坯料的种类及制备工艺

第四章坯料的种类及制备工艺

将陶瓷原料经过配料和加工后，得到的具有成形性能的多组分混合物称为坯料。4.1种类和质量要求4.2坯料制备的一般工艺流程4.3原料的预烧与精选4.4坯料制备过程4.1坯料的种类和质量要求1基本要求及分类1.1基本要求(1)坯料的组成能满足配方的要求；（符合配方、避免杂质）(2)各种组分混合均匀、包括主要原料、水分及塑化剂在坯料中都应均匀分布；(3)坯料各组分的颗粒达到要求的细度，以减少成型和干燥过程中的废品；(4)可塑和注浆成型用的坯料中空气含量应尽量减少，以免降低坯体强度和产品的机电性质。1.2分类根据成形方法不同(按含水量)

，坯料分为三类：1.注浆坯料，其含水率为28～35％；2.可塑坯料，其含水率为18～25％；3.压制坯料，其中干压坯料含水率为3～7％，半干压坯料含水率为8～15％。对坯料的要求分述如下：4.1.1注浆坯料1.流动性好:保证泥浆浇注成形时要能充满模型的各个部位；2.悬浮性好：浆料中各种固体颗粒能在较长一段时间悬浮而不沉淀的性质称为泥浆悬浮性；

3.触变性适当：受到振动和搅拌时，泥浆粘度会降低而流动性增加，静置后又恢复原状，此外，泥浆放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会变稠。这种性质称为触变性；

4.滤过性好：滤过性也称渗模性，是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。

注浆陶瓷坯料的质量控制主要是控制

：泥浆的比重、泥浆的流动性、泥浆的厚化系数

4.1.2可塑坯料1.良好的可塑性:坯料的可塑性一般取决于强可塑原料(粘土)或塑化剂的用量;2.一定的形状稳定性:指可塑坯料在成型后不会因自身重力而塌陷变形,尤其是对大型制品更是如此.可以通过调节强可塑原料的用量和含水量来控制;3.含水量适当:可塑坯料的含水量与成型方式有一定对应关系;强可塑性原料用量较多时,含水量较高;大件制品的可塑坯料含水量比小件制品低些;4.坯体的干燥强度和收缩率:生产上常用干坯的抗折强度来衡量它的干燥强度.大的干燥强度有利于成形后脱模、修坯、施釉、送坯等工序。坯体收缩大影响其造型和尺寸的精确度，坯体也容易变形和开裂。影响坯体干燥强度和收缩率的主要因素是坯体中强可塑原料的用量和水分含量。可塑性陶瓷坯料的质量控制主要是要控制：可塑性的调节、含水量的控制、气孔的控制4.1.3压制坯料1.流动性好：要求粉料能在短时间内填满钢模的各个角落，以保证坯体的致密度和压坯速度；2.堆积密度大：粉料的堆积密度常用单位容积的粉料质量来表示。堆积密度大，气孔率就小，压制后的坯体就越致密。3.含水率和水份均匀性：水是粉料成型时的润滑剂和结合剂。当成型压力较大时粉料含水可以少些，反之粉料含水可以多些。当粉料含水不均匀，即局部过干和过湿时便会出现压制困难，且砖坯在以后的干燥和烧成中易出现开裂和变形。4.1.4坯料的品质要求1.配方准确：两方面控制，首先准确称料（应除去原料中水分，按绝干料计），其次是加工过程中避免杂质混入；2.组分均匀：坯料中各组分，包括主要原料、水分、添加剂等应均匀分布（均化），否则会使坯体或制品出现缺陷，降低产品性能；3.细度合理：组分颗粒应达到一定细度(250目），并具有合理粒度分布；防止颗粒偏析；4.气孔少：坯料中或多或少的含有一些空气，空气的存在对产品品质和成形都有不利影响，应尽量减少其含量。为了保证产品品质和满足成形的工艺要求，坯料应具备下述基本条件：4.2坯料制备的一般工艺流程（见教材P110图）从图可见,坯料制备过程为:原料处理、配料、混合制备三部分。其中注意配方要准确，原料是以干式（脱水）计算。硬质原料：拣选，水洗（预烧）；粗、中碎，细磨粉。软质原料：拣选，干碾、湿碾机4.3原料的预烧与精选4.3.1原料的预烧

原料预烧的作用1.帮助碎化原料：例如大块石英岩质地坚硬，粉碎困难，利用石英多晶转变伴随的体积效应，将石英在粉碎前预烧并急冷，使其结构疏松，利于粉碎，一般预烧到900～1000℃；2.减少坯料收缩：例如粘土，可部分预烧成熟料，一般700～900℃，又如工业氧化铝（γ－Al2O3

）；3.改变结构形态：例如滑石具有片状结构，成形时容易造成泥料分层和颗粒定向排列，引起产品变形和开裂，通过预烧破坏片状结构；4.稳定晶型：例如γ－Al2O3

、TiO2、ZrO2等，在氧化气氛下预烧1250～1300℃，预烧γ－Al2O3α－Al2O31050～1500℃3.42～3.623.95～4.10TiO2板钛矿锐钛矿金红石其中以金红石的物理电气性能最好，同时生产含钛电容器陶瓷时，将TiO2原料预烧成金红石相，配釉用TiO2可不预烧。4.3.2原料的精选

原料的精选是指对于原料进行分离，提纯和除去各种有害杂质的过程。包括物理方法、化学方法和物理化学方法。物理方法：淘洗槽，水力旋流器，振动筛和磁选机（除铁）等原料的精选

淘洗

（去除原料的粗粒杂质，如沙砾、草根等）化学方法：溶解法和升华法淘洗法与水力旋流法比较淘洗与水力旋流器混用比较合理。因此在国内外陶瓷工业中正被广泛用来精选高岭土物理化学方法：浮选法和电解法4.4坯料制备过程4.4.1原料的破粉碎目的：1.使原料中的杂质易于分离；2.使各种原料能够均匀混合，使成形后的坯体致密；3.增大各种原料的表面积，使其易于进行固相反应或熔融，提高反应速度并降低烧成温度。粗碎设备：颚式破碎机中碎设备：轮碾机，反击式破碎机等细磨设备：球磨机，振动磨机，气流粉碎机(最细），环辊磨机（雷蒙磨）球磨机（重点介绍）是陶瓷行业普遍使用的细磨设备，起研磨和混合作用。球磨机陶瓷行业用球磨机的特点：1.间歇式作业2.内衬：为防止铁质混入采用硬质岩石或瓷砖作内衬及磨球，或用橡胶内衬；3.湿法球磨：比干磨效率高，制备的可塑泥料与泥浆质量比干磨好，颗粒细，灰尘少，出料时采用泵和管道输送，有利于提高除铁效率。影响球磨效率的因素：1.球磨转速：一般1吨左右球磨机转速为26～28转/分；2.研磨介质的数量，大小，外形，比重；3.料球水的比例普通陶瓷坯料为：1：（1.5～2.0）：（0.8