过程应能多、快、好、省的组织生产。
成型是陶瓷生产过程的一个重要步骤。在成 型过程中形成的某些缺陷(如不均匀性等)仅靠烧结 工艺的改进是难以克服的。成型工艺已经成为制备 高性能陶瓷材料的关键技术，它对提高陶瓷材料的 均匀性、重复性和成品率，降低陶瓷制造成本具有 十分重要的意义。
水量小些；
• 阳模滚压：水分少些、延伸性好（即变形量大些） • 阴模滚压：可塑性可稍差些，水分稍多 • 冷滚压：水分要少，可塑性要好 • 热滚压：要求不严
滚压头的温度：冷滚压和热滚压（120℃左右）
热滚和冷滚的工艺特点
热滚的滚头内部有电阻丝加热，用调压器调节温度， 加热的滚头与坯泥接触，能在表面产生一层蒸汽膜， 避免坯泥粘附滚头。滚头材料大都采用铸铁和普通 碳素钢，耐磨性较好，但滚头结构较复杂，维修操 作较麻烦，工人操作条件差，这是它的不足之处。
注射成型(Injection Molding）
注射成型可成型尺寸精度高、形状比较复杂的陶瓷部 件，易于自动化和大规模生产。
陶瓷原位凝固胶态成形基本原理及工艺过程
陶瓷原位凝固胶态成形基本原理及工艺过程陶瓷作为一种重要的结构和功能材料，被广泛应用于化工、冶金、电子、机械、航空、航天、生物等各个领域。
陶瓷材料成型是为了得到内部均匀和高密度的坯体，提高成型技术是制备高性能陶瓷材料的关键步骤。
不同形态的陶瓷粉体应用不同的成型方法。
如何选择适宜的成型方法，主要取决于对陶瓷材料的性能要求和陶瓷粉体的自身性质（如颗粒尺寸、分布、表面积），下面小编简要介绍几种陶瓷材料成型工艺。
陶瓷材料成型工艺主要分为胶态成型工艺、固体无模成型工艺、气相成型工艺等。
认识陶瓷材料成型工艺一、胶态成型工艺1、挤压成型挤压成型是指将陶瓷粉体、粘结剂、润滑剂等与水均匀混合，然后将塑性物料挤压出刚性模具即可得到管状、柱状、板状以及多孔柱状成型体。
挤压成型优点是：工艺过程简单、适合工业化生产。
缺点是：物料强度低、容易变形，并可能产生表面凹坑和起泡、开裂以及内部裂纹等缺陷。
挤压成型广泛应用于传统耐火材料如炉管、护套管以及一些电子材料的成型生产。
2、压延成型压延成型是指将陶瓷粉体、添加剂和水混合均匀，然后将塑性物料经两个相向转到滚柱压延，而成为板状素坯的成型方法。
压延法成型优点是：密度高，适于片状、板状物件的成型。
3、注射成型陶瓷注射成型是借助高分子聚合物在高温下熔融、低温下凝固的特性来进行成型的，成型之后再把高聚物脱除。
注射成型优点是：可成型形状复杂的部件，并且具有高的尺寸精度和均匀的显微结构。
缺点是：模具设计加工成本和有机物排除过程中的成本比较高。
目前，注射成型新技术主要有水溶液注射成型和气相辅助注射成型。
（1）水溶液注射成型水溶液注射成型采用水溶性的聚合物作为有机载体，很好的解决了脱脂问题。
水溶液注射成型技术优点是：自动化控制水平高，而且成本低。
（2）气体辅助注射成型气体辅助注射成型是把气体引入聚合物熔体中而使成型过程更容易进行。
适合于腐蚀性流体和高温高压下流体的陶瓷管道成型。
4、注浆成型注浆成型工艺是利用石膏模具的吸水性，将制得的陶瓷粉体浆料注入多孔质模具，由模具的气孔把浆料中的液体吸出，而在模具中留下坯体。
陶艺的制作的七种方法
陶艺的制作的七种方法包括：⑴捏塑成型法——用挤、压、抹的方法，归纳起来，用手直接对泥料进行揉、搓、捏、挤、压、抹等最原始、最纯朴的操作，并加以简单的辅助工具，使泥料成型的方法就叫作捏塑成型法。
捏塑成型法在陶艺制作中广泛运用，不同比例大小的陶艺作品都可以通过捏塑成型的方法来制作。
⑵泥条成型法——是一项需要精确、技能和时间的艺术形式，也是一门非常古老原始及世界广为运用的陶艺技法。
从我国现已出土的原始陶器中，仔细观察能够发现有泥条成型的痕迹。
泥条成型的壶、罐和雕塑能在博物馆内见到。
②泥条成型法较为常见的是盘筑．．，就是将泥条一圈一圈能过围绕、粘接而构筑成形体，后再进行整修、刮划、打磨等艺术加工，使泥条痕迹不易表露。
除了盘筑外，还可以有些较为现代和个人化的表现，如泥条竖立成型、泥条编织成型等。
③搓泥条的方法：双手将泥块捏成粗条，然后反粗泥条压在桌上前后滚动，并向两边用力拉伸，最后搓成一根粗细均匀的泥条。
⑶泥板成型法——将泥块通过人工或压泥机滚压成泥板，然后用这些泥板来塑造作品的方式，传统也称为镶器成型。
制作时利用湿泥的柔软特点，可以随意扭曲、挤压塑造造型；利用干泥的坚硬特点，也可以进行泥板拼贴、粘接来造型。
在黏结中要求使用的的泥板保持干湿度的一致。
⑷拉坯成型法——拉坯成型是陶艺造型的又一种方法，它是借助于陶车转盘的快速转动来进行手工拉制坯体造型，同时它也是最广泛应用的一种成型方法，但是拉坯需手、脑及全身配合默契，高度协调的手工造型方法，要求具有一定技艺，需在多次练习中慢慢掌握拉坯造型的一些方法和技巧，通过反复练习，熟而生巧才能完成造型创作。
⑸模具成型法——①压坯成型法——指将干粉或湿泥放入模具中，用机器压出造型的方法，可以分为干粉压坯成型和湿泥压坯成型。
有些志砖就是干粉压制成型的，而有些杯子或盘子是由湿泥压制成型的。
②印坯成型法——把模具分成若干片，把擀好的泥片分别粘在石膏模具上，然后进行黏结组合。
印坯成型和注浆成型原理一样，通过石膏模具吸收水分成型。
《陶瓷作品素材》课件——陶瓷石膏浇铸
2021年3月26日
一、石膏浇铸介绍
石膏浇铸（也称注浆成型）是将制备 好的泥浆注入多孔模型（石膏模）内，贴 近模壁的一层泥浆中的水分被模具（如石 膏）吸收后便形成了一定厚度的均匀泥层； 将余浆倒出后，泥坯因脱水收缩而与模型 脱离开来形成毛坯。从广义来说，凡是坯 料具有一定液态流动性，注入模型中凝固 成型的成型方法都可称为注浆成型法。
陶瓷 咖啡 杯绘 制训 练
作业要求：
1.绘制石膏浇铸工艺流程图1张。
2.工艺流程正确。
3.线条清晰明了。
4.画面整洁，题写姓名。
5.把自己完成的作饰计—茶与杯制制作作
泥浆泥浆注入石膏模，石膏模吸水形成薄泥层。 动力：石膏模的毛细管力。毛细管越细，水的表面张力越大，脱水推动力越大。 阻力：石膏模和坯体。 薄泥层的形成：石膏模—颗粒间；颗粒吸附于石膏模，形成薄泥层。
四、注浆成型方法
1. 普通注浆成型 空心注浆(单面注浆)
空心注浆对泥浆性能要求：比重小，稳定性好，触变性较小，细度较好。 空心注浆多用于浇注杯、壶、水箱等类产品的坯体。
四、注浆成型方法
1. 普通注浆成型 实心注浆(双面注浆)
空心注浆对泥浆性能要求：比重小，稳定性好，触变性较小，细度较好。 空心注浆多用于浇注杯、壶、水箱等类产品的坯体。
四、注浆成型方法
2. 强化注浆 压力注浆：用加大泥浆压力的方法加速水分扩散，从而加快吸浆速度。 真空注浆：用真空装置在石膏模外抽真空，或将石膏模放入真空室内。 离心注浆：使模型在旋转情况下注浆，泥浆受离心力左右紧靠模壁面成致密的坯体。
一、石膏浇铸介绍
注浆成型工艺简单，适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、壁 薄及大型厚胎的制品。
陶瓷成型方法
2、热压铸成型工艺
3、热压铸成型工艺 主要工艺参数：
(1) 腊浆温度：60～75℃，温度升 高，则腊浆的粘度下降，坯体致 密，但冷却收缩相应大。温度过 低，则易出现欠注、皱纹等缺陷。 (2) 钢模温度。决定坯体冷却凝固 的速度。一般为20～30℃。 (3) 成型压力：与浆桶深度、料浆 性能有关。压力升高，坯体的致 密度增加，坯体的收缩程度下降。 一般可以采用0.3～0.5 MPa。
3、强化注浆成型方法
（注浆方法的改进）
在注浆过程中人为地施加外力，加速注浆过程的进行，使吸浆 速度和坯体强度得到明显改善的方法。 1） 真空注浆 模具外抽真空，或模具在负压下成型，造成模具内外压力差， 提高成型能力，减小坯体的气孔和针眼。
2）
离心注浆
使模型在旋转情况下进浆，料浆在离心力的作用下紧靠 模壁形成致密的坯体。气泡较轻，易集中在中间最后破 裂排出，故可提高吸浆速度与制品质量。要求：泥浆中 的颗粒分布范围窄，否则大颗粒集中在靠近模型的坯体 表面，而小颗粒集中在坯体内面，造成坯体组织不均匀， 收缩不一致。
2. 滚压成型的主要控制因素 （1） 对泥料的要求：水分低、可塑性好。成型时模具 既有滚动，又有滑动，泥料主要受压延力的作用。要求有 一定的可塑性和较大的延伸量。可塑性低，易开裂；可塑 性高，水分多易粘滚头。阳模滚压和阴模滚压对泥料的要 求有差别。阴模滚压受模型的承托和限制，可塑性可以稍 低，水分可稍多。 （2） 滚压过程控制：分压下（轻）、压延（稳）、抬起 （慢）阶段。 （3） 主轴转速（n1）和滚头转速(n2) ：控制生产效率； 对坯料的施力形式，控制坯体的密度均匀和表面光洁。 滚压头的温度热滚压：100～130℃，在泥料表面产生一 层气膜，防止粘滚头，坯体表面光滑。冷滚压：可用塑料 滚压头，如聚四氟乙烯。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
方法混合均匀的过程称为混料。（在球磨机中的混料过 程可同时实现粉碎和混合的双重目的。） 混料的两种基本形式： 1）干混 2）湿混
Байду номын сангаас
塑化
对于特种陶瓷，由于坯料中没有可塑性，在成形时
会出现裂纹，因此有必要在成形前进行塑化处理。 常用的塑化剂： 1）无机塑化剂：粘土等
2）有机塑化剂：
有机塑化剂
粘结剂（如聚乙烯醇） 增塑剂（如甘油） 溶剂 （如无水乙醇）
塑化剂选用和加入的原则
1）在保证坯料一定可塑性的条件下，尽可能减少塑化 剂的用量。
2）选用塑化剂时，需考虑塑化剂在烧结时排除的难易
和排除温度等因素。
造 粒
造粒就是加入塑性剂后，将细颗粒原料制备成粒度
较粗的混合料，以改善其流动性。
注浆法成形
以水为溶剂、粘土为粘结剂和陶瓷粉体混合，配制
成的具有较好流动性的料浆，再将料浆注入到具有产品
形状的石膏模中成形的方法。
热压铸成形
这种成形方法借鉴了金属压铸成形的工艺思路，利
用石蜡的高温流变特性，对陶瓷石蜡流体进行压力下的
铸造成形。
1）料浆的制备：将经过陶瓷粉体与6～12％石蜡和 0.1～ 1％硬脂酸或油酸表面活性剂加热到60～80℃再与熔 化的石蜡混合即可。 2）压铸：在压缩空气作用下充型，保压冷却，脱模。
塑性成形
借鉴金属的挤 压成形和轧制成
形工艺。
挤制成形
将具有 可塑性的泥 料，通过挤 机嘴成形。
轧膜成形
将陶瓷粉体和粘结剂、溶剂等置于置于轧辊上混
炼，使之混合均匀，伴随吹风，溶剂逐步挥发，形成一 层厚膜；调整 轧辊间距，反
复轧制，可制
得薄片瓷坯。
带式成形
一般用于制备厚度＜ 80μm的坯片。
第二节
陶瓷的成形方法
模压成形
模压成形是将混合料加入到模具中，在压力机上压
成一定形状的坯体的方法。
手动压制
自动压制
冷等静压成形
利用液态、气体或橡胶等作为传压介质，在三维方
向对坯体进行压制的工艺。冷等静压可分为干式和湿式 两种形式。 湿式冷等静压（液体为传压介质） 冷等静压 干式冷等静压（气体或弹性体为传压介质）
第七章
陶瓷的成形原理及工艺
混合料的制备 陶瓷的成形方法
第一节 第二节
第一节
混合料的制备
混合料的计算与称料
1）已知的化学计量式的配料计算； 2）根据化学成分进行的配料计算。
混合料配方的计算的两种基本形式：
称料时应注意的原则： 1）按组分含量由少到多的顺序称量。
2）采用累积称量法称量。
混料