第5章 十种产品生产过程概述 - 2012年最新华东理工大学《材料概论》ppt合集(周达飞)(第二版)

材 料 概 论5.2 陶瓷的生产陶瓷的概念与分类及发展历史普通陶瓷的基本制备工艺特种陶瓷生 产 的基本工 艺过 程5.1 玻璃的生产 玻璃的发展历史 ( 5000年，我国 3000年 )玻璃的生产工艺第五章 十种产品生产过程概述 *5.3 水泥的生产 5.4 黑色金属的生产*5.5 有色金属的生产5.1 玻璃的生产 玻璃的发展历史 公元 1世 纪 初 ： 古 罗马 人 发 明用 铁 管 吹制 各种形状的制品 不久 懂得了 玻璃易加工成型 并加以利用 玻璃窗、瓶和望 远镜 的透 镜 玻璃 发 展的第 1技 术阶 段。 1115世 纪 ： 制造中心 威尼斯 800年 (1517世 纪 鼎盛期 ) 16世 纪 后 ： 威尼斯玻璃工匠的秘密 法、德、英 ； 17世 纪 ： 欧洲 玻璃厂 开始 煤代替木柴，玻璃工 业 发 展。 18世 纪 末 ： 玻璃制品的皇冠 捷克。捷 G艺术 品，从 17世 纪活 跃 欧洲市 场 。俄 G艺术 制品 17世 纪 也 闻 名于世。1790年：瑞士钟表匠 搅拌 大型均匀的光学 G园板 高均匀度18世纪后期： 蒸汽机发明，机械 2-流量闸板 ; 3-拉边辊 ; 4-拉边器 ; 5-冷却水管 ;6-八字砖 消除 orG中热应力至允许值的热处理过程。 对光学 G和某些特种 G，退火要求尤为严格。G在生产过程中经受激烈的不均匀 T变化 热应力 制品强度和热稳定性。高温成型 or热加工的制品，若不退火令其自然冷却，很可能在冷却、存放及机械加工的过程中自行破裂。此外 G制品自高温自然冷却时 内部的结构变化不均匀 光学性质上的不均匀。 可分成 2个过程 :5.玻璃退火内应力的减弱和消失；防止内应力的重新产生。G退火是在一段较长的高温加热炉 (退火炉 )中完成的。整个退火过程有加热均热退火区和风强制对流冷却区。6.玻璃制品的深加工 v冷加工 ：用机械方法改变 G制品外形和表面状态，基本方法有：研磨抛光、切割、喷砂、钻孔和切削。v表面处理 ： a.G光滑面 or散光面的成形 : 控制 G表面的凹凸 (器皿 G化学蚀刻、灯泡毛蚀及化学抛光 )； b.改变G表面的薄层组成 : 表面性质 新的性能 (表面着色以及用 SO2、 SO3处理 G表面， 化稳性 )； c.表面涂层 ：镜子镀银、表面导电 G、憎水 G、光学 G表面涂膜等。v热加工 ：器皿、仪器 G等复杂形状和特殊要求的制品 热加工成型 or制品性能及外观质量。原理与成型相似：利用 T特性及表面张力与导热系数。主要方法有：烧口、火抛光、火焰切割 or钻孔、真空成型 (精密内径 G管 )。还有槽沉、塑形、摊平与灯工等。特 点 品 种 透光透视光漫射眩防隔 热 性 不能现场加工安 全 性 耐急冷、急热 难以切割 破碎无危险 即使破碎也不能通过 窃贼进入困难遮断太阳辐射热向外传热困难 不结露 光线漫射磨砂玻璃胶花玻璃蚀刻玻璃 兼防火 ,光线漫射 热反射玻璃 具安全性 普通钢化玻璃普通夹层玻璃 兼隔热 ,有色 ,安全吸热钢化玻璃吸热夹层玻璃 隔热，不结露普通中空玻璃吸热中空玻璃 有色，不透明 彩色釉面玻璃 表 5-2 平板玻璃深加工产品及性能 注： 代表具有某种性能； 代表某些性能较好。 陶瓷的概念与分类及发展历史 概念与分类 ： 国际上无统一概念，我国及一些欧洲国家，陶瓷仅包括普通和特种陶瓷两大类，而在日本和美国， ceramics则泛指所有无机非金属材料制品，除传统陶瓷外，还包括耐火材料、水泥、玻璃、搪瓷等。 广义的陶瓷概念是无机非金属固体材料和产品的通称。 我国陶瓷工 业 的 发 展概况5.2 陶瓷的生产普通陶瓷的基本制备工艺 特种陶瓷生 产 的基本工 艺过 程陶瓷的概念与分类1.按制品的性能和用途：v普通陶瓷 ：生活和生产中最常见和使用的传统陶瓷，又可分为： 日用 (包括艺术陈设 )、建筑卫生、化工、化学瓷、电瓷及其他工业用陶瓷。这类陶瓷制品所用的原料基本相同，生产工艺技术亦相近。v特种陶瓷 ：新型、精细 or精密陶瓷， 指普通陶瓷以外的广义陶瓷概念中所涉及的陶瓷材料和制品，用于各种现代工业和尖端科学技术，按性能及用途 又可分为：结构材料用陶瓷 ： 耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高刚性、低热膨胀性和隔热等结构材料；功能陶瓷 ： 电磁功能、光电功能和生物化学功能 等陶瓷制品和材料 ，还有核陶瓷材料和其他功能材料等。v瓷器 :已烧结，致密基本不吸水，有一定透明性，敲之声音清脆，断面有贝壳状光泽，按需施各种釉。 可再分成： 细瓷：日用细瓷 (长石瓷、绢云母瓷、骨灰瓷等 )、美术瓷、高压电瓷、高频装置瓷等； 特种陶瓷：高铝质瓷、压电、磁性、金属陶瓷等。v介于陶与瓷之间的一类 国际上通称 炻器 ：半瓷质， 日用炻器、卫生陶瓷、化工陶瓷、低压电瓷、地砖、锦砖、青瓷等。2.按坯体结构所标志的坯体致密度的不同： v陶器 :未烧结 or部分烧结、有一定吸水率、断面粗糙无光、不透明、敲之声音粗哑、有无釉和施釉。 可进一步分为 : 粗陶器： 盆、罐、砖瓦、各种陶管等； 精陶器： 日用精陶、美术陶器、釉面砖等。我国陶瓷工业的发展概况 “china” 据考证是中国 景德镇 在宋朝前的古名 昌南镇 的音译。陶器 (瓷器 )距今 800010000年前， 是人类最早的手工业制品，标志着开始从游牧生活转向定居务农生活。我国陶器起源于何时 ?随着新石器时代文化遗址的不断发现而众说纷纭，目前，最早的陶器在北方和南方都有发现，大都是泥质和夹砂红陶、灰陶和夹炭黑陶。 陶器 新石器晚期 已发展到以 彩陶 (既仰韶文化距今 6400年 )和 黑陶 (即龙山文化公元前 2000年 青铜时代 )为特色的 史前文化 (3500年前 )。“陶 瓷的发展过程 ”， 李家治等曾科学地指出：我国陶瓷发展史上有：v3个重大突破 ：原料的选择和精制、窑炉的改进及烧成温度的提高、釉的发现和使用；v3个重要阶段 ：陶器 原始瓷器 瓷器。5.2.2 普通陶瓷的基本制备工艺 普通陶瓷材料的基本生产工艺过程见图 5-4。 第五章 十种产品生产过程概述 1.主要原料2.配料3.坯料的制备4.陶瓷的成型 5.生坯的干燥 6.施釉、装 饰7.烧 成 8.烧 后冷加工各种制品的生产工艺过程不尽相同，基本上可分为： 一次烧成 ：工艺简单，设备投资小，生产周期短，但工艺难度较大； 二次烧成 ：坯体先经一次素烧，再施釉入窑烧成，国内外多用于一些高档瓷器及精陶制品。硬质原料 拣选 粉碎混练 成型煅烧软质原料 风化 除杂配料干燥 (施釉、装饰 ) (烧后加工 ) 检验包装素烧 拣选 (施釉、装饰 )釉料制备图 5-4普通陶瓷生产基本工艺过程图 普通陶瓷生产所用的主要原料1). 可塑性的 粘土类 ：日用细瓷 用量 4060% ，在陶器和炻瓷中还可 ；釉面砖 40% ，除 软质粘土 外， 还采用大量 叶蜡石 、 硬质高岭土 等硬质粘土。 2). 非可塑性的 石英类 ： 坯体主要组分之一， 脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、硅藻土、燧石 等。 作用可概括为A.天然原料 ： 制品多晶结构 原料及生产工艺过程， 如：高岭土 or粘土 莫来石晶相；石英 石英晶相；长石、滑石等熔剂原料 结构中产生玻璃相。利用可塑性及非可塑性 成型性能及干燥和烧成收缩 较好的工艺性能去适应陶瓷烧成。 普通陶瓷生产所用的主要原料1).是瘠性原料，可调节泥料的可塑性， 坯体的干燥收缩，缩短干燥时间并防止坯体变形；2).烧成时，加热膨胀可部分补偿坯体收缩，高温时部分地溶解于液相中 熔体 ，未溶解的石英颗粒构成坯体的骨架，可防止坯体发生变形和开裂；3).改善瓷器的白度和透光度；4).SiO2是釉料中玻璃质的主要组分， 釉中石英的含量可 釉的 T熔融温度及 ，并 釉的 ，同时还可赋予釉以较高的机械强度、硬度、耐磨性及耐化学侵蚀性。3).长石类 ： 最常用的熔剂性原料 (坯料、釉料、色料 )，陶瓷de三大原料之一。 第五章 十种产品生产过程概述 4).其他矿物原料 ： 滑石、蛇纹石 镁的含水硅酸盐矿物 镁质瓷、釉面砖、地砖、炻器、耐酸陶器、匣钵等； 硅灰石和透辉石 坯体烧成后的 弯曲变形 及产品 尺寸公差小。 骨灰、磷灰石 骨灰瓷 50， Ca3(PO4)2的主要来源。 碳酸盐类矿物 除碱金属 矿物 外常用的熔剂原料。 叶蜡石 尺寸精确、热稳定性好的产品， 日用细瓷 及 釉面砖 等 工业废渣及废料： 近十几年来采用较多 高炉矿渣、磷矿渣、萤石矿渣等。除 釉面砖、墙地砖外，还 卫生和日用陶瓷。 一些建材厂用部分 煤矸石、粉煤灰代替昂贵的叶蜡石 成本。 C.原料的预处理 ：硬质原料的 水洗 ，软质原料 (软质粘土 )的 风化、淘洗 or拣选 尽量清除有害杂质， 原料纯度，保证质量。 第五章 十种产品