文档介绍：陶瓷材料
—— Ryan Lee
2013 10 23
第一部分陶瓷基础知识
1. 陶瓷的性能
(1)硬度是各类材料中最高的。
(高聚物<20HV,淬火钢500-800HV,陶瓷1000-5000HV)
(2)强度理论强度很高,耐压(抗压强度高),抗弯(抗弯强度高),不耐拉(抗拉强度很低,比抗压强度低一个数量级)较高的高温强度。
(3) 塑性,在室温几乎没有塑性,韧性差,脆性大,是陶瓷的最大缺点。
(4) 热膨胀性低,导热性差,多为较好的绝热材料(λ=10-2~10-5w/m﹒K)
(5) 热稳定性—抗热振性(在不同温度范围波动时的寿命)急冷到水中不破裂所能承受的最高温度。陶瓷的抗热振性很低(比金属低的多,日用陶瓷220℃)
(6) 化学稳定性:耐高温,耐火,不可燃烧,抗蚀(抗液体金属、酸、碱、盐)
(7) 导电性—大多数是良好的绝缘体,同时也有不少半导体(NiO,Fe3O4等)
2 陶瓷的制备
陶瓷原料的种类与性质
①粘土与高岭土
粘土:主要成分是微细铝硅酸质,如砖瓦用泥土
高岭土:以高岭土矿为主要成分,它分为残留高岭土和沉积高岭土。
%, %, %。
②蜡石
它是一种硬质粘土,以叶蜡石为主要成分的铝硅酸盐,%,%,H2O5%。
③膨润土
膨润土主要是由蒙脱石构成的粘土,它的化学式为:,这种原料最突出的特点是有膨润性,它在瓷器生产中主要用作增塑剂。
④瓷石
瓷石是一种由石英、绢云母组成,并含有若干高岭土。长石等岩石状矿物,它不是单一的矿物岩石,而是多种矿物集合体。
⑤滑石
滑石与叶蜡石有相同的晶体结构,其化学式为:,在瓷中加入少量的滑石可以提高其透明度和白度,并增加瓷中玻璃相的含量,提高致密度,扩大烧结范围。
⑥二氧化硅原料
二氧化硅原料一般为石英,纯的石英透明,称为水晶。石英之间存在结晶形态的转化,如下:
⑦溶剂原料
在陶瓷工业中为了降低烧结物的温度而加入的原料,重要有以下两种:
(1)长石类:钾长石或正长石(K2O. )、钠长石(Na2O. ) 、钙长石(CaO. )等。
(2)含锂矿类:主要有锂云母、磷铝石、锂辉石及叶长石。
⑧其他陶瓷原料
高铝质原料、碳酸钡、石灰石、白云石等。
陶瓷原料的加工
陶瓷原料的加工就是将原料先煅烧,然后粉碎,从粉碎效率上来看,一般是先经过粗碎,再中碎,最后细碎,让原料颗粒达到200目~250目。将所粉碎的粉料经和水混合和捏练,就可以得到所需要的坯泥。
陶瓷胚体成型
当坯泥混合好后,将其均匀的填充到模型中。
目是指每平方英吋筛网上的空眼数目,50目就是指每平方英吋上的孔眼是50个,500目就是500个,目数越高,孔眼越多,能够通过筛网的粒子的粒径越小。
1. 注浆体成型法
这种成型方法是将坯料泥浆注入石膏模内,石膏将水中所悬浮的粘土与水一起吸引到模的表面,水被石膏吸收后就形成与模型一样形状的坯料。
2. 可塑性成型法
可塑性成型就是采用具有捏练状态的湿坯泥成型的方法。其成型方法有:挤出成型,热压成型,湿式及半湿式成型等。
3. 加压成型法
将粒料和粉料加压变形而固结成型,它粉压法和干压法。
4. 等静压成型法
等静压成型法与干压成型法相似,它是在模行各个面都施加均匀的压力。它的主要特点是模具具有弹性,运用模具可以均匀的传递压力的特点对其施压。