4.5可塑成型4.5.1可塑泥團的成型性能4.5.1.1可塑泥團的流變特性σy:流動極限（流限、屈服值）σρ:強度極限εn:假塑性變形ερ:斷裂變形可塑法成型是利用外力對具有一定可塑變形能力的坯料進行加工成型的方法。基本原理是基于坯料的可塑性。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5可塑成型4.5.1可塑泥團的成型性能4.5.1成型時應采取逐漸、多次加壓到泥團上的方法。E=KW2，e=kw212/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理成型時應采取逐漸、多次加壓到泥團上的方法。E=KW2，2可塑坯料流變性質的兩個重要參數：（1）屈服值：要求高（2）出現裂紋前的最大變形量：要求大12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理可塑坯料流變性質的兩個重要參數：（1）屈服值：要求高（2）出34.5.1.2影響泥團可塑性的因素1.礦物種類蒙脫石：范德華鍵高嶺石：氫鍵可塑性良好的泥團應具備的條件：顆粒較細；礦物解理完全；顆粒表面水膜較厚。粘土中礦物的可塑性排序：（Marshall,1955）地開石<伊利石<綠脫石<鋰蒙脫石<高嶺石<蒙脫石12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.1.2影響泥團可塑性的因素1.礦物種類蒙42.固體顆粒大小和形狀顆粒愈細則比表面積愈大，每個顆粒表面形成水膜所需水分愈多。另外，顆粒愈細則形成的毛細管半徑越小，毛細管力越大，可塑性越高。顆粒的形狀不同，其比表面積不同,因而對可塑性的影響也有差異。板片狀、短柱狀大于球狀、立方體顆粒。易形成面面接觸，毛細管小，毛細管力大，且對稱性低，移動時阻力大，促使泥團可塑性增大。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理2.固體顆粒大小和形狀顆粒愈細則比表面積愈53.吸附陽離子的種類

粘土膠團間的吸引力明顯地影響著泥團的可塑性，而吸引力的大小決定于陽離子交換的能力和交換陽離子的大小與電荷。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理3.吸附陽離子的種類粘土膠團間的吸引力明64.液相的數量和性質

液體是泥團出現可塑性的必要條件。液體介質的粘度、表面張力對泥團的可塑性有顯著的影響。液體介質的表面張力大，則泥團的可塑性大。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.液相的數量和性質液體是泥團出現可塑性的必要條件。液體74.5.1.3可塑泥團的顆粒取向與成型的關系

1.泥料顆粒取向的原因及排列狀況12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.1.3可塑泥團的顆粒取向與成型的關系1.82.顆粒取向與收縮、變形的關系12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理2.顆粒取向與收縮、變形的關系12/2/2022國家精品93.顆粒取向與產品性能的關系

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理3.顆粒取向與產品性能的關系12/2/2022國家精品課104.5.2可塑成型工藝4.5.2.1滾壓成型1.滾壓成型工藝原理和特點成型時盛放著泥料的石膏模型和滾壓頭分別繞自己的軸線以一定的速度同方向旋轉。滾壓頭在旋轉的同時逐漸靠近石膏模型，對泥料進行滾壓成型。二者之間既有滾動又有滑動，泥料主要承受壓延力的作用。陰模滾壓（內滾壓）：滾壓頭形成坯體的內表面。陽模滾壓（外滾壓）：滾壓頭決定坯體形狀和大小，模型決定內表面的花紋。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2可塑成型工藝4.5.2.1滾壓成型1.112.滾壓成型的主要控制因素

（1）對泥料的要求水分、可塑性既有滾動，又有滑動，泥料主要受壓延力的作用。要求有一定的可塑性和較大的延伸量。可塑性低，易開裂；可塑性高，水分多易粘滾頭。陽模滾壓和陰模滾壓對泥料的要求有差別。陰模滾壓受模型的承托和限制，可塑性可以稍低，水分可稍多。（2）滾壓頭的溫度熱滾壓：100～130℃，在泥料表面產生一層氣膜，防止粘滾頭，坯體表面光滑。冷滾壓：可用塑料滾壓頭，如聚四氟乙烯。（3）主軸轉速（n1）和滾頭轉速(n2)12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理2.滾壓成型的主要控制因素（1）對泥料的要求124.5.2.2塑壓成型將可塑泥料放在模型中在常溫下壓制成型的方法。模型：蒸壓型的α－半水石膏，內部盤繞多孔性纖維管，用以通壓縮空氣或抽真空。

成型壓力與坯泥的含水量有關。成型時施以一定的壓力，坯體的致密度較旋坯法、滾壓法都高。因此，需要提高模型強度：采用多孔性樹脂模、多孔金屬模。

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.2塑壓成型將可塑泥料放在模型中在常溫下壓制成134.5.2.3注塑成型（注射成型）

瘠性物料與有機添加劑混合加壓擠制的成型方法。

1.坯料的制備坯料由陶瓷瘠性粉料與結合劑（熱塑性樹脂）、潤滑劑、增塑劑等有機添加劑構成。制備過程：配料、加熱混合、固化、粉碎造粒。有機物含量直接影響坯料的成型性能劑燒結收縮性能。2.成型過程12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.3注塑成型（注射成型）瘠性物料與有機添加劑143.脫脂除去有機添加劑的工序4.注射成型與熱壓鑄成型的比較：

相同點：（1）瘠性料與有機添加劑混合、成型、脫脂（排臘）三個主要工序。（2）在一定溫度、壓力下成型。不同點：（1）熱壓鑄在燒結前需制成可以流動的臘漿。注射成型是制備出粉狀干粉料，注入模具后加熱至塑性狀態，填充模具。（2）熱壓鑄壓力0.3～0.5MPa，注射成型壓力130MPa。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理3.脫脂除去有機添加劑的工序4.注射成型與熱壓鑄成型的比154.5.2.4軋膜成型

是薄片瓷坯的成型工藝，主要用在電子陶瓷工業中直至瓷片電容、獨石電容及電路基板等瓷坯，適于1mm以下，常見為0.15mm。

1.坯料的制備瘠性粉料：預燒、過篩。塑化劑：由粘合劑（PVA、聚羧酸乙烯酯、甲基纖維素）、增塑劑（甘油、己酸三甘醇、臨苯二甲酸二丁酯）和溶劑（水、甲苯、乙醇）配置而成。將瘠性粉料和塑化劑攪拌均勻、利用軋膜機混煉使之充分混合、吹風（使溶劑揮發）、粗軋。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.4軋膜成型是薄片瓷坯的成型工藝，主162.軋膜成型工藝煉泥與成型同時進行，粗軋后的厚膜仍要多次反復軋煉以保證泥料高度均勻并排出氣泡。在軋膜過程中逐步縮小軋輥間距，至所需厚度，最后進行沖切。軋膜過程中只在長度、厚度方向受碾壓，寬度方向缺乏足夠的壓力，故具有顆粒定向排列，導致燒成收縮不一致，從而使產品的致密度、機械強度具有方向性。解決辦法：軋膜時不斷將膜片作90°倒向、折疊。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理2.軋膜成型工藝煉泥與成型同時進行，粗軋174.6壓制成型(compressionmoulding)4.6.1粉料的工藝性質粒度是指粉料的顆粒大小，通常以顆粒的半徑r或直徑d表示。2.等效半徑4.6.1.1粒度和粒度分布V=a×b×c=4/3πR3即該顆粒等效半徑為：12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6壓制成型(compressionmou183.粒度分布指各種不同大小顆粒所占的百分比。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理3.粒度分布指各種不同大小顆粒所占的百分比。12/2/20194.6.1.2粉料的堆積特性12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.2粉料的堆積特性12/2/2022國家精品20粗顆粒約占70%，細顆粒約占30%的混合粉料其總體積約為1.25，孔隙率最低約25%粗顆粒為50%，中顆粒為10%，細顆粒為40%時，粉料的孔隙率僅為23%。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理粗顆粒約占70%，細顆粒約占30%的混合粉料其總體積約為1.214.6.1.3粉料的拱橋效應粉料自由堆積的孔隙率往往比理論計算值大的多12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.3粉料的拱橋效應粉料自由堆積的孔隙率往往比224.6.1.4粉料的流動性自然安息角（偏角）α反映粉料的流動性當堆積到一定高度后，粉料會向四周流動，始終保持為圓錐形，其自然安息角（偏角）α保持不變。一般粉料的自然安息角α約為20?～40?。在生產中粉料的流動性決定著它在模型中的充填速度和充填程度。加入潤滑劑以提高其流動性12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.4粉料的流動性自然安息角（偏角）α反映粉料的234.6.2壓制成型工藝4.6.2.1定義

將含有一定水分（或其它粘結劑）的粒狀粉料填充于模具之中，對其施加壓力，使之成為具有一定形狀和強度的陶瓷坯體的成型方法叫做壓制成型。又稱模壓成型（stampingprocess）、干壓成型(drypressing)。粉料含水量8%~15％時為半干壓成型；粉料含水量為3％~7％時為干壓成型；特殊的壓制工藝（如等靜壓法），坯料水分可在3％以下。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.2壓制成型工藝4.6.2.1定義244.6.2.2壓制成型的模具和設備模具可用工具鋼制成。產品外形不合理，決定了模具設計不合理，致使影響成型質量，因此，有時寧可對產品的外形作一些修改，使模具設計合理。模具設計應遵循的原則：便于粉料填充和移動，脫模方便，結構簡單，設有透氣孔，裝卸方便，壁厚均勻，材料節約等。模具加工應注意尺寸精確，配合精密，工作面要光滑等。

施壓設備：機械壓機、油壓機或水壓機等。

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.2.2壓制成型的模具和設備模具可用工具鋼制成25材料成型液壓機12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理材料成型液壓機12/2/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理264.6.3粉料的致密化過程4.6.3.1密度的變化第一階段：坯體密度急劇增加；第二階段：壓力繼續增加時，坯體密度增加緩慢，后期幾乎無變化；第三階段：壓力超過某一數值（極限變形壓力）后，坯體的密度又隨壓力增高而加大。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3粉料的致密化過程4.6.3.1密度的變化27影響坯體孔隙率的因素：（1）粉料裝模時的自由堆積的孔隙率v0越小，則坯體成型后的孔隙率v也越小。（2）增加壓力P可使坯體孔隙率v減少，而且它們呈指數關系。（3）延長加壓時間t，也可以降低坯體氣孔率，但會降低生產率。（4）減少顆粒間內摩擦力η也可使坯體孔隙率降低。（5）坯體形狀、尺寸及粉料性質都會影響坯體的密度大小和其均勻性。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理影響坯體孔隙率的因素：（1）粉料裝模時的自由堆積的孔隙率v0284.6.3.2強度的變化坯體的強度呈現出階段性的變化：壓力較低時，雖然由于粉料顆粒位移填充孔隙，坯體孔隙減小，但顆粒間接觸面積仍小，所以強度并不大。成型壓力增加后，不僅顆粒位移和填充孔隙繼續進行，而且能使顆粒發生彈－塑性變形、顆粒間接觸面積大大增加，出現原子間力的相互作用，因此強度直線提高。壓力繼續增大，坯體密度和孔隙變化不明顯，強度變化也較平坦。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3.2強度的變化坯體的強度呈現出階段性的變化：29壓制墻地磚時坯體強度與水分的關系：1-坯料水分；2-體積密度12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理壓制墻地磚時坯體強度與水分的關系：1-坯料水分；2-體積密304.6.3.3坯體中壓力的分布壓力分布不均勻原因：（1）顆粒之間產生內摩擦力；（2）顆粒與模壁之間產生外摩擦力。H/D對壓力分布的影響單面加壓時坯體內部壓力分布情況（H－坯體高度；D－坯體直徑）12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3.3坯體中壓力的分布壓力分布不均勻原因：（1）314.6.4影響坯體密度的因素4.6.4.1成型壓力壓制過程中，加于粉料上的壓力主要消耗在以下兩個方面：（1）克服粉料的阻力P1，稱為靜壓力。它包括顆粒相對位移時所需克服的內摩擦力，及使粉料顆粒變形所需的力。（2）克服粉料顆粒對模壁摩擦所消耗的力P2，成為消耗壓力。含粘土的陶瓷坯料，其單位成型壓力約為：10～60MPa

一般工業陶瓷的單位成型壓力約為：40～100MPa

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4影響坯體密度的因素4.6.4.1成型壓324.6.4.2加壓方式加壓方式和密度分布關系圖（橫條線為等密度線）a－單面加壓；b－雙面同時加壓；c－雙面先后加壓；d－四面加壓12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4.2加壓方式加壓方式和密度分布關系圖12/2334.6.4.3加壓速度多次加壓：有利于氣體的排出。一輕、二重、慢提起：

開始稍加壓力，然后壓力加大，這樣不致封閉空氣排出的通路。最后一次提起上模時要輕些、緩些，防止殘留的空氣急速膨脹產生裂紋。多次換向加壓振動加壓12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4.3加壓速度多次加壓：有利于氣體的排出。一34（1）減少粉料顆粒間及粉料與模壁之間的摩擦，這種添加物又稱 潤滑劑；（2）增加粉料顆粒之間的粘結作用，這類添加物又稱粘合劑；（3）促進粉料顆粒吸附、濕潤或變形，通常采用表面活性物質。4.6.4.4添加劑的選用從而提高坯體的密度和強度，減少坯體的密度分布不均的現象。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理（1）減少粉料顆粒間及粉料與模壁之間的摩擦，這種添加物又稱 35加荷卸荷壓力與變形的關系示意圖4.6.4.5彈性后效12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理加荷卸荷壓力與變形的關系示意圖4.6.4.5彈性后364.6.5影響層裂的因素及防止方法

4.6.5.1氣體的影響4.6.5.2坯體水分的影響坯料中的氣體，能夠增加物料的彈性變形和彈性后效。殘留在坯體中的氣體是造成坯體層裂的重要原因，在其它條件相同的情況下，坯料中的氣體越多，壓制時造成層裂的可能性越大。在水分過大時，水分是引起層裂的主要原因，在水分小時，彈性后效是引起層裂的主要原因。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.5影響層裂的因素及防止方法4.6.5.1374.6.5.4壓制時間及壓力的影響4.6.5.3加壓次數對層裂的影響加荷卸荷次數增多，則殘余變形逐漸減小，所以在條件相同的情況下，間斷地卸荷比一次壓制密度高。在其它條件相同的情況下，慢慢增加壓力，即延長加壓時間，也能得到類似壓縮程度很大的效果。實踐證明，坯體在壓力不大但作用時間長的情況下加壓，比大壓力一次性加壓產生的塑性變形大。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.5.4壓制時間及壓力的影響4.6.5.3加壓384.6.6等靜壓成型(isostaticpressmoulding)4.6.6.1等靜壓成型原理(1)定義：是裝在封閉模具中的粉體在各個方向同時均勻受壓成型的方法。等靜壓成型是干壓成型技術的一種新發展，但模型的各個面上都受力，故優于干壓成型。該工藝主要是利用了液體或氣體能夠均勻地向各個方向傳遞壓力的特性來實現坯體均勻受壓成型的。(2)等靜壓成型過程

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.6等靜壓成型(isostatic39全自動等靜壓成型設備12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理全自動等靜壓成型設備12/2/2022國家精品課程——陶瓷工40(3)等靜壓成型與干壓成型的主要差別

①壓力由各個側面同時施加，粉料受壓運動不是一個方向的，這樣有利于把粉料壓到相當的密度，同時粉料顆粒的直線位移減少了，消耗在粉料顆粒運動時的摩擦功相應減少，提高了壓制效率。②粉料內部和外部介質中的壓強相等，因此在粉料中可能包含的空氣無法排出，影響了壓力與體積的關系，限制了通過進一步增大壓力來壓實粉料的可能，故生產中要得到密度大的坯體，有必要排除裝模后粉料中的少量空氣。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理(3)等靜壓成型與干壓成型的主要差別①壓力由各個側面同41（4）等靜壓成型的優點①與施壓強度大致相同的其它壓制成型相比，等靜壓成型可以得到較高的生坯密度，且密度在各個方向上都比較均勻，不會因尺寸大小及形狀的不同而有很大的變化。②不會在壓制過程中使生坯內部產生很大的應力（壓強的方向性差別小于其它成型方法，顆粒間、顆粒與模型間的摩擦力減小）。③成型的生坯強度高，內部結構均勻，不會象擠壓成型那樣使顆粒產生有規則的定向排列。④可以采用較干的坯料成型，也不必或很少使用粘合劑或潤滑劑，有利于減少干燥和燒成收縮。⑤對制品的尺寸和尺寸之間的比例沒有很大的限制。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理（4）等靜壓成型的優點①與施壓強度大致相同的其它壓制成型相42根據成型溫度常溫等靜壓（或冷等靜壓，CIP）高溫等靜壓（或熱等靜壓，HIP）燒結根據所用的模具濕袋等靜壓法（wetisostaticpressing）干袋等靜壓法（dryisostaticpressing）4.6.6.2等靜壓成型的分類12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理根據成型溫度常溫等靜壓（或冷等靜壓，CIP）高溫等靜壓（或熱43（1）

濕袋等靜壓法

（2）干袋等靜壓法

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理（1）濕袋等靜壓法（2）干袋等靜壓法12/2/20244(3)常溫等靜壓成型的操作過程

①備料

②裝料

③加壓

④脫模

(4)

常溫等靜壓成型的主要設備

①高壓容器

②升壓設備

③安全閥和防爆裝置

④彈性模具

⑤施壓介質

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理(3)常溫等靜壓成型的操作過程①備料②裝454.7其它成型方法

4.7.1紙帶成型

它與流延成型法有些類似，以一卷具有韌性的、低灰份的紙（如電容紙）帶作為載體。讓這種紙帶以一定的速度通過泥漿槽，粘附上合適厚度的漿料。通過烘干區并形成一層薄瓷坯，卷軸待用。在燒結過程中，這層低灰份襯紙幾乎被徹底燃盡而不留痕跡。如泥漿中采用熱塑性高分子物質作為粘結劑，則在加熱軟化的情況下，可將坯帶加壓定型。

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.7其它成型方法4.7.1紙帶成型12/464.7.2印刷成型將超細粉料、粘合劑、潤滑劑、溶劑等充分混合，調制成流動性很好的稀漿料，然后采用絲網漏印法，即可印出一層極薄的坯料。具體操作是用一張含灰份甚少的有機薄膜或電容器紙作為襯紙，先在電極所在的位置上，用絲網漏印法印上一層金屬漿料，干燥后，再在該有介質的部位漏印陶瓷漿料。繼續干燥后可再印一次瓷漿，重復若干次，直至達到所需厚度為止。然后再漏印金屬電極，依次循環交替，直至多層獨石電容印制完畢為止，待干透后再剪切、焙燒。每印刷一次瓷漿，約可得6μm厚的坯層，通常必須重復印2～3次，方能達到必要的厚度和良好均勻度。此法工藝簡單、產量大，可制大容量電容器，很有發展前途。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.7.2印刷成型將超細粉料、粘合劑474.7.3噴涂成型

此法所用的漿料與流延法、印刷法相似，但必須調得更稀一些，以便利用壓縮空氣通過噴嘴，能使之形成霧粒，此法主要用以制造獨石電容器，噴涂時以事先刻制好的掩膜，擋住不應噴涂的部分，到一定程度可讓其干燥，干后再作第二次、第三次噴涂，到達預定厚度時，再更換掩膜，噴上所需的另一漿料。按這種金屬漿料和陶瓷漿料，反復更換掩膜，交替噴上，以獲得獨石電容器的結構。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.7.3噴涂成型此法所用的漿料與流延484.7.4爆炸成型

50年代初，爆炸成型最初用于TiC、TaC和Ni粉葉片的成型。炸藥爆炸后，在幾微秒內產生的沖擊壓力可達1×106MPa。巨大的壓力，以極快的速度作用在粉末體上，使壓坯獲得接近理論密度和很高的強度。爆炸成型法可以成型形狀復雜的制品，制品的輪廓清晰，尺寸公差穩定，成本較低。目前，爆炸成型法已應用于鐵氧體、金屬陶瓷等的生產。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.7.4爆炸成型50年代初，爆炸成494.8修坯與粘結

可塑法和注漿法成型的生坯件，表面不太光滑，邊口都呈毛邊現象，多合模型的注漿坯件會有接縫痕跡，某些產品的進一步加工如挖底、打孔等，都需要進一步加工修平。工廠稱此為修坯。這是成型工藝中的一項必要的工序，決定產品的表面質量、外觀質量等。濕修：坯體的水分16～19％。干修：坯體的水分<2％。粘結是制造壺、坯及一些小口花瓶、壇子等不能一體成型的坯體所必須的工序。

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.8修坯與粘結可塑法和注漿法成型的生坯件，表504.5可塑成型4.5.1可塑泥團的成型性能4.5.1.1可塑泥團的流變特性σy:流動極限（流限、屈服值）σρ:強度極限εn:假塑性變形ερ:斷裂變形可塑法成型是利用外力對具有一定可塑變形能力的坯料進行加工成型的方法。基本原理是基于坯料的可塑性。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5可塑成型4.5.1可塑泥團的成型性能4.5.51成型時應采取逐漸、多次加壓到泥團上的方法。E=KW2，e=kw212/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理成型時應采取逐漸、多次加壓到泥團上的方法。E=KW2，52可塑坯料流變性質的兩個重要參數：（1）屈服值：要求高（2）出現裂紋前的最大變形量：要求大12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理可塑坯料流變性質的兩個重要參數：（1）屈服值：要求高（2）出534.5.1.2影響泥團可塑性的因素1.礦物種類蒙脫石：范德華鍵高嶺石：氫鍵可塑性良好的泥團應具備的條件：顆粒較細；礦物解理完全；顆粒表面水膜較厚。粘土中礦物的可塑性排序：（Marshall,1955）地開石<伊利石<綠脫石<鋰蒙脫石<高嶺石<蒙脫石12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.1.2影響泥團可塑性的因素1.礦物種類蒙542.固體顆粒大小和形狀顆粒愈細則比表面積愈大，每個顆粒表面形成水膜所需水分愈多。另外，顆粒愈細則形成的毛細管半徑越小，毛細管力越大，可塑性越高。顆粒的形狀不同，其比表面積不同,因而對可塑性的影響也有差異。板片狀、短柱狀大于球狀、立方體顆粒。易形成面面接觸，毛細管小，毛細管力大，且對稱性低，移動時阻力大，促使泥團可塑性增大。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理2.固體顆粒大小和形狀顆粒愈細則比表面積愈553.吸附陽離子的種類

粘土膠團間的吸引力明顯地影響著泥團的可塑性，而吸引力的大小決定于陽離子交換的能力和交換陽離子的大小與電荷。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理3.吸附陽離子的種類粘土膠團間的吸引力明564.液相的數量和性質

液體是泥團出現可塑性的必要條件。液體介質的粘度、表面張力對泥團的可塑性有顯著的影響。液體介質的表面張力大，則泥團的可塑性大。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.液相的數量和性質液體是泥團出現可塑性的必要條件。液體574.5.1.3可塑泥團的顆粒取向與成型的關系

1.泥料顆粒取向的原因及排列狀況12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.1.3可塑泥團的顆粒取向與成型的關系1.582.顆粒取向與收縮、變形的關系12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理2.顆粒取向與收縮、變形的關系12/2/2022國家精品593.顆粒取向與產品性能的關系

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理3.顆粒取向與產品性能的關系12/2/2022國家精品課604.5.2可塑成型工藝4.5.2.1滾壓成型1.滾壓成型工藝原理和特點成型時盛放著泥料的石膏模型和滾壓頭分別繞自己的軸線以一定的速度同方向旋轉。滾壓頭在旋轉的同時逐漸靠近石膏模型，對泥料進行滾壓成型。二者之間既有滾動又有滑動，泥料主要承受壓延力的作用。陰模滾壓（內滾壓）：滾壓頭形成坯體的內表面。陽模滾壓（外滾壓）：滾壓頭決定坯體形狀和大小，模型決定內表面的花紋。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2可塑成型工藝4.5.2.1滾壓成型1.612.滾壓成型的主要控制因素

（1）對泥料的要求水分、可塑性既有滾動，又有滑動，泥料主要受壓延力的作用。要求有一定的可塑性和較大的延伸量。可塑性低，易開裂；可塑性高，水分多易粘滾頭。陽模滾壓和陰模滾壓對泥料的要求有差別。陰模滾壓受模型的承托和限制，可塑性可以稍低，水分可稍多。（2）滾壓頭的溫度熱滾壓：100～130℃，在泥料表面產生一層氣膜，防止粘滾頭，坯體表面光滑。冷滾壓：可用塑料滾壓頭，如聚四氟乙烯。（3）主軸轉速（n1）和滾頭轉速(n2)12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理2.滾壓成型的主要控制因素（1）對泥料的要求624.5.2.2塑壓成型將可塑泥料放在模型中在常溫下壓制成型的方法。模型：蒸壓型的α－半水石膏，內部盤繞多孔性纖維管，用以通壓縮空氣或抽真空。

成型壓力與坯泥的含水量有關。成型時施以一定的壓力，坯體的致密度較旋坯法、滾壓法都高。因此，需要提高模型強度：采用多孔性樹脂模、多孔金屬模。

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.2塑壓成型將可塑泥料放在模型中在常溫下壓制成634.5.2.3注塑成型（注射成型）

瘠性物料與有機添加劑混合加壓擠制的成型方法。

1.坯料的制備坯料由陶瓷瘠性粉料與結合劑（熱塑性樹脂）、潤滑劑、增塑劑等有機添加劑構成。制備過程：配料、加熱混合、固化、粉碎造粒。有機物含量直接影響坯料的成型性能劑燒結收縮性能。2.成型過程12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.3注塑成型（注射成型）瘠性物料與有機添加劑643.脫脂除去有機添加劑的工序4.注射成型與熱壓鑄成型的比較：

相同點：（1）瘠性料與有機添加劑混合、成型、脫脂（排臘）三個主要工序。（2）在一定溫度、壓力下成型。不同點：（1）熱壓鑄在燒結前需制成可以流動的臘漿。注射成型是制備出粉狀干粉料，注入模具后加熱至塑性狀態，填充模具。（2）熱壓鑄壓力0.3～0.5MPa，注射成型壓力130MPa。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理3.脫脂除去有機添加劑的工序4.注射成型與熱壓鑄成型的比654.5.2.4軋膜成型

是薄片瓷坯的成型工藝，主要用在電子陶瓷工業中直至瓷片電容、獨石電容及電路基板等瓷坯，適于1mm以下，常見為0.15mm。

1.坯料的制備瘠性粉料：預燒、過篩。塑化劑：由粘合劑（PVA、聚羧酸乙烯酯、甲基纖維素）、增塑劑（甘油、己酸三甘醇、臨苯二甲酸二丁酯）和溶劑（水、甲苯、乙醇）配置而成。將瘠性粉料和塑化劑攪拌均勻、利用軋膜機混煉使之充分混合、吹風（使溶劑揮發）、粗軋。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.5.2.4軋膜成型是薄片瓷坯的成型工藝，主662.軋膜成型工藝煉泥與成型同時進行，粗軋后的厚膜仍要多次反復軋煉以保證泥料高度均勻并排出氣泡。在軋膜過程中逐步縮小軋輥間距，至所需厚度，最后進行沖切。軋膜過程中只在長度、厚度方向受碾壓，寬度方向缺乏足夠的壓力，故具有顆粒定向排列，導致燒成收縮不一致，從而使產品的致密度、機械強度具有方向性。解決辦法：軋膜時不斷將膜片作90°倒向、折疊。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理2.軋膜成型工藝煉泥與成型同時進行，粗軋674.6壓制成型(compressionmoulding)4.6.1粉料的工藝性質粒度是指粉料的顆粒大小，通常以顆粒的半徑r或直徑d表示。2.等效半徑4.6.1.1粒度和粒度分布V=a×b×c=4/3πR3即該顆粒等效半徑為：12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6壓制成型(compressionmou683.粒度分布指各種不同大小顆粒所占的百分比。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理3.粒度分布指各種不同大小顆粒所占的百分比。12/2/20694.6.1.2粉料的堆積特性12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.2粉料的堆積特性12/2/2022國家精品70粗顆粒約占70%，細顆粒約占30%的混合粉料其總體積約為1.25，孔隙率最低約25%粗顆粒為50%，中顆粒為10%，細顆粒為40%時，粉料的孔隙率僅為23%。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理粗顆粒約占70%，細顆粒約占30%的混合粉料其總體積約為1.714.6.1.3粉料的拱橋效應粉料自由堆積的孔隙率往往比理論計算值大的多12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.3粉料的拱橋效應粉料自由堆積的孔隙率往往比724.6.1.4粉料的流動性自然安息角（偏角）α反映粉料的流動性當堆積到一定高度后，粉料會向四周流動，始終保持為圓錐形，其自然安息角（偏角）α保持不變。一般粉料的自然安息角α約為20?～40?。在生產中粉料的流動性決定著它在模型中的充填速度和充填程度。加入潤滑劑以提高其流動性12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.1.4粉料的流動性自然安息角（偏角）α反映粉料的734.6.2壓制成型工藝4.6.2.1定義

將含有一定水分（或其它粘結劑）的粒狀粉料填充于模具之中，對其施加壓力，使之成為具有一定形狀和強度的陶瓷坯體的成型方法叫做壓制成型。又稱模壓成型（stampingprocess）、干壓成型(drypressing)。粉料含水量8%~15％時為半干壓成型；粉料含水量為3％~7％時為干壓成型；特殊的壓制工藝（如等靜壓法），坯料水分可在3％以下。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.2壓制成型工藝4.6.2.1定義744.6.2.2壓制成型的模具和設備模具可用工具鋼制成。產品外形不合理，決定了模具設計不合理，致使影響成型質量，因此，有時寧可對產品的外形作一些修改，使模具設計合理。模具設計應遵循的原則：便于粉料填充和移動，脫模方便，結構簡單，設有透氣孔，裝卸方便，壁厚均勻，材料節約等。模具加工應注意尺寸精確，配合精密，工作面要光滑等。

施壓設備：機械壓機、油壓機或水壓機等。

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.2.2壓制成型的模具和設備模具可用工具鋼制成75材料成型液壓機12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理材料成型液壓機12/2/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理764.6.3粉料的致密化過程4.6.3.1密度的變化第一階段：坯體密度急劇增加；第二階段：壓力繼續增加時，坯體密度增加緩慢，后期幾乎無變化；第三階段：壓力超過某一數值（極限變形壓力）后，坯體的密度又隨壓力增高而加大。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3粉料的致密化過程4.6.3.1密度的變化77影響坯體孔隙率的因素：（1）粉料裝模時的自由堆積的孔隙率v0越小，則坯體成型后的孔隙率v也越小。（2）增加壓力P可使坯體孔隙率v減少，而且它們呈指數關系。（3）延長加壓時間t，也可以降低坯體氣孔率，但會降低生產率。（4）減少顆粒間內摩擦力η也可使坯體孔隙率降低。（5）坯體形狀、尺寸及粉料性質都會影響坯體的密度大小和其均勻性。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理影響坯體孔隙率的因素：（1）粉料裝模時的自由堆積的孔隙率v0784.6.3.2強度的變化坯體的強度呈現出階段性的變化：壓力較低時，雖然由于粉料顆粒位移填充孔隙，坯體孔隙減小，但顆粒間接觸面積仍小，所以強度并不大。成型壓力增加后，不僅顆粒位移和填充孔隙繼續進行，而且能使顆粒發生彈－塑性變形、顆粒間接觸面積大大增加，出現原子間力的相互作用，因此強度直線提高。壓力繼續增大，坯體密度和孔隙變化不明顯，強度變化也較平坦。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3.2強度的變化坯體的強度呈現出階段性的變化：79壓制墻地磚時坯體強度與水分的關系：1-坯料水分；2-體積密度12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理壓制墻地磚時坯體強度與水分的關系：1-坯料水分；2-體積密804.6.3.3坯體中壓力的分布壓力分布不均勻原因：（1）顆粒之間產生內摩擦力；（2）顆粒與模壁之間產生外摩擦力。H/D對壓力分布的影響單面加壓時坯體內部壓力分布情況（H－坯體高度；D－坯體直徑）12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.3.3坯體中壓力的分布壓力分布不均勻原因：（1）814.6.4影響坯體密度的因素4.6.4.1成型壓力壓制過程中，加于粉料上的壓力主要消耗在以下兩個方面：（1）克服粉料的阻力P1，稱為靜壓力。它包括顆粒相對位移時所需克服的內摩擦力，及使粉料顆粒變形所需的力。（2）克服粉料顆粒對模壁摩擦所消耗的力P2，成為消耗壓力。含粘土的陶瓷坯料，其單位成型壓力約為：10～60MPa

一般工業陶瓷的單位成型壓力約為：40～100MPa

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4影響坯體密度的因素4.6.4.1成型壓824.6.4.2加壓方式加壓方式和密度分布關系圖（橫條線為等密度線）a－單面加壓；b－雙面同時加壓；c－雙面先后加壓；d－四面加壓12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4.2加壓方式加壓方式和密度分布關系圖12/2834.6.4.3加壓速度多次加壓：有利于氣體的排出。一輕、二重、慢提起：

開始稍加壓力，然后壓力加大，這樣不致封閉空氣排出的通路。最后一次提起上模時要輕些、緩些，防止殘留的空氣急速膨脹產生裂紋。多次換向加壓振動加壓12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.4.3加壓速度多次加壓：有利于氣體的排出。一84（1）減少粉料顆粒間及粉料與模壁之間的摩擦，這種添加物又稱 潤滑劑；（2）增加粉料顆粒之間的粘結作用，這類添加物又稱粘合劑；（3）促進粉料顆粒吸附、濕潤或變形，通常采用表面活性物質。4.6.4.4添加劑的選用從而提高坯體的密度和強度，減少坯體的密度分布不均的現象。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理（1）減少粉料顆粒間及粉料與模壁之間的摩擦，這種添加物又稱 85加荷卸荷壓力與變形的關系示意圖4.6.4.5彈性后效12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理加荷卸荷壓力與變形的關系示意圖4.6.4.5彈性后864.6.5影響層裂的因素及防止方法

4.6.5.1氣體的影響4.6.5.2坯體水分的影響坯料中的氣體，能夠增加物料的彈性變形和彈性后效。殘留在坯體中的氣體是造成坯體層裂的重要原因，在其它條件相同的情況下，坯料中的氣體越多，壓制時造成層裂的可能性越大。在水分過大時，水分是引起層裂的主要原因，在水分小時，彈性后效是引起層裂的主要原因。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.5影響層裂的因素及防止方法4.6.5.1874.6.5.4壓制時間及壓力的影響4.6.5.3加壓次數對層裂的影響加荷卸荷次數增多，則殘余變形逐漸減小，所以在條件相同的情況下，間斷地卸荷比一次壓制密度高。在其它條件相同的情況下，慢慢增加壓力，即延長加壓時間，也能得到類似壓縮程度很大的效果。實踐證明，坯體在壓力不大但作用時間長的情況下加壓，比大壓力一次性加壓產生的塑性變形大。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.5.4壓制時間及壓力的影響4.6.5.3加壓884.6.6等靜壓成型(isostaticpressmoulding)4.6.6.1等靜壓成型原理(1)定義：是裝在封閉模具中的粉體在各個方向同時均勻受壓成型的方法。等靜壓成型是干壓成型技術的一種新發展，但模型的各個面上都受力，故優于干壓成型。該工藝主要是利用了液體或氣體能夠均勻地向各個方向傳遞壓力的特性來實現坯體均勻受壓成型的。(2)等靜壓成型過程

12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理4.6.6等靜壓成型(isostatic89全自動等靜壓成型設備12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理全自動等靜壓成型設備12/2/2022國家精品課程——陶瓷工90(3)等靜壓成型與干壓成型的主要差別

①壓力由各個側面同時施加，粉料受壓運動不是一個方向的，這樣有利于把粉料壓到相當的密度，同時粉料顆粒的直線位移減少了，消耗在粉料顆粒運動時的摩擦功相應減少，提高了壓制效率。②粉料內部和外部介質中的壓強相等，因此在粉料中可能包含的空氣無法排出，影響了壓力與體積的關系，限制了通過進一步增大壓力來壓實粉料的可能，故生產中要得到密度大的坯體，有必要排除裝模后粉料中的少量空氣。12/4/2022國家精品課程——陶瓷工藝原理(3)等靜壓成型與干壓成型的主要差別①壓力由各個側面同91（4）等靜壓成型的優點①與施壓強度大致相同的其它壓制成型相比，等靜壓成型可以得到較高的生坯密度，且密度在各個方向上都比較均勻，不會因尺寸大小及形狀的不同而有很大的變化。②不會在壓制過程中使生坯內部產生很大的應力（壓強的方向性差別小于其它成型方法，顆粒間、顆粒與模型間的摩擦力減小）。③成型的生坯強度高，內部結構均勻，不會象擠壓成型那樣使顆粒產生有規則的定向排列。④可以采用較干的坯料成型，也不必或很少使用粘合劑或潤滑劑，有利