特种陶瓷工艺学

特种陶瓷工艺学特种陶瓷生产工艺特种陶瓷粉体性能及其制备技术特种陶瓷的成型方法特种陶瓷的烧结机制及其方法特种陶瓷的加工，以超硬材料金刚石、C B N 烧结体为主特种陶瓷成型配料常用的配料计算方法有两种：一种是按化学计量式进行式计算各原料的质量分数，以及各原料的质量分有这么高的纯度，精确计算时应予以修正。

原料中如有水分则需烘干，否则要扣除水化学组成Al 2O 3MgO CaO SiO 2wt%93 1.31.0 4.7只能由滑石引入：由高岭土和滑石同时引入：①去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附注意以下几个方面：混料特种陶瓷成型塑化：可塑性：塑化剂：塑化特种陶瓷成型特种陶瓷成型塑化机理特种陶瓷成型塑化剂常用塑化剂塑化剂的选择塑化剂的影响特种陶瓷成型还原作用：对制品性能的影响特种陶瓷成型造粒①一般造粒法②加压造粒法③喷雾造粒法④冻结造粒法特种陶瓷成型喷雾造粒特种陶瓷成型喷雾造粒特种陶瓷成型悬浮问题（1）控制溶液PH值（2）有机胶体和表面活性物质的吸附特种陶瓷成型带电粒子在水溶液中的双电层结构扩散层吸附层对于固定体系E是固定的可通过塑化剂或者解凝剂调整特种陶瓷成型（1）控制溶液PH值特种陶瓷成型Al203料浆的PH 值、ζ电位以及粘度的关系曲线。

当PH 值由1～14时，ζ电位出现两次最大值，最大值处粘度最低酸性介质中粘度更低特种陶瓷成型有机表面活性物质的吸附（2）有机胶体和表面活性物质的吸附成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型注浆成型特种陶瓷成型注浆成型注浆过程操作实例特种陶瓷成型特种陶瓷成型热压铸成型特种陶瓷成型热压铸成型：制备蜡浆料成蜡液，然后与粉料均匀混合，凝固后制成蜡板。

粉料要保证含水量不大于制备蜡浆时，在粉料中加入少量的表面活性剂(料浆性能要确保稳定性与可铸性热压铸成型：热压铸特种陶瓷成型热压铸成型：高温排蜡特种陶瓷成型工艺关键：控制升温速度和最高温度特种陶瓷成型排蜡工艺实例挤压成型特种陶瓷成型料浆要求：特点：挤压制造蜂窝状坯体模具特种陶瓷成型注射成型模压成型特种陶瓷成型工艺要求：注意加压速度和保压时间特点特种陶瓷成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型模压成型机特种陶瓷成型等静压成型特种陶瓷成型特点：特种陶瓷成型特种陶瓷成型轧膜成型流延法成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型干燥。

《陶瓷工艺学》教学大纲的物理化学变化。

本章难点：配方计算包括由化学组成计算配方，由实验公式计算配方，由矿物组成计算配方，由分子式计算配方，以及更换原料时的重配计算。

可塑泥团的流变特性，陶瓷泥浆的流变特性及影响因素。

矿物煅烧时的变化。

第三章釉层的工艺基础（6学时）3.1 釉料的组成3.1.1 釉的分类3.1.2 确定釉料组成的依据3.1.3 釉料配方的计算3.2 釉层的形成3.2.1 釉层形成过程的反应3.2.2 釉料与坯体的作用3.2.3 釉层的显微结构3.3 釉层的性质3.3.1 釉层的物理化学性质3.3.2 坯-釉适应性3.3.3 釉的析晶本章重点：铅釉，石灰釉，长石釉的主要特性，釉料成分的种类，确定釉料组成的依据，釉料冷却过程的变化，釉的熔融温度范围，釉的粘度与表面张力，釉的化学稳定性，坯釉适应性，釉熔体的析晶过程，影响釉熔体析晶的因素，析晶对釉面光学性质的影响。

本章难点：釉料加热过程的变化，釉层中气泡的产生，釉料与坯体的作用，长石质透明釉，乳浊釉的显微结构，釉的热膨胀性，釉的弹性，釉的硬度，釉的介电性质。

第四章生产过程（16学时）4.1 原料的处理4.1.1 原料的精选4.1.2 原料的预烧4.1.3 原料的合成4.2 坯料的制备4.2.1 坯料的种类和质量要求4.2.2 原料的细粉碎4.2.3 泥浆的脱水4.2.4 造粒及陈腐和真空处理4.3 陶瓷成型方法与模具4.4 生坯的干燥4.4.1 干燥的工艺问题4.4.2 干燥制度确定4.4.3 干燥方法4.5 施釉4.5.1 釉浆的制备4.5.2 施釉4.6 烧成4.6.1 烧成制度的制订4.6.2 低温烧成与快速烧成4.6.3 烧成新方法执笔人：吴任平审核人：李湘祁《特种陶瓷》教学大纲四年制本科材料科学与工程专业用36学时2学分一、课程性质和任务《特种陶瓷》是材料科学与工程四年制本科生选修的一门专业课，内容主要包括特种陶瓷生产工艺原理、结构陶瓷和功能陶瓷等三大部分。

特种陶瓷制备工艺特种陶瓷是一种高性能材料，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高强度、低热膨胀系数等优异的物理和化学性能，广泛应用于航空、航天、电子、光电、化工等领域。

制备特种陶瓷的工艺技术十分重要，下面将介绍几种常见的特种陶瓷制备工艺。

超声波振实制备法超声波振实制备法是在陶瓷粉体和溶剂混合物中添加聚乙烯醇作为粘结剂，通过超声波振动使粘结剂均匀分散在混合物中，使得粘结剂在材料表面形成薄膜，随后通过干燥和烧结工艺制备成特种陶瓷。

优点：这种制备工艺可以制备出高密度、高维氧化硅、硼碳化物、氮化硼等特种陶瓷材料，且可以制备出具有复杂形状的特种陶瓷。

缺点：由于特种陶瓷材料的制备需要高能化的超声波作为加工手段，因此仪器设备的成本高昂，生产成本较高。

射流磨法射流磨法是在一定参数下将陶瓷釉料施加到陶瓷基材表面，通过高速喷射将釉料磨损成细小颗粒后与基材表面结合。

随后通过控制烧成工艺制备成特种陶瓷。

优点：与传统的制备工艺相比，射流磨法制备的特种陶瓷产量更高，成本更低。

缺点：射流磨法的精度受到喷嘴尺寸、流量的限制，对于纳米级粒子的制备有一定难度。

同时，射流磨法还具有环境污染的可能性。

凝胶注模制备法凝胶注模制备法是先将陶瓷粉体、溶剂和有机物混合物在低温下形成凝胶，随后将凝胶注入注模中，在高温下脱除有机物和水分，然后进行烧成工艺。

通过控制注模和烧成工艺可以制备出具有特定形状和维度的特种陶瓷。

优点：凝胶注模制备法不需要昂贵的仪器设备，可以制备出高密度的特种陶瓷材料。

缺点：在注模中可能会出现气孔等缺陷，影响制品质量。

溶胶凝胶法溶胶凝胶法是通过配制前驱体溶液，经过几步反应生成粉末，然后通过热流传递作用烧结成特种陶瓷。

溶胶凝胶法可以制备出大量形状复杂的特种陶瓷，同时可以控制陶瓷材料的物理性能，是目前比较流行的一种制备工艺。

优点：已经被广泛应用于特种陶瓷材料的制备过程中，制备出来的特种陶瓷质量高，表面平整度高。

缺点：由于制备过程需要进行多次反应和烧结工艺，生产成本相对较高。

特种陶瓷生产工艺
特种陶瓷是指具有特殊性能和特殊用途的陶瓷材料，其生产工艺相对于普通陶瓷要求更为精细和复杂。

首先，特种陶瓷的原料选取非常重要。

特种陶瓷一般采用高纯度、细粒度的原料，如氧化铝、氧化锆、碳化硅等。

在选料过程中，需要对原料进行分析和筛选，确保其成分和颗粒大小的均匀性，以免对成品陶瓷的性能产生不良影响。

其次，特种陶瓷的成型方法多样。

常见的成型方法包括注塑成型、压制成型、挤出成型等。

其中，注塑成型是一种较为常用的方法，它通过将粉末与有机增塑剂混合，并加热使其变得可塑，再通过注射机将其压入模具中，最后经过高温烘烤使之固化成型。

然后，特种陶瓷的烧结过程一般分为前烧和后烧。

前烧是将成型后的陶瓷坯体在一定温度下进行烘烤，以去除残留的有机物和气泡，并使陶瓷坯体的颗粒结合成坚固的整体。

后烧是在更高的温度下进行，使陶瓷坯体的颗粒进一步熔结，从而增强陶瓷的密度和硬度，提高其力学性能。

最后，特种陶瓷还需要进行后处理工艺。

后处理工艺可以进一步提升特种陶瓷的性能和质量。

常见的后处理工艺包括研磨、抛光、修补、激光加工等。

这些工艺可以使陶瓷表面更加光滑，去除杂质和缺陷，提高陶瓷的抗磨损能力和耐热性。

综上所述，特种陶瓷的生产工艺是一个复杂而精细的过程。

从
原料选取、成型、烧结到后处理，每个环节都需要严格控制和精确操作，以确保特种陶瓷的品质和性能。

只有在专业的工艺指导下，特种陶瓷才能发挥其独特的特性，满足各种特殊用途的需求。

【例2】已知坯料的化学组成简表1-2-2。

用原料氧化铝(工业纯、未经煅烧)、滑石(未经煅烧)碳酸钙、苏州高岭土培配制,求出其质量百分组成。

【解】设：氧化铝、碳酸钙的纯度为100%；滑石为纯滑石（3MgO·4SiO2·H2O），其理论组成为MgO31.7%，SiO263.5%，H2O4.8%；苏州高岭土为纯高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O），其理论组成为Al2O339.5%，SiO246.5%，H2O14%。

下面根据化学组成计算原料的质量百分含量：①CaCO3的质量＝1/0.5603=1.78②滑石的质量=1.3/0.317=4.10③高岭土的质量=（4.7-由滑石引入的SiO2质量）/0.465=4.51④工业纯的Al2O3质量=93-由高岭土的引入的Al2O3质量=93-4.51×0.395=91.22⑤引入原料的总质量为： M=1.78+4.10+4.51+91.22=101.61⑥配方用原料的质量百分数：CaCO3=（1.78/M）×100﹪=1.75滑石=（4.1/M）×100﹪=4.03高岭土=（4.51/M）×100﹪=4.44工业纯Al2O3=（91.22/M）×100﹪=89.77总计: 99. 99 ﹪提出问题：假使采用煅烧过的氧化铝和滑石进行配料，计算方法相同。

第一章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备粉体----就是大量固体粒子的集合系。

它表示物质的一种存在状态。

粉体是气、液、固三相之外的所谓第四相。

粉体由一个一个固体颗粒组成，所以它仍然具有很多固体的属性，例如物质结构，密度等等。

它与固体之间最直观，也最简单的区别在于：当我们用物轻轻触及它时，会表现出固体所不具备的流动性和变形。

第一节特种陶瓷粉体的基本物理性能一、粉体的粒度与粒度分布1．粉体颗粒粉体颗粒----是指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。

特种陶瓷制备工艺
特种陶瓷制备工艺主要包括以下几个步骤：
1. 材料准备：选择适合特种陶瓷制备的原材料，如氧化铝、氮化硅、氧化锆等，并按照一定的比例混合和研磨，使其成为粉末状。

2. 成型：将粉末状材料通过成型工艺成型，常见的成型方法包括注塑成型、压制成型和挤出成型等。

3. 烧结：将成型后的陶瓷件进行烧结处理，使其在高温下发生化学反应，颗粒之间发生结合，形成致密的陶瓷体。

常见的烧结工艺包括等静压烧结、热等静压烧结和热压烧结等。

4. 加工：对于需要进行后续加工的特种陶瓷制品，还需要进行精加工和表面处理。

常见的加工工艺包括磨削、抛光、切割等。

5. 检测与品质控制：对特种陶瓷制品进行质量检测，包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试和化学成分分析等，确保产品符合要求。

6. 涂装和烤漆（可选）：根据产品的需要，进行涂装和烤漆处理，增加陶瓷制品的美观和耐用性。

特种陶瓷制备工艺主要包括材料准备、成型、烧结、加工、检测与品质控制以及涂装和烤漆等环节，不同的特种陶瓷材料和应用领域会有不同的制备工艺。

一：一次颗粒与二次颗粒的概念？形成二次颗粒团聚的原因是什么？表示粒度颗粒群的都有哪些？所谓粉体颗粒，是指物体的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。

这种基本颗粒，一般是指没有堆积、絮联等结构的最小单元即一次颗粒。

在实际应用的粉体原料中，往往都是在一定程度上团聚的颗粒，即所谓的二次颗粒。

形成二次颗粒的原因，不外乎以下五种（1）：分子间的范德华力，（2）：颗粒间的静电引力，（3）吸附水分的毛细管力，（4）颗粒间的磁引力，（5）颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力。

通常认为：一次颗粒直接与物质的本质两联系，而二次颗粒则往往是作为研究和应用工作中的一种对颗粒的物态描述指标。

颗粒群粒度的表示方法：等体积球相当径，等面积球相当径，等沉降速度相当径，显微镜下测得的颗粒径。

粉体的填充特性：1.等大球的致密填充：最基本的致密排列有两种，立方密堆和六方密堆2.等大球的不规则填充3.异直径球的填充4.加压压密填充二：特种陶瓷的制备方法？粉碎法：机械粉碎合成法：固相法制备粉末（化学合成法，热分解反应法，氧化物还原法）液相法【沉淀法（直接沉淀法）（均匀沉淀法）（共沉淀法）（醇盐水解法）（特殊的沉淀法，溶胶凝胶和凝胶沉淀）】溶剂蒸发法（冰冻干燥法）（喷雾干燥法）（喷雾热分解）气相法。

三：等静压成型的特点？1：可以成行一般方法不能生产的形状复杂、大件及细而长的制品，而且成型质量高；2：可以不断增加操作难度而比较方便地提高成型压力，而且压力效果比其他干法好；3：由于柸体各向受压里均匀，其密度高而且均匀，烧成收缩小，因而不易变形；4：模具制作方便、寿命长、因而不易变形；5可以少用或不用粘结剂。

四：陶瓷烧结过程中的烧制方式有哪些种以及它们的机理？蒸发和凝聚、扩散、粘滞流动与塑性流动、溶解和沉淀。

蒸发和凝聚机理：在高温下具有较高蒸气压的陶瓷系统、在烧结过程中，由于颗粒之间表面曲率的差异，造成各部分的蒸汽压不同，物质从蒸汽压较高的凸面蒸发，通过气相传递，在蒸汽压较低的凹面处凝聚，这样使颗粒间的接触面积增加，颗粒和形状改变，导致胚体逐步致密化。

特种陶瓷工艺学课程设计一、课程简介特种陶瓷工艺学是大学陶瓷科学与工程专业的一门核心课程，旨在掌握特种陶瓷的基本材料、生产工艺和应用技术。

本课程设计以课堂教学为基础，通过学生自主召开研讨会、参观企业、实践操作等活动，使学生更加深入地了解特种陶瓷的生产和应用，并提高学生独立思考和解决实际问题的能力。

二、课程目标1.掌握特种陶瓷的基本材料、生产工艺和应用技术；2.培养学生的实践操作能力；3.提高学生的独立思考和解决实际问题的能力。

三、课程内容1. 特种陶瓷基本材料课程包括红陶、黑陶、瓷艺、陶瓷制品等基本陶瓷材料，重点介绍各种材料的性质、制备和加工技术。

2. 特种陶瓷的生产工艺学习特种陶瓷的生产工艺，包括烧结、黏结、陶瓷涂料制备、工艺及配方选用等相关内容。

3. 特种陶瓷的应用技术学习特种陶瓷的应用技术，包括高温陶瓷、微波炉陶瓷、医疗陶瓷等应用技术，同时也将涉及特种陶瓷在科技、文化、艺术、建筑和环境等领域的应用。

四、课程设计1. 实践操作本课程将注重实践操作，组织学生进行粘土造型、陶艺创作、烧炼陶瓷、使用陶瓷涂料等实验操作，让学生更好地了解特种陶瓷的制备和加工工艺，并培养学生的实践操作能力。

2. 研讨会课程设计包括学生自主召开研讨会，探讨陶瓷制品加工细节和实际用途，以及关于现代陶瓷工业的研究成果和市场前途等相关问题，提高学生独立思考和解决实际问题的能力。

3. 实地参观本课程将组织学生参观企业，深入了解特种陶瓷行业的实际情况和发展趋势。

4. 课程论文并结合学生所学知识，布置课程设计论文，帮助学生更好地掌握特种陶瓷的基本材料、生产工艺和应用技术。

学生可以根据所交论文内容进行展示并进行课内专业讲座。

五、考核方式课程设计以平时成绩和期末论文为主要考核方式。

平时成绩包括实践操作、参与研讨会、参观企业等活动。

期末论文需创新，实用性强，表现出潜力。

六、结语这门课的设计旨在让学生通过实践操作、参观企业、研讨会等方式，更加深入地了解特种陶瓷的生产和应用，从而提高学生独立思考和解决实际问题的能力，为陶瓷相关行业的发展做出一定的助力。