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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 ,Fe 3O 4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。这两种原料的主要成分为 SiO 2 %, Al 2O %, H 2 % 。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,主要成分为 SiO % , Al 2O % ,H 2 O5% 。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: Al 2O 3. 4SiO 2. H 2O, 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: 3Al 2O 3. 4SiO 2. H 2O,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( K 2 O. Al 2O 3 .6SiO 2)、钠长石( Na 2 O. Al 2O 3 .6SiO 2 ) 、钙长石( CaO. Al 2O 3 .2SiO 2)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。