(陶瓷科学与工艺学)第五章3塑性成型及其它成型方法干燥

陶瓷成型工艺技术陶瓷成型工艺技术是制造陶瓷产品的重要环节，它包括了整个制造过程中的成型、干燥和烧成等环节。

下面我们就来详细介绍一下陶瓷成型工艺技术。

陶瓷成型主要有手工成型和机械成型两种方式。

手工成型是传统的成型方式，通过手工操作将陶瓷泥料按照设计要求塑造成各种形状。

这种方式需要熟练的技术和经验，对工匠的要求较高。

而机械成型则是利用专门的设备进行成型，可以大大提高工作效率和产品的一致性。

无论是手工成型还是机械成型，首先需要制作成型工具。

手工成型时，工匠需要根据设计要求制作木模、泥模或者石模等成型工具。

而机械成型时，则需要根据产品的形状和尺寸设计制作专业的模具。

模具的制作需要考虑到产品的材料特性、成型工艺和产品的工艺要求。

在成型过程中，首先要准备好陶瓷泥料，根据工艺要求配置出适合的泥料浆料。

然后将泥料放入成型工具中，利用手工或者机械的力量逐步塑造成所需的形状。

这个过程需要注意控制泥料的水分含量和成型工具的力度，以确保成型的准确和一致性。

成型完成后，陶瓷制品需要经过干燥的过程。

干燥的目的是将陶瓷制品中的水分逐渐蒸发掉，使其成为干燥坚硬的瓷坯。

干燥过程需要控制好温度、湿度和通风等条件，以避免制品出现开裂和变形的问题。

最后一步就是烧成了。

烧成是将干燥的陶瓷制品置于高温条件下，使其经历化学和物理变化，最终形成坚硬、致密且具有特殊性能的陶瓷制品。

烧成过程需要控制好温度、时间和烧成环境，以确保制品的质量和性能。

总结起来，陶瓷成型工艺技术是制造陶瓷产品中的重要环节。

它包括了成型、干燥和烧成等过程，需要掌握深厚的技术和经验。

通过合理的成型工艺，能够制造出形状美观、质量优良的陶瓷制品，满足不同客户的需求。

《陶瓷工艺学》课程教学大纲一、《陶瓷工艺学》课程说明（一）课程代码：08131021（二）课程英文名称：Ceramic Technology（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：《陶瓷工艺学》是材料物理专业的一门专业方向选修课。

本课程的目的在于介绍陶瓷体的制备工艺、性质和应用。

（五）教学目的通过陶瓷工艺学的教学，使学生了解陶瓷技术的发展历史和在现代化建设中的作用，掌握陶瓷的制备工艺过程和技术，掌握陶瓷体的显微结构和性质，了解陶瓷在装饰等方面的应用，熟悉陶瓷制品的缺陷及分析方法。

（六）教学内容本课程主要包括原料、坯料、釉料、显微结构与性质、原料的处理、坯釉料制备、成形与模具、坯体的干燥、粘接、修坯与施釉、烧成与窑具、陶瓷装饰、陶瓷制品缺陷及其分析等几个部分。

通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。

（七）教学时数教学时数：72学时学分数：4学分教学时数具体分配：（八）教学方式以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。

（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为闭卷考试。

严格考核学生出勤和作业情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。

综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。

二、讲授大纲与各章的基本要求第一章原料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷原料的概况和分类2 了解粘土的成因与分类；掌握粘土地工艺性质和加热变化；了解粘土在陶瓷生产中的作用，了解我国的粘土原料情况3 了解石英的种类和性质，掌握石英的晶型转化，了解石英在陶瓷生产中的作用4 了解长石的种类和一般性质，掌握长石的熔融特性，了解长石在陶瓷生产中的作用5 了解其它矿物原料情况教学时数：8学时教学内容：第一节原料分类一、概述二、原料分类第二节粘土类原料一、粘土的成因与分类二、粘土的组成三、粘土的工艺性质四、粘土的加热变化五、粘土在陶瓷生产中的作用六、我国的粘土原料第三节石英类原料一、石英的种类和性质二、石英的晶型转化三、石英在陶瓷生产中的作用第四节长石类原料一、长石的种类和一般性质二、长石的熔融特性三、长石在陶瓷生产中的作用第五节其它矿物原料一、含碱硅酸铝类二、碱土硅酸盐类原料三、碳酸盐类四、钙的磷酸盐类五、高铝质矿物原料六、锆英石七、工业废渣第六节陶瓷原料的标准化考核要求：1、原料的概述和分类（了解）2、粘土的成因与分类（识记）；粘土组成、工艺性质（识记）；粘土的加热变化（领会）；粘土在陶瓷生产中的作用以及我国的粘土原料情况（了解）3、石英的种类和性质（识记）；石英的晶型转化（领会）；石英在陶瓷生产中的作用（了解）4、长石的种类和一般性质（识记）；长石的熔融特性、长石在陶瓷生产中的作用（领会）5、含碱硅酸铝类等其它矿物原料（了解）第二章坯料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解坯料的类型；掌握坯料的配料的依据2 掌握坯料配料的计算方法3 了解坯料的成形性能4 掌握坯料添加剂的种类、作用教学时数：8学时第一节坯料的类型一、瓷器坯料二、精陶坯料三、其它陶瓷器坯料第二节配料的依据第三节配料计算一、配料组成的表示方法二、配料计算第四节坯料的成形性能一、可塑泥团的成形性能二、泥浆的成形性能三、压制用分料的成形性能第五节调整坯料性能的添加剂一、添加剂的种类二、解凝剂的作用三、塑化剂的构成四、有机粘合剂的性能考核要求：1、坯料的类型（识记）；坯料配料的依据（领会、应用）2、坯料配料的计算方法（领会、应用）3、坯料的成形性能（识记）4、坯料添加剂的种类、作用（识记）第三章釉料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解釉的作用、特点及性质2 了解釉的种类、制釉氧化物3 掌握确定釉配方的依据4 掌握釉料配方的计算5 掌握釉层形成过程的反应6 了解釉的析晶过程、影响因素7 掌握坯釉的适应性教学时数：8学时第一节釉的作用及特点一、釉的作用二、釉的特点和性质第二节釉的分类、制釉氧化物一、釉的种类二、制釉氧化物第三节确定釉配方的依据一、釉配方的物理化学基础二、釉料配方的配制原则三、釉料配方的确定第四节釉料配方的计算一、釉料的表示方法二、釉式的计算三、釉料配方的计算第五节釉层形成过程的反应一、釉料在加热过程中的变化二、釉层冷却时的变化三、釉层内的气泡第六节釉的析晶一、釉熔体的析晶二、影响釉熔体析晶的因素三、析晶对釉面光学性质的影响第七节坯釉适应性一、膨胀系数对坯釉适应性的影响二、中间层对坯釉适应性的影响三、釉的弹性、抗张强度对坯釉适应性的影响四、釉层厚度对坯釉适应性的影响考核要求：1、釉的作用、特点及性质（识记）2、釉的种类、制釉氧化物（识记）3、确定釉配方的依据（领会、应用）4、釉料配方的计算（领会、应用）5、釉层形成过程的反应（识记）6、釉的析晶过程、影响因素（识记、领会）7、坯釉的适应性（领会）第四章显微结构与性质教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷坯体的显微结构2 了解釉层的显微结构3 掌握釉层的物理化学性质4 掌握陶瓷性能的控制方法教学时数：8学时第一节陶瓷坯体的显微结构一、显微结构的构成二、工艺因素对显微结构的影响第二节釉层的显微结构一、透明釉二、乳浊釉三、结晶釉四、无光釉五、高温颜色釉六、半导体釉第三节釉层的物理化学性质一、釉的熔融温度范围二、粘度与表面张力三、热膨胀性与弹性四、白度、光泽度与表面硬度五、力学强度与表面硬度六、化学稳定性七、介电性质第四节陶瓷性能的控制一、陶瓷强度的控制二、陶瓷光学性能的控制三、陶瓷介电性质的控制考核要求：1、陶瓷坯体的显微结构（识记）2、釉层的显微结构（识记）3、釉层的物理化学性质（识记、领会）4、陶瓷性能的控制方法（领会、应用）第五章原料的处理教学要点：通过本章的教学使学生：1 掌握原料的精选方法，了解水的性质对坯料、制品性能的影响2 了解原料预烧的作用教学时数：2学时第一节原料的精选一、原料的精选方法二、水的性质对坯料、制品性能的影响第二节材料的预烧一、预烧的作用二、石英、长石、滑石、工业氧化锌、粘土的预烧考核要求：1、原料的精选方法（领会），水的性质对坯料、制品性能的影响（识记）2、原料预烧的作用（领会）第六章坯、釉料制备教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解坯料的种类、品质要求2 掌握坯料的制备3 掌握釉料的制备4 了解坯料、釉料制备的主要工序及设备教学时数：6学时第一节坯料的种类和品质要求一、坯料的种类二、坯料的品质要求第二节坯料制备一、塑性坯料制备二、注浆坯料制备三、压制坯料制备第三节釉料制备一、釉料制备的品质要求及控制二、釉料制备第四节坯、釉料制备的主要工序及设备一、原料粉碎二、筛分三、除铁四、泥浆脱水五、陈腐与练泥六、造粒七、熔块熔制考核要求：1、坯料的种类、品质要求（识记）2、坯料的制备（领会）3、釉料的制备（领会）4、坯料、釉料制备的主要工序及设备（识记）第七章成形与模具教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解器形的合理设计2 了解成形方法的分类，掌握成形方法的选择3 掌握可塑成形的几种方法4 了解注浆成形方法5 了解压制成形方法6 了解成形模具教学时数：8学时第一节器形的合理设计第二节成形方法的分类与选择一、成形方法分类二、成形方法的选择第三节可塑成形一、滚压成形二、旋压成形三、挤压成形四、车坯成形五、其他成形方法第四节注浆成形一、基本注浆方法二、强化注浆方法三、其它注浆成形方法第五节压制成形一、干压成形二、等静压成形第六节成形模具一、石膏与石膏模二、新型多孔模具三、压制成形用金属模四、挤压成形用模具五、等静压成形模具六、模具的放尺考核要求：1、器形的合理设计（识记）2、成形方法的分类（识记），成形方法的选择（领会、应用）3、可塑成形的几种方法（识记、领会）4、注浆成形方法（领会）5、压制成形方法（领会）6、成形模具（领会）第八章坯体的干燥教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解干燥的作用、过程、收缩与变形2 了解影响干燥速度的因素、干燥介质参数的确定3 掌握热空气等几种干燥方法教学时数：4学时第一节干燥作用与干燥过程一、干燥的作用二、干燥过程三、干燥收缩与变形第二节干燥制度的确定一、影响干燥速度的因素二、干燥介质参数的确定第三节干燥方法一、热空气干燥二、工频电干燥三、直流电干燥四、辐射干燥五、综合干燥考核要求：1、干燥的作用、过程、收缩与变形（识记）2、影响干燥速度的因素、干燥介质参数的确定（识记）3、热空气等几种干燥方法（领会）第九章粘接、修坯与施釉教学要点：通过本章的教学使学生：1 掌握粘接与修坯2 掌握施釉的方法教学时数：2学时第一节粘接与修坯一、粘接二、修坯第二节施釉一、釉浆施釉法二、静电施釉三、干法施釉考核要求：1、粘接与修坯（领会）2、施釉的方法（领会）第十章烧成与窑具教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解烧成制度与产品性能的关系，掌握制定烧制制度的依据2 了解快速烧成的意义和工艺措施3 了解装窑的要求和方法4 了解窑具的种类、性能要求、制造等教学时数：6学时第一节烧成制度一、烧成制度与产品性能的关系二、制定烧成制度的依据三、烧成制度示例和说明第二节快速烧成一、快速烧成的意义二、快速烧成的工艺措施第三节装窑一、装窑要求二、装窑方法第四节窑具一、窑具种类二、窑具的性能要求三、窑具材质的类型及损坏情况分析四、窑具的制造考核要求：1、烧成制度与产品性能的关系（识记），制定烧制制度的依据（领会、应用）2、快速烧成的意义和工艺措施（识记）3、装窑的要求和方法（识记、领会）4、窑具的种类、性能要求、制造等（识记）第十一章陶瓷装饰教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷颜料的分类、制造、发色机理以及影响色剂呈色因素2 了解釉上装饰、釉下装饰、釉中彩3 了解颜色釉、艺术釉4 了解坯体装饰，了解铅镉离子溶出原因、影响因素教学时数：6学时第一节陶瓷颜料一、分类二、陶瓷颜料制造三、陶瓷颜料发色机理四、影响色剂呈色因素第二节釉上装饰一、彩绘二、贵金属装饰三、光泽彩四、其他装饰方法第三节釉下装饰一、彩绘二、其他装饰方法第四节釉中彩第五节颜色釉一、低温颜色釉二、高温颜色釉第六节艺术釉一、结晶釉与砂金釉二、无光釉三、碎纹釉四、变色釉五、金属光泽釉第七节坯体装饰一、色坯、斑点、绞胎二、镂空、刻花、堆雕三、化妆土四、渗花第八节釉料、颜料中铅、镉离子的溶出一、溶出原因二、影响因素三、降低铅、镉溶出量的方法考核要求：1、陶瓷颜料的分类、制造、发色机理以及影响色剂呈色因素（识记）2、釉上装饰、釉下装饰、釉中彩（识记）3、颜色釉、艺术釉（识记）4、坯体装饰，了解铅镉离子溶出原因、影响因素（识记）第十二章陶瓷制品缺陷及其分析教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解日用陶瓷缺陷分析2 了解墙地砖缺陷分析3 了解卫生陶瓷缺陷分析教学时数：4学时第一节日用陶瓷缺陷分析一、变形二、裂纹三、斑点四、溶洞五、落渣六、粘疤与底沿粘渣七、底足粘脏八、疙瘩与泥渣九、缺泥与磕碰十、起泡十一、针孔与橘釉十二、釉缕十三、缺釉十四、釉面擦伤十五、生烧与过烧十六、烟熏十七、阴黄十八、火刺十九、色脏二十、彩色不正二十一、画面缺陷二十二、饰金缺陷二十三、铅溶出量超标第二节墙地砖缺陷分析一、变形二、裂纹三、夹层四、尺寸偏差五、大小边六、黑心七、色差八、釉面缺陷九、吸湿膨胀性第三节卫生陶瓷缺陷分析一、变形二、裂纹三、斑点四、坑包五、棕眼六、缺釉七、釉缕与釉面波纹八、烟熏考核要求：1、日用陶瓷缺陷分析（识记、领会）2、墙地砖缺陷分析（识记、领会）3、卫生陶瓷缺陷分析（识记、领会）三、推荐教材和参考书目1、《陶瓷工艺学》，李家驹主编，中国轻工业出版社，20012、《日用陶瓷工艺学》，李家驹主编，武汉工业大学出版社，19923、《陶瓷工艺学》，章秦娟主编，武汉工业大学出版社，19974、《陶瓷工艺学》，陆小荣主编，湖南大学出版社，20055、《材料科学与技术丛书(第17卷)-陶瓷工艺》，[英]理查德 J.布鲁克，科学出版社，19996、《先进陶瓷工艺学》，刘维良主编，武汉理工大学出版社，20047、《特种陶瓷工艺学》，李世普, 武汉理工大学出版社，1990。

实验5.4 陶瓷压制成型及干燥收缩测定1 目的意义1.1 意义压制成型是建筑陶瓷最常用的成型方法之一。

在陶瓷或耐火材料等的生产中，成型后的坯体中都含有较高的水分，在煅烧以前必须通过干燥过程将自由水除去。

人们早已发现，在干燥过程中随着水分的排出，坯体会不断发生收缩而变形，一般是在形状上向最后一次成型以前的状态扭转，这会影响坯体的造型和尺寸的准确性，甚至使坯体开裂。

为了防止这些现象发生，就得测定粘土或坯料的干燥性能。

干燥收缩过大的粘土，常配人一定的粘土熟料、石英、长石等来调节。

工厂中根据干燥收缩的大小确定毛坯、模具及挤泥机出口的尺寸。

1.2 目的① 掌握压制成型的方法、原理；② 了解粘土或坯料的干燥收缩率与制定陶瓷坯体干燥工艺的关系；③ 了解调节粘土或坯体干燥收缩率的各种措施；④掌握测定粘土或坯体干燥收缩率的实验原理及方法。

2 基本原理2.1 压制成型原理压制成型是将含有少量水分或塑化剂的坯料粉粒填入模具，在较高的压力下压制成型的方法。

不含水称为干压法，含少量水称为半干压法。

影响压制成型的主要因素：①成型压力：一般取25-35MPa，成型压力提高制品的烧成收缩减小，吸水率降低。

但成型压力过大不仅无益于提高坯体密度和强度，而且导致坯体中残留压缩空气，在卸载后膨胀引起过压层裂，能耗也加大；②坯体含水率：一般手动压机控制在6%-7%，自动压机控制在5%-6%。

坯料含水率过低，粉料压不实、密度小、强度低；含水率过高，坯体易重皮、粘模；③加压操作：为使粉料中空气顺利排出，液压机第一次加压，压力应小些，然后短时间释放压力，使空气逸出，加压速度可快些。

第二次加压，因坯体致密，加压速度应慢，延长保压时间排出残余气体；④脱模操作；⑤粉料特性：级配、流动性、粒度、堆积特性等。

2.2 干燥收缩影响粘土或坯体干燥性能的因素很多，如颗粒大小、形状、可塑性、矿物组成，吸附离子的种类和数量、成型方式等。

一般粘土细度愈高的可塑性愈大，收缩也大，干燥敏感性愈大。

陶瓷成型工艺一、干压成型干压成型又称模压成型，是最常用的成型方法之一，也是手机陶瓷背板主流的成型工艺之一，小米MIX系列的陶瓷后盖都是干压成型的。

干压成型是将经过造粒、流动性好，颗粒级配合适的粉料，装入金属模腔内，通过压头施加压力，压头在模腔内位移，传递压力，使模腔内粉体颗粒重排变形而被压实，形成具有一定强度和形状的陶瓷素坯。

图单向和双向加压时压坯密度沿高度的分布，（a）单向加压，（b）双向加压二、流延成型流延成型（tepe-casting）又称为刮刀成型。

它的基本原理是将具有合适黏度和良好分散性的陶瓷浆料从流延机浆料槽刀口处流至基带上，通过基带与刮刀的相对运动使浆料铺展，在表面张力的作用下形成具有光滑上表面的坯膜，坯膜的厚度主要由刮刀与基带之间间隙来调控。

坯膜随基带进入烘干室，溶剂蒸发有机黏结剂在陶瓷颗粒间形成网络结构，形成具有一定强度和柔韧性的坯片，干燥的坯片与基带剥离后卷轴待用。

然后可安所需形状切割，冲片或打孔，最后经过烧结得到成品。

流延成型工艺可以分为非水基流延成型、水基流延成型、凝胶流延成型等。

流延成型制备陶瓷基片工艺包括浆料制备、流延成型、干燥、脱脂、烧结等工序，其中最关键的是浆料的制备和流延工艺的控制。

图流延成型法制备陶瓷基片的工艺流程图三、注射成型陶瓷注射成型（ceramic injection molding，CIM），是将聚合物注射成型方法与陶瓷制备工艺相结合而发展起来的一种制备陶瓷零部件的新工艺。

陶瓷注射成型的制造过程主要包括四个环节：（1）注射喂料的制备：将合适的有机载体与陶瓷粉末在一定温度下混炼、干燥、造粒，得到注射用喂料；（2）注射成型：混炼后的注射混合料于注射成型机内被加热转变为粘稠性熔体，在一定的温度和压力下高速注入金属模具内，冷却固化为所需形状的坯体，然后脱模；（3）脱脂：通过加热或其它物理化学方法，将注射成型坯体内的有机物排除；（4）烧结：将脱脂后的陶瓷素坯在高温下致密化烧结，获得所需外观形状、尺寸精度和显微结构的致密陶瓷部件。

陶瓷成型方法一、介绍陶瓷是一种具有优良物理和化学性质的材料，广泛应用于建筑、电子、化学等行业。

而陶瓷成型方法是指通过一系列工艺和技术将陶瓷原料加工成所需形状和尺寸的过程。

本文将对陶瓷成型方法进行分类和探讨。

二、分类根据不同的成型原理和工艺，陶瓷成型方法可以分为以下几类：1. 手工成型手工成型是最传统的陶瓷成型方法之一。

它依靠人工操作将陶瓷原料塑造成所需形状。

手工成型主要包括以下几种方法： - 捏塑：将陶瓷原料揉捏成团后，通过手指、手掌等进行塑造和雕刻。

- 拍扁：将陶瓷原料敲打成扁平形状，再进行造型。

- 拉坯：将陶瓷原料拉成细长的坯体，再进行造型和修整。

2. 注塑成型注塑成型是一种常用的陶瓷成型方法。

它借鉴了塑料注塑工艺，通过将陶瓷原料加热熔化后注入模具中，待冷却凝固后取出成型。

注塑成型具有以下特点： - 可以生产复杂形状和精密尺寸的陶瓷制品。

- 生产效率高，适用于批量生产。

- 需要专用的注塑设备和模具。

3. 瓷泥成型瓷泥成型是一种常见的陶瓷成型方法，适用于制作陶瓷器皿等中小型制品。

瓷泥成型的步骤如下： 1. 准备瓷泥：将陶瓷原料与水混合搅拌，形成瓷泥状。

2. 倒制：将瓷泥倒入模具中，使其充分填满。

3. 脱模：待瓷泥凝固后，将模具取出，使瓷泥成型。

4. 干燥：将成型的瓷泥制品晾晒，使其逐渐失去水分。

5. 烧结：将干燥后的瓷泥制品放入窑炉中进行高温烧结。

4. 滑模成型滑模成型是一种利用模具和滑动机构实现陶瓷成型的方法。

滑模成型的过程如下：1. 准备瓷泥：与瓷泥成型类似，先将陶瓷原料与水混合搅拌成瓷泥状。

2. 倒泥：将瓷泥倒入滑模机床的模具中。

3. 滑动：通过滑动机构使模具滑动，使瓷泥充分填充模具。

4. 脱模：待瓷泥凝固后，将模具取出，使瓷泥成型。

5. 干燥和烧结：与瓷泥成型相同，需要进行干燥和烧结的步骤。

5. 气压成型气压成型是一种利用气体压力将陶瓷原料压实成型的方法。

气压成型的过程如下：1. 准备瓷泥：将陶瓷原料与水混合搅拌成瓷泥状。