陶瓷材料制备工艺
陶瓷的工艺流程

陶瓷的工艺流程介绍陶瓷是一种古老且广泛使用的材料,它具有耐高温、耐磨损、绝缘性和化学稳定性等特点。
陶瓷制造的工艺流程十分复杂,下面将详细介绍陶瓷的工艺流程。
材料准备陶瓷的材料主要是粘土、矿石和助熔剂。
粘土是陶瓷的主要成分,它提供陶瓷的可塑性和粘合力。
矿石中含有陶瓷的颜色和透明度的成分,助熔剂则用于降低烧成温度。
在制造陶瓷之前,这些材料需要进行筛选、混合和湿化处理。
瓷土造型在制作陶瓷之前,首先需要对瓷土进行造型。
造型的方法主要有手工造型和机械造型。
手工造型通常包括挤压、拉坯和捏制等技术,而机械造型则使用模具,将瓷土压入模具中进行成型。
干燥在造型完成后,陶瓷制品需要进行干燥。
干燥的目的是使陶瓷制品中的水分蒸发,提高其强度和稳定性。
干燥的过程需要控制温度和湿度,以防止制品出现开裂或变形。
烧成烧成是陶瓷制造的关键步骤。
烧成的目的是将干燥后的瓷器在高温下加热,使其变得坚固和耐用。
烧成的温度通常在1000摄氏度以上,不同种类的陶瓷需要不同的烧成温度。
烧成的过程被分为预烧和定烧两个阶段。
预烧是在较低的温度下进行,主要是为了将水分彻底蒸发。
定烧是在高温下进行,使陶瓷原料发生化学变化,形成玻璃相和晶体相。
烧成的时间和温度需要根据不同的陶瓷产品进行调整。
烧成设备烧成设备主要有窑炉和炉膛。
窑炉是将烧结温度控制在一定范围内的设备,可以根据需要调整温度和烧结时间。
炉膛是窑炉中的一个空间,用于放置瓷器。
炉膛通常由耐火材料制成,以承受高温并保持热量传导的效果。
烧成过程控制烧成过程控制包括温度控制、气氛控制和烧结时间控制。
温度控制是确保烧成温度达到设计要求的关键。
气氛控制是控制烧成过程中的氧气含量,以避免氧化反应或还原反应对陶瓷制品的影响。
烧结时间控制是根据制品的尺寸和厚度来确定的,过短的时间可能导致制品无法完全烧结,而过长的时间则可能导致制品失去细腻度。
烧成后处理烧成后的陶瓷制品需要进行后处理,包括清洗、琢磨和上釉等步骤。
清洗的目的是去除烧成过程中留下的灰尘和污染物。
陶瓷材料陶瓷制备工艺

❖伊利石
▪ 外观:多呈不规则片状;颜色洁白,黄色,绿色及褐色;
▪ 特性:伊利石类可以看做是白云母风化过程中形成高岭石和
蒙脱石的中间产物,转变程度不同,所形成的矿物不同,矿物 组成变化较多。伊利石类矿物构成的粘土,一般可塑性低,干 后强度大,干燥烧成收缩小,烧结温度低,烧结范围窄。
3粘土
✓ 高岭石 因层间易形成氢键;晶
胞间联结紧密,水分子 不易进入,故膨胀性小; 同时伊利石晶格置换现 象少,高岭石几乎无晶 格置换现象,阳离子交 换容量低,也使粘土的 水化膨胀差。
3粘土
三种常见粘土矿物的主要特点
粘土 矿物
高岭 石
化学组成 Al2[Si2O5][OH]4
C-间距
晶层间 吸水膨胀
1石英
SiO2在陶瓷生产中的作用
▪ 烧成前;石英为瘠性料不吸水,可调 节泥料的可塑性,是生坯水分排出的通 道,降低坯体的干燥收缩,增加生坯的 渗水性,缩短干燥时间,防止坯体变形; 利于施釉; ▪ 烧成时,石英的加热膨胀可部分抵消 坯体的收缩;高温时石英部分溶解于液 相,增加熔体的粘度,未溶解的石英颗 粒构成坯体的骨架,防止坯体软化变形。
原材料吸水性
吸水后的流动性
产品外形对称
壁厚
大小
②坯料制备
▪ 大气孔:团粒间孔
②坯料制备
▪ 中气孔:团粒内团聚粉粒间孔
②坯料制备
• 小气孔:团聚粒内 一次粒子间的孔
• 微气孔:一次粒子 内的气孔
③成形
注浆成型
成型方法 可塑成型
压制成型 类比于粉
末冶金
类比于塑 性加工
陶瓷生产工艺流程

陶瓷生产工艺流程一、原料准备陶瓷的主要原料包括粘土、石英、长石、矿物颜料等。
首先需要将这些原料按照一定的比例混合,以确保材料的均匀性和稳定性。
混合时,一般会加入一些润滑剂和分散剂,以提高材料的可塑性和流动性。
二、制备坯料原料混合后,需要进行制备坯料的步骤。
这一步主要包括研磨和筛分两个过程。
研磨是将原料的颗粒变得更加细小和均匀,以提高成型的精度和品质。
筛分是将研磨后的原料按照粒径进行分级,以便后续的成型工艺。
三、成型成型是将坯料塑造成所需形状的过程。
常见的成型方法有手工塑型、注塑、压制、转盘成型等。
手工塑型是一个传统的成型方法,通过手工将坯料塑造成所需的形状。
注塑是将坯料加热至一定温度后,注入模具中,然后通过压力或真空将其冷却并固化成型。
压制是利用机械设备将坯料挤压成型,常用于生产大规格和规整形状的陶瓷制品。
转盘成型是将坯料放置在转盘上,通过转动来塑造成型。
四、干燥成型后的陶瓷制品需要进行干燥,以去除坯料中的水分。
干燥的目的是防止在烧成过程中出现开裂和变形等问题。
一般采用自然干燥和热风干燥两种方式。
自然干燥是将成型的制品静置在通风良好的地方,让水分慢慢自然蒸发。
热风干燥则是利用热风设备将制品中的水分加热蒸发。
五、装饰装饰是为了增加陶瓷制品的美观和艺术性。
常见的装饰方法包括釉料涂饰、绘画、雕刻等。
釉料涂饰是将制品表面涂上一层釉料,然后进行烧成。
绘画是使用彩色颜料在制品表面绘制图案或图像。
雕刻则是利用刀具或其他雕刻工具在制品表面进行刻画。
六、烧成烧成是制造陶瓷制品的关键步骤,也是使其具有所需性能和坚固度的必要过程。
烧成的温度和时间根据制品和生产要求而定。
烧成过程分为预烧和成品烧两个阶段。
预烧是将装饰后的制品进行低温烧结,以固化釉料和陶瓷化坯料。
成品烧是在高温下对预烧后的制品进行高温烧结,使其具有一定的强度和耐磨性。
七、包装烧成后的成品需要进行包装,以保护产品的完整性和减少运输损伤。
包装通常采用泡沫箱、纸箱、木箱等方式进行,同时也需要进行标识和说明的贴附。
陶瓷材料及制备工艺

塑性成型工艺
采用塑性成型工艺,如挤压、轧制、 锻造等,可以制备高性能的精密陶 瓷部件。
低温烧成技术
降低陶瓷的烧成温度,可以减少能 耗和降低生产成本,同时提高陶瓷 的性能。
表面改性与涂层技术
表面涂层技术
01
在陶瓷表面涂覆一层具有优异性能的涂层,可以提高其耐磨损、
耐腐蚀、隔热等性能。
新型陶瓷采用先进的制备工艺和新型 原料,具有更加优异的性能和应用前 景,如高温陶瓷、功能陶瓷等。
近代陶瓷
随着科技的发展,近代陶瓷在材料制 备工艺、性能和应用方面取得了重大 突破。
02
陶瓷材料的制备工艺
原料的选取与处理
粘土
作为陶瓷的主要原料,粘土的可 塑性和粘结性为成型工艺提供了 基础。根据不同的陶瓷种类和用 途,选择不同成分和性质的粘土。
陶瓷基复合材料还可用于制造飞机和 火箭的轻质结构件,以提高飞行器的 燃油效率和性能。
电子信息领域
01
陶瓷材料在电子信息领域中主要 用于制造电子元件和电路基板, 如电容器、电阻器、集成电路封 装等。
02
由于陶瓷材料的介电常数高、绝 缘性能好、热稳定性优良,它们 在电子器件中起到关键的作用。
生物医疗领域
分类
根据用途和性能,陶瓷材料可分 为普通陶瓷、特种陶瓷、新型陶 瓷等。
陶瓷材料的特性与用途
特性
陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐 磨性、耐腐蚀、绝缘性好等特性。
用途
陶瓷材料广泛应用于电子、通讯、航 空航天、机械、化工等领域,如电子 元件、传感器、刀具、磨具等。
陶瓷材料的发展历程
古代陶瓷
新型陶瓷
古代陶瓷起源于中国,具有悠久的历 史,如瓷器、陶器等。
陶瓷的生产工艺

陶瓷的生产工艺陶瓷是一种广泛应用于生活中的材料,它在建筑、家居装饰、艺术品等领域都有着重要的地位。
下面将介绍一下陶瓷的生产工艺。
首先,陶瓷的生产工艺可以分为原材料准备、制泥成型、干燥和烧成四个主要步骤。
原材料准备是制作陶瓷的第一步。
通常使用的原材料包括粘土、石英、长石、瓷石、石英砂等。
这些原材料需要经过混合、研磨等工序,使其具备合适的成分和颗粒大小。
制泥成型是将准备好的原材料制成所需形状的第二步。
制泥一般有手工制泥和机械制泥两种方式。
手工制泥需要经验丰富的工匠用手将制泥材料进行揉捏和搓磨,使其达到适宜的湿度和均匀的质地;而机械制泥则是使用专业的陶瓷制泥机械完成,其优势是能够大批量地制备制泥材料并确保制泥质量的一致性。
制泥成型完成后,需要对制成的陶瓷进行干燥处理。
常见的干燥方法有自然晾干和机械干燥两种。
自然晾干是将湿度较高的制泥件暴露在空气中,利用自然风干的方式进行干燥;而机械干燥则是通过专门的干燥设备进行加热和适当的通风,以加速陶瓷的干燥速度。
干燥的目的是去除陶瓷中的水分,使其达到适宜的含水率,以便于后续的烧成处理。
最后,烧成是陶瓷制作的最重要的环节之一。
烧成的目的是使陶瓷经过高温处理,使其成型并具备一定的物理和化学性质。
根据烧成温度的不同,可以将烧成分为低温烧成、中温烧成和高温烧成三种类型。
低温烧成通常在800-1000℃之间进行,适用于一些日常用的陶瓷制品;中温烧成一般在1000-1300℃之间,适用于一些建筑和装饰领域的陶瓷制品;而高温烧成则可以在1300℃以上,适用于一些特殊陶瓷制品,如瓷砖、瓷器等。
总的来说,陶瓷的生产工艺包括原材料准备、制泥成型、干燥和烧成四个主要步骤。
在每个步骤中,都需要经过一系列的操作和处理才能最终制成高质量的陶瓷制品。
随着科技的进步,现代陶瓷制造工艺已经逐渐实现了机械化和自动化,大大提高了生产效率和制品质量。
陶瓷材料的制备工艺

陶瓷材料的制备工艺陶瓷是一种非金属材料,通常由粘土、瓷石和石英等原料经过加工而成。
其制备工艺可以分为原料处理、成型、干燥、烧结和表面处理等环节。
以下将详细介绍陶瓷材料的制备工艺。
一、原料处理陶瓷材料的制备首先需要对原料进行处理,确保其质量和性能满足生产要求。
原料主要有粘土、瓷石和石英等。
粘土是制备陶瓷的主要原料,其含水量要合适,过高过低都会影响成型和烧结的效果。
瓷石和石英主要用于增加陶瓷的硬度和耐磨性。
二、成型成型是将原料加工成所需形状的过程。
常见的成型方法有浇铸、注塑、压制和手工成型等。
浇铸和注塑是利用液态陶瓷浆料借助模具制作成型,可以批量生产。
压制是将湿陶瓷坯料经过压力机进行成型,适用于生产复杂形状的陶瓷制品。
手工成型则是通过手工捏塑、切割等方式进行成型,适用于少量生产和个性化需求。
三、干燥成型后的湿陶瓷坯料需要进行干燥处理。
干燥的目的是去除水分,防止成型品在烧结过程中产生裂纹。
常用的干燥方法有自然干燥和热风干燥。
自然干燥是将湿陶瓷坯料放置在通风良好的环境下,让其自然风干,时间较长。
热风干燥则是利用热风对湿陶瓷坯料进行加热和干燥,时间较短。
四、烧结烧结是将干燥后的陶瓷坯料进行高温处理,使其质地致密,获得所需的物理和化学性能。
烧结温度和时间根据所制备的陶瓷种类和要求而定。
常见的烧结设备有电窑、煤气窑和气体窑等。
在烧结过程中,陶瓷坯料会发生物理和化学变化,最终形成成品陶瓷材料。
五、表面处理表面处理是对烧结后的陶瓷进行修整和装饰。
修整是指对陶瓷表面进行打磨、抛光等处理,使其光滑平整。
装饰则是通过上釉、绘画等方式增加陶瓷的装饰性和艺术性。
上釉是将特殊材料涂在陶瓷表面,经过再次烧结,形成釉面的一种处理方法。
综上所述,陶瓷材料的制备工艺包括原料处理、成型、干燥、烧结和表面处理等环节。
通过合理的工艺流程,可以制备出质量良好、性能稳定的陶瓷制品。
陶瓷在日常生活、建筑、工业和艺术等领域都有广泛的应用,其制备工艺的优化和创新对于提升陶瓷制品的质量和价值具有重要意义。
陶瓷制备方法

陶瓷制备方法一、概述陶瓷是一种非金属材料,具有多种优良的物理和化学性质,如高温稳定性、耐腐蚀性、硬度高等。
陶瓷材料在日常生活和工业生产中有广泛应用,例如制作陶瓷器皿、建筑材料、电子元器件等。
本文将介绍几种常见的陶瓷制备方法。
二、干法制备方法1. 烧结法烧结法是将陶瓷原材料粉末在高温下进行烧结,使其颗粒间相互结合形成固体块材料。
该方法可分为普通烧结法和压电烧结法两种。
普通烧结法是将粉末制成坯体,然后在高温下烧结。
而压电烧结法是将陶瓷粉末与有机高分子混合后,压制成形,再在高温下进行烧结。
该方法具有成本低、制备周期短等优点,但制备出来的陶瓷材料致密度较低,有一定的气孔。
2. 真空压制法真空压制法是一种将陶瓷原材料粉末加热到熔点后,在真空环境下进行压缩成型的方法。
该方法制备出来的陶瓷材料致密度高、强度大,但成本较高。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将金属化合物或有机酸与其他化合物混合后,在加热和干燥后形成凝胶,然后再进行烧结。
该方法制备的陶瓷材料致密度高、粒度小,具有高温稳定性、耐腐蚀性等优点。
1. 凝胶注模法凝胶注模法是将陶瓷粉末与有机化合物混合后形成凝胶,然后放入注模机内注模,再进行热处理得到陶瓷制品。
该方法制备的陶瓷制品精度高、致密度好,表面光滑。
2. 喷雾干燥法喷雾干燥法是将含有陶瓷材料的溶液通过高压喷雾器雾化成微小颗粒,然后在气流中进行干燥得到陶瓷粉末。
该方法制备出来的陶瓷粉末粒度小、均匀,但成本较高。
3. 溶液浸渍法溶液浸渍法是将陶瓷原材料粉末加入到化学制剂的溶液中,使其渐渐凝结成凝胶,然后进行烧结制品。
该方法操作简单,成本低,但制备的陶瓷制品致密度不够。
坩埚法是一种古老的陶瓷制备方法,用于制作瓷器和陶器。
制作方法是将陶瓷原材料经过处理后,按一定比例混合后磨成均匀的陶瓷泥,放入坩埚内,在高温下进行烧制得到制品。
该方法适用于制作小型陶瓷制品。
2. 电化学制备法电化学制备法是一种利用电化学反应制备陶瓷材料的方法。
陶瓷的制备工艺

排塑
排除黏合剂,为烧成创造条件 使坯体获得一定的机械强度 避免粘合剂在烧成时的还原作用
4、烧结原理及工艺
烧结是指多孔状陶瓷胚体在高温条件件下,表面积减小、孔隙率 降低、机械性能提高的致密化过程。
保温阶段 升温阶段
冷却阶段
影响烧结的因素
粉料粒度
气氛
成型压力
影响因素 盐类选 择及煅 烧条件 添加剂
烧结温度
烧结方法:
反应烧结(加入气相或液相以获得一定强度和 精度) 热压烧结(加压) 常压烧结(常压) 热等静压(高温恒压) 气氛烧结(防氧化,加气) 放电等离子体烧结 微波烧结 爆炸烧结
5、陶瓷的加工
所谓的加工是指将一定的能量供给具有某些性能 的材料,使形状、尺寸、表面光洁度、物性等达到一 定要求的过程。 常见的加工处理方式主要有表面施釉、机械加工 及表面金属化。 施釉:提高瓷件的机械强度与耐热冲击性能,防 止工件表面的低压放电,使瓷件的防潮功能提高。 机械加工:可以使陶瓷制品适应尺寸公差的要求, 也可以改善陶瓷制品表面的光洁度或去除表面的缺陷。 方法有磨削,激光和超声波加工等
配料
已知化学计量的配料计算 配料 根据化学成分的配料计算
干混 混料 湿混 注意加料程序和混料磨介的使用
2、成型
陶瓷粉体、坯料进一步加工成坯体的这一过程称为成型
成型分为:干压成型、等静压成型、热压铸成型、塑性成型等
干压成型最常用:其工艺过程控制相对简单、容易掌控(需要进 行塑化、造粒处理)
3.干燥与排塑
固相法:通过固相到固相的变化来制造粉体。如:固 相反应法、热分解法、火花放电法、溶出法等。 液相法:共同点是以均相溶液为出发点,通过各种方 法使溶质与溶剂分离,溶质形成一定大小和形状的颗 粒,得到所需粉末的前躯体,热解后得到粉体。如: 水热法、沉淀法、水解法、喷雾法、沉淀法、乳液法、 蒸发溶剂热解法等。 气相法:直接用气体或通过各种手段将物质变成气体, 使之在气体状态下发生物理化学反应,最后在冷却过 程中凝聚长大形成纳米颗粒。如;溅射法、化学气相 反应法、气体中蒸发法、化学气相凝聚法等。
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陶瓷材料制备工艺陶瓷材料制备工艺区别于其它材料(金属及有机材料)制备工艺的最大特殊性在于陶瓷材料制备是采用粉末冶金工艺,即是由其粉末原料经加压成型后直接在团根或大部分团相状态下烧结而成,另一个重要特点是材料的制备与制品的制造工艺一体化。
即材料制备和零件的制备在同一空间和时间内完成。
因此,陶瓷材料工艺与其它材料工艺相比、其重要性在于:(1)粉料的制备工艺(是机械研磨方法。
还是化学方法)、粉料的性质(粒度大小。
形态、尺寸分布、相结构)和成型工艺对烧结时微观结构的形成和发展有着巨大的影病即陶瓷的最终微观组织结构不仅与烧结工艺有关,而且还显著地受粉料性质和特点的影响。
(2)由于陶瓷的材料零件制造工艺一体化的特点。
而使显微组织结构的优劣不单单影响材料本身的性能。
而直接影响着制品的性能,而这种影响并非像金属材料那样可通过后续的热处理工艺加以改善。
加之陶瓷材料本身硬、脆、难变形的特点。
使得陶瓷材料的性能受微观组织结构。
尤其是缺陷影响的敏感性远高于其它村例如金属和高分子材料)。
因此。
陶瓷材料的制备工艺更显得十分重要。
本节概要介绍陶瓷材料制造工艺。
主要内容包括制粉、成型和烧结三部分。
一、粉末原料制备加工与处理1.粉末的品质对陶瓷性能的重要影响由于陶瓷材料是采用粉末烧结的方法制造的,而烧结过程主要是沿领料表面或晶界的团相扩散物质的迁移过程。
因此界面和表面的大小起着至关重要的作用。
就是说,粉末的粒径是描述粉末品质的最重要的参数。
因为粉末粒径越小。
表面积越大、或说粒度越小。
单位质量粉末的表面积(比表面积)越大。
烧结时进行团相扩散物质迁移的界面越多。
也就越容易致密化。
制备现代陶瓷材料所用粉末都是亚微米(<lμm)级超细粉末,且现在已发展到纳米级超细粉。
粉末颗粒形状、尺寸分布及相结构对陶瓷的性能也有着显著的影响。
2.粉末的制备方法粉末制备方法很多。
但大体上可以归结为机械研磨法和化学法两个方面。
(1)机械研磨粉碎法。
传统陶瓷粉料的合成方法是因相反应加机械粉碎(球磨)。
其过程一般为:将所需要的组分或它们的先驱作物质用机械球磨方法进行粉碎并混合。
然后在一定的温度下锄烧,使组分之间发生因相反应。
得到所需的物相。
即琢磨的方法将物料细化。
得到一定细度的粉料。
这种方法虽然易于工业化。
但在球后过程中易引人杂质而造成污染。
同时,机械球磨混合无法使组分分布达到微观均匀。
而且粉末的细度有限。
通常很难小于lμm而达到亚微米级。
机械球磨法又分子摩和湿摩两种方法。
(2)化学法。
为了克服机械研磨法的缺点,近年来人们普遍采用化学法会成各种粉末原料。
化学法与传统的机械研磨法的不同见该法通过化学的手刚溶液或气们便组分均匀混合,并通过化学反应使颗粒从波相、气相或因相中形核析出两制得细颗粒粉料。
根据起始组分的形态和反应不同,化学法可分为以下三种类型:①液相法。
起始的组分包含在溶液中。
通过溶剂的蒸发浓缩析出或溶液中各组分门的叵应沉淀析出后过滤鲜手段使洛质从溶液中桥出(如共沉淀法)。
②气相法。
通过气相反应过程使颗粒从气体中桥出(如CVD法)。
③因相法。
从固体出发,通过盐类分解或因相物料门的化学反应得到所需组分的粉料(如高温自蔓延会成法)。
液相法使用得较为普遍,此法比较适用于氧化物陶瓷粉料的制备;气相法一般适用于非氧化物陶瓷粉末的制备调相法适合于单组分氧化物陶瓷粉料的制备。
二、成型所谓成型就是将粉末原料室接或间接地转变成具有一定形状体积和强度的成型体,也称素坯。
粉末成型是陶瓷材料或制品制备过程中的重要环节。
粉末的成型方法很多。
成型方法的选择主要取决于制品的形状和性能要求及粉末自身的性质(粒径、分布等)。
1.成型在陶瓷材料烧结致密化中的作用陶瓷材料的成型除将粉末压成一定形状外。
主要是通过外加压力,使粉末颗粒之间相互作用接触。
并减少孔隙度。
使颗粒之间相互接触点处产生并保自残余应力(外加能量的储存)。
这种残余应力在烧结过程中,即是因相扩散物质迁移致密化的驱动力。
没有经过冷成型压实的粉末,即使在很高的温度下烧结,也不会产生致密化而形成陶感而经压实成型的还体。
经烧结后即盯得到致密无孔的陶瓷。
可冕成型在陶瓷烧结致密化中的重要作用。
2.干压成型(1)成型工艺过程。
干压成型即单轴向压制成型、其过程包括;①颗粒准创o 模具填充:③加压成型;④脱模等步骤。
如图11.1所示(2)成型素坯性质三要素:①素还无宏观缺陷如分层、缺角和剥离等现象;②素还应具有足够的强度;③亲还成型密度高。
气孔凡十分布窄而单一。
内部国微组织均匀。
以上三个要素中第③点取决干粉料自身的性质。
第①、②点则与粉料的成型操作有关。
要做到这两点。
成型时应遵守下列操作三要素。
(3)干压成型操作三要素①颗粒流动性好。
颗粒在模具中能自由流动并达到均匀充填,充填密度高。
不均匀充填可导致宏观缺陷及密度不均。
②素坯中颗粒间有足够粘接强度。
③加压时。
粉料与模壁摩擦力小。
摩擦力大可导致分层及上下密度不坏上述三要素中。
第}③点取决干粉料本身的性质。
第③点则与模具的表面处理有关。
成型时模具与粉末接触表囫要喷洒润滑剂。
以保证成型时压力传递和顺利脱模。
3.冷等静压成型(CIP)干压成型虽然是一种最基本、最简单的成型方法。
但由于密度和应力分布不均易产生分层,特别是压力高时尤为显著。
又由于干区成型只适用于简单形状。
如块状、圆盘状等横截面积大但高度小的样品。
而对于长径比大的长棒状或长街状及其它形状复杂的样品则不适用。
冷等葡压成型方法则能弥补干区成型的不足。
冷等陪压成型是将粉末装入可压缩的模具(如橡胶模具)中。
排气后密封。
将其放人感病流体的密封高压容器内然后通过病区流体系给该容器加压,漫漫在高压流体中的装有粉料的可压缩模具从各个方向上受到相同的压力,从而使成型还体被均匀压实。
这样可大大减少由于模壁与粉料的摩擦而产生的应力分布与密度不均,导致分层、剥离等缺队从而提高成型体素坯的质量。
冷等静压成型与子成型相比。
除可得到密度均匀无缺陷的成型体及可用于长径比大的和形状复杂的本部件外,还可以实现施加到400 MPa~500MPa的高压力。
从而进一步提高成型体的致密度,为后续的烧结致密化创造有利条件。
三、烧结烧结是将成型后的还体加热到高温(有时如加压)并保持一定时间,通过团相或部分液相扩散物质迁移,而消除孔隙。
使其致富他,同时形成特定的显微组织结构的工艺过民伟结工艺与形成的显微组织结构及其性能有着密切的关系。
因此烧结是陶瓷材料制备工艺过程中的一个十分重要的最终环节。
当然。
近年来也开始对陶瓷材料进行像对金属一样的热处理。
以改善性能。
1. 常任烧结或称无压烧结常压烧结就是在大气中烧结。
即不抽真空也不加任何保护气氛在电阻炉中进行烧纨这种方法适用于烧结氧化物陶瓷。
非氧化物陶瓷有时也通过埋粉面采用常压烧结。
常区烧结用电阻炉的关键部件是发热体元件。
精密陶瓷烧结温度比传统陶瓷民一般均在1300℃以上、常压烧结常用的加热作为MoS2、ZrO2及LaCrO3。
等、使用炉温为1300~1800℃。
通常生产中应根据不同材料的烧结温度。
选择不同加热体的电阻炉。
如果俗要更高的温度,则R有采用石墨加热体,最高使用温度可达2 500℃,但必须在非氧化性气氛或真空中使用。
2. 热压烧结(HP)热压烧结即是同时加温加压(机械压力而不是气压)的烧结方法,加压方式一般都是单轮向加压。
热压时的压力不能太高。
如石墨模具的最大使用压力为70 MPa,一般热压时的最高额定区力为50 MPa。
而冷压成型的压力可达200 MPa。
甚至更高。
热压烧结的加热方式仍为电附加热,加压方式为液压传动加载。
热压烧结使用的模具多为石墨模具。
它制造简单、成本低。
但必须在非氧化性气氛(真空或保护气氛)中使用。
特殊情况下可使用陶瓷加A12Q模具。
其使用压力可高达20D MP。
适用于氧化性气氛。
但制作困难、成本高、寿命低。
值得注意的是热压模具和加热体对气氛的要求必须一致,而不能相互矛盾。
因此。
一般热压烧结时大都用石墨加热体和石墨模具,使用NZ气保护。
如在氧化性气氛〔大气)中热压烧结。
则应选从SJC。
Mdez或l。
Cr()加热体,同时用AhO3或Z喝等氧化物陶瓷模具。
当然前提是所压的材料必须是氧化物或抗氧化性强的陶瓷材料。
热压烧结的主要优点是加快致密化进程,减少气孔军,提高致密度。
同时可降低烧结温度。
3.热等静压(HIP)尽管热压烧结有许多优点。
但由于是单轴向加压。
故只能制得形状简单如片状或环状的样品。
另外,对非等轴晶系的样品(如广一周。
O3等)热压后片状或住状晶粒严重择优取向而产生各向异性。
热等赞底是综合了冷等静压、热压烧结和无压烧结法三者优点的烧结方法。
加压方式与冷等薄压相似。
只是将其高医容器中的介质由液体技成气体(Ar)。
加热方式为电阻加热。
样品的表面应加一层耐高温密封不透气的且在高压下可压缩变形的包套,相当于冷等静压的橡胶模具。
否则,高压气体将渗入作品内部而使样品无法致密化。
粉料可以不经冷成型直接装人包套中。
进行热等落压。
也可经冷成型之后装入包套,再进行热等静压。
经无压烧结或热压烧结的样品也可以再进行热多倍压。
以进一步提高样品致密度和消除有害缺陷。
这时可以不加包套。
因气孔率低巨开放气孔很久封闭气孔在热等静任中全消除,但开放气孔仍然保留。
目前的HIP装置压力可达200 0 MPa( 000 atm)温度可达2 000℃或更高。
发热体的选择取决于烧结温度和样品的种类。
热等静压与热压和无底烧结一样。
已成功地用于多种结构陶瓷,如A12O。
、Sj3N4、SrOZ等陶瓷的烧结或后处理。
此外热等静伍还可以用于金属铸件、金属基复合材料、喷射沉积成型材料、机械合金化与粉末冶金材料和产品零部件的致密化处见。