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瓷器的生成与制造调查化学化工学院 08应用化学 xxxxxxxxxx摘要： 瓷器的制作是一个完整而复杂的生产过程，古今中外不同的历史时期、不同的窑口、不同的瓷器品种，其制作工序也各不相同。但一般而言，瓷器的制作通常有以下几道。瓷器的制作过程：练土瓷石-成型-阴干-素烧-釉下彩-施釉-高温烧成-釉上彩-低温烧成。 原料：瓷器制作关键词：瓷器、瓷器制作、制作工序正文：注浆成形的生产过程由以上9道工序组成，其中： 1.吃浆就是模具吸附泥浆中的水分，形成坯体的工序。 放浆又称空浆，是当坯体形成一定厚度时，排出多余泥浆的过程。放出的泥浆返回浆池(或罐)。回浆的方式有：(1)人工端桶回浆：(2)自然压力回浆，利用管道的坡度，使泥浆流回泥浆池；(3)利用泥浆泵抽回余浆：(4)负压回浆，即利用下注式压力注浆管道，用真空泵形成的负压，把泥浆抽回到泥浆罐。在以上各种方式中，除第一种外，均属于管道回浆。 2.巩固：放浆后坯体很软，不能立即脱模需经过一段时间继续排出坯体水分，增加其强度。这段时间称为巩固。巩固是注浆成形的主要工序之一，其持续时间约为吃浆时间的一半。 在巩固过程中由于模型继续吸水，坯体含水率不断下降，坯体由于水分排山而逐渐收缩。当坯体含水率下降到1920左右时(即脱模点)，巩固过程结束，此时坯体很容易从模型内取山。 3.脱模：从模型中取出粗坯的过程。脱模点的掌握是一个关键。脱模过早，坯休强度不够，脱模困难，且脱模后坯体易塌陷；脱模过迟，坯体会发生开裂。 4.修粘：包括一次修坯、打眼与粘接等过程。传统的注浆方式，脱模后的坯体内外表面都很粗糙。一般需经多次修坯，而且粘接的工作量也很大。现代采用高强石膏模或树脂模，压力注浆等手段，修粘的工作量已大为减少。修坯、打眼与粘接这些工作都需手工进行，容易出现废品，必须掌握好坯体含水率。 干燥： 预干燥(也称半干)，即将坯体含水率从1517(粘接时的含水率)降低到8左右。 现代注浆方式一般采用热风直接对坯休进行强制干燥，玻化瓷坯体预干燥收缩率为4，粘土坯体预干燥收缩率为2。 二次修坯(修刷)：是注浆成形的最后一道工序，将最终决定坯体的尺寸。修刷时坯体含水量要少、刷坯用水也要少，不能有油污。坯体修刷完毕后存放在28-35的室内，准备进行施釉。 2 注浆操作过程要点 (1)注浆时，要擦掉模型上的泥缕，进浆速度不宜太快，以使模型中的空气随泥浆的注入而排出，避免空气混入泥浆中，以及避免使坯体表面产生缺陷。 (2)浇注大型产品时，在棱角等收缩大的部位，注浆前，可在模型内的相应处贴上绸布，使各部分水分移动的速度尽量均衡，以防止开裂。 (3)需上型芯成形的制品，事先在型芯上撒石粉，帮助脱模。 (4)掌握好吃浆时间的长短，以保证坯体的厚度。 (5)放浆前应敞开气眼，速度不宜太快，以免模型内产生负压，使坯体过早脱离模型造成变形或塌落。 (6)修粘时，零部件坯体应比主坯体含水率稍低23。 陶瓷注浆成形模具制造过程 1 模具的制造过程 卫生陶瓷模具的制造是一项既复杂又细致的工作，需要高超的技艺。为了制成供注浆使用的工作模，需经过一系列严密地工作。其一般制造过程可分为以下五步： 第一步：制作原型 原型尺寸与卫生陶瓷成品一致。系根据设计图纸(或样品)做成。若已有实物样品需进行仿制，则可省去第一步。 第二步：制作原胎 原胎又称模种，其尺寸与卫生陶瓷坯体一致。系根据原型经过放尺(增加干燥、烧成过程的总收缩)制成。在有些情况下也可直接根据设计图纸或实物样品，经过放尺制成。 第三步：制作凹胎 凹胎又称模种，系由原胎翻制而成。 第四步：制作凸胎 凸胎又称母模，系由凹胎翻制而成。它一般包括底模与模围或型芯与模围。 第五步：制作工作模 工作模又称子模，系由凸胎翻制而成，供注浆成形使用。 2 模具的材质与分类 (1)传统浇注用的石膏模具 其制造过程：将标准的型半水石膏粉，加水制成石膏浆，经搅拌、真空脱气等处理，注入母模内，石膏硬化后，脱模，再经适当修整，装配，在5060下干燥57天即成。 (2)低压快排水浇注用的石膏模具 有带微孔管网和不带微孔管网两种。带微孔管网的石膏模具与前面不同的主要是：在浇注前要先在母模内的相应部位(距浇注工作面2公分处)，放入经过定型的管网，这些管网的接口，能与成形线上的真空和压缩空气管路相连接，以便浇注时排水、脱模和模具脱水。 制造微孔管网的材料有：微孔玻纤软管，管径=7.5mm；编织网格用的尼龙丝=9.5um：网用的树脂浸渍液(系由树脂、催化剂、引发剂、滑石粉等配制而成)。将这些编网材料在另一个专门制作的辅助母模内编成管网并固化，脱模取出后，用于制作母模。 所用的石膏有石膏或石膏。后者比前者抗折强度要高1倍；表面显微硬度要高60，抗拉强度则要高山约2倍。但标准稠度吸水率则低30左右。故石膏更适宜制作强度高的石膏模型。 (3)适于卫生瓷高压注浆用的微孔树脂模具 这种微孔树脂模具分为带有管网的和不带管网的两种。为能满足卫生瓷高压注浆要求，共抗压强度般不小于20兆帕，在10兆帕压力作用下应无明显变形，透水率在0.100.13 m3m2s。这种模具的主要材料是树脂，其制造关键是高强度树脂材料的配方及其制备方法。 用于高压注浆的模具制造过程比较复杂，各公司公布的资料又很少，需要时可参阅“建筑卫生陶瓷工程师手册”第8章的有关内容。 (4)化学石膏模具 与前述低压快排水模具制造过程基本相同。共不同点主要是在模具材料中加入了能提高具强度的化学试剂。 制作要点：化学石膏浆注入模具后，在凝固过程中，从微孔管网入口吹入压缩空气，使工作模内形成气孔，石膏凝固后从母模里脱出工作模。修补表面的小缺陷，在非工作面涂刷防水层(20虫漆乙醇溶液)。 适用范围：化学石膏模具使用的压力范围是0.40.6兆帕，可用于中压注浆。 3 注浆前的模型处理 对注浆用模具的基本要求是：(1)有良好的吸水性以保证有足够的吃浆速度，缩短注浆周期；(2)有足够的机械强度，包括抗折、抗拉、抗压强度，以保证制品不变形：(3)表面光滑、无油污和泥缕，易于脱模，坯体质量好，可减少修坯的工作量。(4)尺寸、形状符合要求；(5)使用寿命长。 模型的处理过程： (1)烘干 烘干的目的是排出模型中过多的水分，以利于注浆成形。注浆用的石膏模型，其水分含量最大不应超过19，最小不低于4。 正常浇注中的石膏模型，一般在每天成形使用后，及时清理干净口缝上的跑边泥后，就放在车间内自然烘干。保持车间内温度在2835，相对湿度在5070。 若需在6060下对模型进行烘干，则应组装成套，上紧夹具，放置平稳。不要单件进行干燥，以免变形。 (2)清理 清理就是清除使用后模型上的泥、碱毛、灰土等杂质。 (3)擦模 擦模又叫刷水，是模型处理工作中最为重要的一环，也是保证产品质量的关键。擦模未擦好，易出现塌、变形、裂等缺陷。 擦模对成形的作用主要是通过润湿模型，并擦出一层石膏浆，在模型表面形成Ca-粘土结构层，使坯体与模型能适当紧密的结合，达到湿坯不粘模和不出坯裂的目的。 对不同的具体情况(如模型的新旧程度、干湿程度、环境的温度与湿度、模型的形状和部位等)需要有不同的擦法，操作人员只能通过实践灵活掌握： (4)组装 组装是注浆前模型处理的最后一道工序。把需要组装在一起的模具部件，装卡牢固，塞严防浆口，准备注浆 陶瓷干燥法及干燥设备 1.1 卫生陶瓷生产对干燥器的要求 (1)要有良好的干燥质量，而且干燥制度要易与控制，操作方便灵活。 (2)产量要高，并要利于下一道工序的进行。 (3)能源消耗要少，在可能情况下应尽量利用工厂的余热。 在自然干燥的老式企业里干燥的能耗很高，有的甚至达到生产能耗的40。由于干燥的操作温度较低，而陶瓷烧成又离不开高温窑炉，因此一般陶瓷工厂都有大量余热可供利用。 (4)生产强度高，占地少。 (5)省力，省工序，特别是易于和前后工序连成自动线，减少搬运次数。 (6)对环境污染小。现代注浆车间里有大量精密的机械设备，有时需要安排两班或三班生产。因此，不能适应高温高湿的环境。 12 干燥器的分类 (1)按干燥制度是否进行控制 可分为：自然干燥和人工干燥。由于人工干燥是人为控制干燥过程，所以又称强制干燥。 (2)按干燥方法不同进行分类 可分为： 1)对流干燥 其特点是利用气体作为干燥介质，以一定的速度吹拂坯体表面，使坯体得以干燥。 2)辐射干燥 其特点是利用红外线、微波等电磁波的辐射能，照射被干燥的坯体使其得以干燥。 3)真空干燥 这是一种在真空(负压)下干燥坯体的方法。坯体不需要升温，但需利用抽气设备产生一定的负压，因此系统需要密闭，难以连续生产。 4)联合干燥 其特点是综合利用两种以上干燥方法发挥它们各自的特长，优势互补，往往可以得到更理想的干燥效果。 还有一些干燥方法，在卫生瓷生产中没有得到应用。 按干燥制度是否连续分为间歇式干燥器和连续式干燥器。 连续式干燥器又可按干燥介质与坯体的运动方向不同分为顺流、逆流和混流；按干燥器的外形不同分为室式干燥器、隧道式干燥器等。 13 成形车间干燥系统 这种干燥系统主要适用于石膏模每天只成形一次(白班成形)的工厂，按间歇方式操作。按照干燥制度能否调节分成以下两种干燥系统。它们具有的共同优点是：坯体在脱模以后，无需多搬动即可进行干燥，不需另建干燥器，节省投资：能充分利用成形车间的热量和空间。 (1)传统的成形车间干燥系统 过去传统的方式是在成形车间内安装蒸汽管道和散热器。在成形工人下班后，打开蒸汽阀门，提高成形室内的温度，对坯体进行加热干燥。 由于车间内湿度不能控制，加热效率很低，现在已较少使用。 (2)带温、湿度自动控制的成形车间干燥系统 这种系统已属于人工干燥，其结构如下图所示： 图中，在各组台架之间均匀设置吹风管道(3支或更多)。室外新鲜空气由抽风口被吸入管道内，与室内部分再循环的干燥废气混合，经过滤器除去空气中的杂质，再经冷却管、加热器，最后由通风机加压后送入吹风支管，对湿坯进行对位干燥。 陶瓷坯体的干燥过程 在对流干燥过程中介质与坯体之间既有热交换，又有质交换，可以将其分为下面三个既同时进行又相互联系的过程： (1)传热过程 干燥介质的热量以对流方式传给坯体表面，又以传导方式从表面传向坯休内部。坯体表面的水分得到热量而汽化，由液态变为气态。 (2)外扩散过程 坯体表面产生的水蒸汽，通过层流底层，在浓度差的作用下，以扩散方式由坯体表面向干燥介质中移动。 (3)内扩散过程 由于湿坯体表面水分蒸发，使其内部产生湿度梯度，促使水分由浓度较高的内层向浓度较低的外层扩散，称湿传导或湿扩散。 当坯体中存在有温度梯度时，也会引起水分的扩散移动，移动的方向指向温度降低的方向，即与温度梯度的指向相反，这种单由温度梯度引起的水分移动称热湿传导或称热扩散。 在实际的干燥过程中，水分的内扩散过程一般包括湿传导和热湿传导的共同作用。 (二)坯体干燥过程的特点 干燥过程依次分为如下几个阶段； (1)加热阶段 由于干燥介质在单位时间内传给坯体表面的热量大于表面水分蒸发所消耗的热量，因此受热表面温度逐步升高，直至等于干燥介质的湿球温度，即到达图中A点，此时表面获得热与蒸发耗热达到动平衡，温度不变。此阶段坯体水分减少，干燥速率增加。 (2)等速干燥阶段 本阶段仍继续进行自由水排除。由于坯体含水分较高，表面蒸发了多少水量，内部就能补充多少水量，即坯体内部水分移动速度(内扩散速度)等于表面水分蒸发速度，亦等于外扩散速度，所以表面维持潮湿状态。另外，介质传给坯体表面的热量等于水分汽化所需之热量，所以坯体表面温度不变，等于介质的湿球温度。坯体表面的水蒸汽分压等于表面温度下的饱和水蒸汽分压，干燥速率恒定，故称等速干燥阶段。 因本阶段是排除自由水，故坯体会产生体积收缩，收缩量与水分降低量成直线关系，若操作不当，干燥过快，坯体极易变形、开裂，造成干燥废品。 等速干燥阶段结束时，物料水分降低到临界值，K点即为临界水分点。此时尽管物料内部仍是自由水，但在表面一薄层内已开始出现大气吸附水。 (3)降速干燥阶段 K点为等速干燥阶段与降速干燥阶段的转折点。自K点继续降低水分，过程即进入降速阶段。此时，坯体含水量减少，内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度，表面不再维持潮湿