粉体制备与合成陶瓷工艺学

1、粉体制备与合成陶瓷工艺学2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理一、粉体颗粒n粉体颗粒指在物质的结构不发生改变的情况下，分散或细化得到的固态基 本颗粒。n一次颗粒指没有堆积、絮联等结构的最小单元的颗粒。n二次颗粒指存在有在一定程度上团聚了的颗粒。n团聚一次颗粒之间由于各种力的作用而聚集在一起称为二次颗粒的现象。第二节 粉体的物理性能及其表征2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理二、粉体颗粒的粒度218)(Dgfsstk2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理三、粉体颗粒的粒度分布2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理粒度分布曲线 频率分布曲线 累积分布曲线 2022-4-1

2、9河南省精品课程陶瓷工艺原理四、粉体颗粒的测试方法及原理方法条件技术和仪器显微镜法干或湿光学显微镜干电子和扫描电子显微镜筛分法干自动图像与分析仪干或湿编织筛和微孔筛湿自动筛沉降法干/重力沉降微粒沉降仪湿/重力沉降移液管，密度差光学沉降仪，射线返回散射仪，沉降天平，X射线沉降仪湿/离心沉降移液管，X射线沉降仪，光透仪，累积沉降仪感应区法湿电阻变化技术湿或干光散射，光衍射，遮光技术2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理续表方法条件技术和仪器X射线法干吸收技术，低角度散射和线叠加湿射线吸收表面积法干外表面积渗透干总表面积、气体吸收或压力变化，重力变化，热导率变化湿脂肪酸吸收，同位素，表面活性剂

3、，溶解热其他方法干或湿全息照相，超声波衰减，动量传递，热金属丝蒸发与冷却2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.2.2 颗粒形状、表面积和扫描技术2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.2.3 粉体颗粒的化学表征2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理二、表面化学成分2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.2.4 粉体颗粒晶态的表征2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理第三节 机械法制备粉体 机械冲击式粉碎（破碎） 一、鄂式破碎机 (a) 简单摆动型 (b)复杂摆动摆动型 (c)综合摆动型1-定颚；2-动颚；3-推动板；4-连杆；5-偏心轴；6-悬挂轴n主要用

4、于块状料的前级处理。n设备结构简单，操作方便，产量高。 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理二、圆锥破碎机 n按用途可分为粗碎（旋回破碎机）和细碎（菌形破碎机）两种n按结构又可分为悬挂式和托轴式两种。n圆锥破碎机的优点是： 产能力大，破碎比大， 单位电耗低。n缺点是：构造复杂，投资费用大，检修维护较困难。 1-动锥；2-定锥；3-破碎后的物料；4-破碎腔2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理三、锤式破碎机2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理四、反击式破碎机锤式破碎机和反击式破碎机主要是利用高速冲击能量的作用使物料在自由状态下沿其脆弱面破坏，因而粉碎效率高，产品粒度多呈立方

5、块状，尤其适合于粉碎石灰石等脆性物。1-高速转子；2-板锤；3-反击板2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理n在轮碾机中，物料原料在碾盘与碾轮之间的相对滑动及碾轮的重力作用下被研磨压碎。碾轮越重尺寸越大，粉碎力越强。n轮碾机常可分为轮转式和盘转式两种 轮碾机粉碎效率较低，但它在粉磨过程中同时具有破揉和混合作用，从而可改善物料的工艺性能；同时碾盘的碾轮均可用石材制作，能避免粉碎过程中出铁质掺入而造成物料的污染；另外，可较方便地控制产品的粒度。16-固定小刮板；17-固定大刮板；18-刮板架；19-栏杆 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.3.2 球磨粉碎1-电动机；2-离合器操

6、纵杆；3-减速器；4-摩擦离合器；5-大齿圈；6-筒身；7-加料口；8-端盖；9-旋塞阀；10-卸料管；11-主轴头；12-轴承座；13-机座；14-衬板；15-研磨n当筒体旋转时带动研磨体旋转，靠离心力和摩擦力的作用，将磨球带到一定高度。当离心力小于其自身重量时，研磨体下落，冲击下部研体及筒壁，而介于其间的粉料便受到冲击和研磨。n球磨机对粉料的作用可以分成两个部分。一是研磨体之间和研磨体与筒体之间的研磨作用；二是研磨体下落时的冲击作用。 n进料粒度为6mm，球磨细度为1.50.075 mm。2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理影响粉碎效率因素一般情况下用不同大小的瓷球研磨普通陶瓷坯料

7、时，料：球：水的比例约为1.2)。目前生产中趋向于增多磨球，减少水分，从而提高研磨效率的方法。2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理行星式研磨有以下显著特点：n（1）进料粒度：980 m左右；出料粒度：小于74 m (最小粒 度可达0.5m)。n（2）球磨罐转速快(不为罐体尺寸所限制)，球磨效率高。公转：37250 r/min，自转78527 r/min。n（3）结构紧凑，操作方便。密封取样，安全可靠，噪声低，无污染，无损耗。2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.3.4 振动粉碎振动粉碎效率的影响因素na、频率和振幅nb、研磨体的比重、大 小、数量nc、添加剂振动频率与粉料比表

8、面积的关系 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.3.5 行星式振动粉碎行星式振动磨示意图2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.3.6 雷蒙磨1 梅花架； 2 辊子； 3 磨环； 4 铲刀； 5 给料部； 6 返回风箱；7 排料部 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理扁平式气流粉碎机管道式气流粉碎机 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理n进料粒度约在0.1 mm之间， 出料细度可达m左右。n优点：不需要任何固体研磨介质，故可以保证物料的纯度；在粉碎过程中，颗粒能自动分级，粒度较均匀；能够连续操作，有利于生产自动化。n缺点是耗电量大，附属设备多；干磨时，噪音和

9、粉尘都较大。2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.3.8 搅拌磨粉碎连续湿式搅拌磨 间歇干式搅拌磨进料粒度应在1 mm以下，出料粒度为0.1 m。2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理n搅拌研磨具有下列特点：n(1)研磨时间短、研磨效率高，是滚筒式磨的10倍。n(2)物料的分散性好，微米级颗粒粒度分布非常均匀。n(3)能耗低，为滚筒式磨机的l/4。n(4)生产中易于监控，温控极好。n(5)对于研磨铁氧体磁性材料，可直接用金属磨筒及钢球介质进行研磨。n进料粒度应在1 mm以下，出料粒度为0.1 m。2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.3.9 胶体磨粉碎n粉碎原理：利用

10、固定磨子(定子)和高速旋转磨体(转子)的相对运动产生强烈的剪切、摩擦和冲击等力。被处理的料浆通过两磨体之间的微小间隙，在上述各力及高频振动的作用下被有效地粉碎、混合、乳化及微粒化。n进料粒度为1mm，出料粒度可达1m以下。2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.3.10 高能球磨粉碎2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2.3.11 助磨剂表面活性物质对钛酸钙瓷料比表面积的影响 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理第四节 化学法合成粉体 固相法 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理二、 化合反应法2022-4-19河南省

11、精品课程陶瓷工艺原理三、 氧化还原法 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理 液相法2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理一、沉淀法2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理（2）均匀沉淀法2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理（3）共沉淀法2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理二、醇盐水解法n醇盐水解制备超微粉体的工艺过程包括两部分，即水解沉淀法和溶胶凝胶法。n金属醇盐是用金属元素置换醇中羟基的氢的化合物总称，通式为M(OR)n，其中M代表金属元素，R是烷基（羟基）。金属醇盐由金属或者金属卤化物与醇反应合成，它很容易和水反应生成氧化物、氢氧化物和水化物。氢氧化物和其它水化物经煅烧后可以转化为氧化物粉体。2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理三、溶胶凝胶法2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理四、溶剂蒸发法溶剂蒸发法以金属盐溶液制备超微粉体 2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理(1) 冰冻干燥法冰冻干燥法原料及实验装置（a）冰冻装置；（b）真空干燥装置2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理2022-4-19河南省精品课程陶瓷工艺原理（2）喷雾干燥法（3）喷雾热解法喷雾热解法是将金属盐