陶瓷材料的成形#知识材料

1、福州大学材料科学与工程学院材料制备与加工实验预习报告姓名杨剑伟学号181400234专业材料科学与工程实验项目陶瓷材料的成形1、 实验原理1、模压成形 模压成型是将具有适当含水率的坯料装入金属模具中，在力的作用下加以压缩（通常为单向加压），坯料内孔隙中的气体部分排除，颗粒位移、逐步靠拢，当受力足够大时颗粒发生变形、碎裂，互相紧密咬合，最终形成截面与模具截面相同、上下两面形状由模具上下压头决定的坯体。坯体内孔隙尺寸显著减小、孔隙数大大减少，坯体密度显著提高，具有一定的强度。 传统陶瓷材料中常有含有粘土，粘土本身就是很好的塑化剂。而特种陶瓷的粉料一般为很细的瘠性物料，将对成型产生不利的影响：一是因

2、流动性差和拱桥效应，影响对模腔的均匀填充；二是粉体越细、松装高度越大，压缩比大，因摩擦而产生的力损失亦大，易使坯体密度不均匀；三是孔隙中气体较难排出，易因弹性后效作用使坯体产生层裂。故需添加塑化剂并进行造粒处理后，才能进行模压成型。 影响模压成型的因素很多，除了物料的性能外，主要是压制方式和压制制度以及润滑剂的使用。压制方式的影响：由于颗粒间内摩擦和颗粒与模壁的外摩擦而造成压力损失，单向加压容易在压坯高度方向和界面范围产生密度不均匀现象，尤其当压坯高度比值较大时，为此可采取双向加压或两次先后加压来减少这一不均匀现象；压制压力的影响：当压坯截面面积和形状一定时，在一定范围内，压力增大有利于压坯密

3、度的提高，但在接近密度的极限值时，再提高压制压力无助于密度进一提高，且易出现层裂或损坏模具；保压时间的影响：为使坯体内压力传递充分，有利于压坯密度分布均匀，以及有利于更多气体沿缝隙排出，必须要有足够的保压时间。2、注浆成型 注浆成型是利用石膏模的吸水性，将具有流动性的泥浆注入石膏模内，使泥浆注入石膏模内，使泥浆分散地粘附在模型上，形成和模型相同的坯泥层，并随时间的延长而逐渐增厚。当达到一定厚度时，经干燥收缩而与模型脱离，然后脱模去除坯体。注浆成型是一种适应性大，生产率高的成型方法。凡是大型，形状复杂，不规则或薄胎制品，均可采用注浆成型法来生产。因此注浆成型在日常陶瓷，工业美术瓷，卫生洁具瓷级现

4、代陶瓷等领域得到广泛应用。 传统浇注用的石膏模具，其制造过程是首先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，再经适当休息整，装配整，装配，在5060：C下干燥57天即成。 为了提高注浆生产效率，并获得高质量的坯件，要求泥浆具有良好的性能：1 泥浆的流动性良好，即泥浆的粘性小，在使用时能保证泥浆在管道中的流动并充分流注到模型的各部位。2含水量尽可能低，在保证流动性的前提下，尽可能的减少泥浆的含水量，这样可减少注浆时间，增加坯体强度，降低干燥收缩，缩短生产周期，延长石膏模型使用寿命。3稳定性好，泥浆中不会沉淀出任何成分，泥浆各部分能长期保持组成一致，

5、使注件组织均匀。4过滤性（渗透性）要好，即泥浆中水分能顺利通过附着在模型壁上的泥层而被模型吸收。5聚源适当的触变性。泥浆经过一段时间存放后粘度变化不宜过大，这样泥浆便于输送和贮存，同时又要求脱模后的坯体不至于受到轻微震动而软塌，所以要有适当的才触变性。6 泥浆中空气含量尽可能少，注浆料中通常混入了一定数量的空气，使注件中有一定数量的气孔，对于比较稠厚的泥浆这种现象更为显著，为了避免气泡产生和提高泥浆流动性，生产上通常采用真空脱泡处理。7形成的坯体要有足够强度8注浆成型后坯体容易脱模。三、实验设备、材料及试剂DDJ-50型电动液压制样机，金属模具，天平，研钵，标准筛，游标卡尺，涂-4粘度计，石膏

6、模型，橡皮筋，修坯刀具、烘箱，塑性泥块，注浆用泥浆等。4、 实验方法与步骤1.模压成型 （1）粉料含水率的测量将粉料在研钵中研细后，称取适量的粉体倒入容器内，于烘箱中干燥至恒重。计算粉料的含水率。 (2)成形 将粉料在研钵中研细后过20目筛。开启液压成型机电源，取出模具并用毛刷清理干净，为脱模方便，必要时在模具表面涂上一层油酸。用天平称取30g粉料，小心倒入模腔内，均匀地晃动模具使模腔中的粉料铺展均匀，放入上模块，调整液压机的旋钮使其压力白哦显示为0.5格（1MPa），启动开关，将粉料压实。取出下模块，将模具倒置于压机上，以平整的金属垫块垫在模套的上方，加压脱出坯体，放进烘箱干燥。 调整液压机

7、的旋钮使其压力表显示为2格（4MPa）,按照上面的过程再压制一片试样 （3）坯体密度的测量将压制后的坯体放入烘箱烘干，待其冷却后，用天平测量其质量，再用游标卡尺测量坯体在不同方向上的尺寸（取平均值），计算坯体的密度。比较不同的压制压力对坯体密度的影响。2、注浆成形（1）浆料含水率的测量 用容器称取适量的浆料，于烘箱中干燥至恒重。计算浆料的含水率（2）浆料粘度的测量 把涂-4粘度计内外容器洗净、擦干，置于不受震动的平台上，调节粘度计支脚的螺丝，使之水平，检查水平的方法和天平类似。在粘度计环形托架上有一个水平器，当调节到水平时，液泡在水平器的圆圈内。 把搪瓷杯放在粘度计下面中央，粘度计的流出口对准

8、杯的中心。转动开关，把粘度计的流出口关闭，将制备好的浆料借助玻璃棒慢慢地倒入粘度计的容器中，至恰好装满容器（稍有溢出）为止，用玻璃棒仔细搅拌一下，静置30秒钟，立即打开开关，同时启动秒表，眼睛平视容器的出口，待泥浆流断流时，立刻关秒表，记下时间。重复测定三次，取平均值。 按上述步骤测定相同条件下，流出100ml蒸馏水所需要的时间。按下列公式计算泥浆的相对粘度： 相对粘度= 式中: 为泥浆静止30s后，从粘度计中流出100ml所需的时间，s； 为水从粘度计中流出100ml所需要的时间，s。 （3）先将石膏模具清理干净并捆扎好，然后将泥浆连续不断地（注意保持垂直）注入模具内。待泥浆在模具内壁吸附到

9、一定厚度时，双手抱紧模具，先将泥浆摇动，再把模具内多余的泥浆倒出，吸附泥浆的厚薄就是坯体的厚薄。坯体的厚薄要根据器皿的大小而定，大的器型可厚些，小的器型可以薄些，一般注浆件在0.4至0.6毫米左右。把倒完泥浆的模具反扣，这样模具内壁平滑，不会出现泥头或乳头状泥钉。最后，待模具内的坯体脱水到可以站立的强度时，把模具打开，取出坯体。 3、记录各步骤相应的数据、实验中发生的现象、实验结果。4、对实验数据、实验现象和实验结果进行分析。五、对实验报告的要求 1、每次做实验以前，要认真阅读实验指导书，熟悉实验内容和实验方法步骤。 2、要以严肃的科学态度、严格的作风、严密的方法进行实验，认真记录好实验数据。 3、实验报告应及时完成，一人一份，请不要雷同，并按老师规定的时间上交。 4、要认真填写、整理实验报告，同时要保持实验报告的规范性（包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果的分析与讨论、实验心得体会）。主义实验数据的有效位数，以及有效位数的前后一致。六 思考题