陶瓷材料及其制备和加工工艺12

1、第一章第一章 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 第一节第一节 陶瓷材料的概念陶瓷材料的概念 第二节第二节 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 第三节第三节 陶瓷材料的性能陶瓷材料的性能 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷 石英钟表石英钟表 手表手表上的上的“1919钻钻”( (人造红宝石轴承的数目人造红宝石轴承的数目) ) （特殊光学材料）（特殊光学材料） 彩电（荧光材料）彩电（荧光材料） 煤气炉中的电子打火煤气炉中的电子打火( () ) 海底电缆海底电缆; ;信息高速公路（信息高速公路（光导纤维光导纤维） 电脑的电脑的CPUCPU（单晶硅单晶硅） 生活中的无机非金属材料生活中的无机

2、非金属材料 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 一、概念、概念 传统陶瓷：传统陶瓷：是指以粘土、长石、石灰石、石英等天然矿物为原是指以粘土、长石、石灰石、石英等天然矿物为原 料，经过料，经过原料配制原料配制、坯料成型坯料成型后经后经高温烧成高温烧成的一类制品，组成上以的一类制品，组成上以 硅酸盐硅酸盐为主。为主。 随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不断出现，陶瓷概念的外延也不断扩 大。 近代陶瓷：近代陶瓷：以以高纯度化工原料和合成矿物为原料高纯度化工原料和合成矿物为原料制造而成，组制造而成，组 成上以成上以非硅酸盐非硅酸盐为特征。为特征。 广义陶瓷：广义陶瓷：是以是以离子键及共价键为主要结合离子键及共价键为

3、主要结合的含有金属和非金的含有金属和非金 属元素的复杂化合物和固溶体，泛指所有的无机非金属材料制品。属元素的复杂化合物和固溶体，泛指所有的无机非金属材料制品。 它不仅包括传统的陶瓷材料它不仅包括传统的陶瓷材料（如：（如：陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、 搪瓷、磨料等）搪瓷、磨料等），还包括新型陶瓷材料还包括新型陶瓷材料（非金属磁性材料、铁电体、非金属磁性材料、铁电体、 人造单晶、玻璃陶瓷、氧化物及非氧化物陶瓷人造单晶、玻璃陶瓷、氧化物及非氧化物陶瓷等）等）。 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的概念陶瓷材料的概念 第一节第一节 陶瓷材料的概念与分类陶瓷材料的概念与分类

4、二、分类二、分类 1、按原料和组成不同分：、按原料和组成不同分： 按化学成分不同，新型陶瓷分为：按化学成分不同，新型陶瓷分为：氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物 陶瓷和硼化物陶瓷等。陶瓷和硼化物陶瓷等。 按性能和用途不同，新型陶瓷分为：按性能和用途不同，新型陶瓷分为： 传统陶瓷传统陶瓷（录像录像）以粘土等以粘土等天然的硅酸盐矿物为原料天然的硅酸盐矿物为原料制造而成，主制造而成，主 要应用于日常生活和工业生产。要应用于日常生活和工业生产。 （如：（如：陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、 磨料等）磨料等） 新型陶瓷新型陶瓷（工程陶瓷、精细

5、陶瓷、特种陶瓷（工程陶瓷、精细陶瓷、特种陶瓷 录像录像）：）：以以高纯度化高纯度化 工原料和合成矿物为原料工原料和合成矿物为原料制造而成，组成上以非硅酸盐为特征。制造而成，组成上以非硅酸盐为特征。 1 1）结构陶瓷结构陶瓷：强调材料的高温力学性能或机械性能。如：高温结构陶瓷强调材料的高温力学性能或机械性能。如：高温结构陶瓷 （刀具、轴承、发动机内的元件等）（刀具、轴承、发动机内的元件等） 2 2）功能陶瓷功能陶瓷：具有电、磁、声、光、热、化学及生物特性，且具有相互转具有电、磁、声、光、热、化学及生物特性，且具有相互转 化功能。如：化功能。如：（压电陶瓷、铁氧体、（压电陶瓷、铁氧体、光导纤维光导

6、纤维、气敏陶瓷、生物陶瓷等）气敏陶瓷、生物陶瓷等） 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的分类陶瓷材料的分类 2、按使用性能陶瓷可分为：按使用性能陶瓷可分为： 建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、艺术陶瓷、实验室用陶瓷和建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、艺术陶瓷、实验室用陶瓷和 工业陶瓷。工业陶瓷。 3、按陶瓷坯体之密度不同，可把陶瓷分为、按陶瓷坯体之密度不同，可把陶瓷分为(书书161) 粗陶器粗陶器 特种陶瓷特种陶瓷 陶器陶器 瓷器瓷器 精陶器精陶器 细瓷细瓷 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的分类陶瓷材料的分类 材料材料 品种示例品种示例 传传 统统 无无 机机 非非 金金 属属 材材 料料 水泥和

7、其他胶水泥和其他胶 凝材料凝材料 硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等 陶陶 瓷瓷 黏土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等黏土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等 耐火材料耐火材料 硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等 玻玻 璃璃 硅酸盐、硼酸盐、氧化物、硫化物和卤素化合物玻硅酸盐、硼酸盐、氧化物、硫化物和卤素化合物玻 璃等璃等 搪搪 瓷瓷 钢片、铸铁、铝和铜胎等钢片、铸铁、铝和铜胎等 铸铸 石石 辉绿岩、玄武岩、铸石等辉绿岩、玄武岩、铸石等 研磨材料研磨材料 氧化硅、氧化铝、碳化硅等氧化硅、氧化铝、碳化硅等 多孔材料多孔材

8、料 硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等 碳素材料碳素材料 石墨、焦炭和各种碳素制品等石墨、焦炭和各种碳素制品等 非金属矿非金属矿 黏土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石黏土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石 等等 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的分类陶瓷材料的分类 新新 型型 无无 机机 非非 金金 属属 材材 料料 高频绝缘材料高频绝缘材料 氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃 和微晶玻璃等和微晶玻璃等 铁电和压电材铁电和压电材 料料 钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等钛酸钡系、锆钛

9、酸铅系材料等 磁性材料磁性材料 锰锰- -锌、镍锌、镍- -锌、锰锌、锰- -镁、锂镁、锂- -锰等铁氧体、磁记录和磁锰等铁氧体、磁记录和磁 泡材料等泡材料等 导体陶瓷导体陶瓷 钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等 半导体陶瓷半导体陶瓷 钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过渡金钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过渡金 属元素氧化物系材料等属元素氧化物系材料等 光学材料光学材料 钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石 英系或多组分玻璃的光导纤维等英系或多组分玻璃的光导纤维等 高温结构陶瓷高温结构

10、陶瓷 高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物 超硬材料超硬材料 碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等 人工晶体人工晶体 铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等 生物陶瓷生物陶瓷 长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材等长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材等 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的分类陶瓷材料的分类 第二节第二节 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 一、陶瓷材料的结合键一、陶瓷材料的结合键 陶瓷材料的结合键主要为陶瓷材料的结合键主要为共价键和离子键共价键和离子键。 陶瓷材料中刚玉型结构便是典型的离子化合物。典型的共

11、陶瓷材料中刚玉型结构便是典型的离子化合物。典型的共 价化合物是金刚石。价化合物是金刚石。 实际陶瓷材料中常存在一种或几种键。实际陶瓷材料中常存在一种或几种键。 二、陶瓷材料的物相二、陶瓷材料的物相 从陶瓷材料显微结构分析，陶瓷的显微组织是由从陶瓷材料显微结构分析，陶瓷的显微组织是由晶相晶相、 玻璃相玻璃相和和气相气相组成。组成。 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 晶相晶相 低熔物：玻璃相低熔物：玻璃相 陶瓷显微组织陶瓷显微组织 气相气相 返回 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 1） 晶相 是陶瓷材料的主要组成相，晶相晶相相互交织形成陶相互交织形成陶

12、瓷结构的骨架瓷结构的骨架。 陶瓷中的晶相主要有硅酸盐、氧化物、非氧化物硅酸盐、氧化物、非氧化物三种。 硅酸盐硅酸盐 硅酸盐硅酸盐是传统陶瓷的主要晶相。是传统陶瓷的主要晶相。 氧化物氧化物 氧化物是大多数典型陶瓷，特别是特种陶瓷的主要组氧化物是大多数典型陶瓷，特别是特种陶瓷的主要组 成和晶体相。最重要的氧化物晶体相有成和晶体相。最重要的氧化物晶体相有AO、AO2、A2O3、 ABO3和和AB2O4等（等（A、B表示阳离子）表示阳离子）。 非氧化物非氧化物 是指不含氧的金属碳化物、氮化物、硅化物及硼化是指不含氧的金属碳化物、氮化物、硅化物及硼化 物等，它们是新型陶瓷物等，它们是新型陶瓷,特别特别是

13、金属陶瓷的主要晶相和晶体相。是金属陶瓷的主要晶相和晶体相。主主 要由高键能的共价键结合，但也有离子键和金属键。要由高键能的共价键结合，但也有离子键和金属键。 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 组成硅酸盐的基本结构是组成硅酸盐的基本结构是SiO4四面体。四面体。 在化合物中，在化合物中，SiO4以不同方式共角连接。以不同方式共角连接。 SiO4四面体四面体高岭石结构高岭石结构 陶瓷主要原料陶瓷主要原料:粘土粘土 返回 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 AO类型的氧化物：如MgO、CaO、BaO、 MnO等。氧离子排列成面心立方堆积， 阳离子则填充在所有

14、的八面体间隙 位置上，形成完整的立方晶格。 AO2类型的几种氧化物：如TiO2、UO2、 等。阳离子位于立方面心的结点位置 上，氧离子位于立方体内8个小立方 体的中心。 UO2结构结构 返回 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 ABO3类型氧化物。如钙钛矿 CaTiO3。 AB2O4类型氧化物为典型的尖 晶石结构，如MgAl2O4。 A2O3类型的氧化物是典型的刚 玉结构(如Al2O3、Fe2O3) 。 氧离子作近似立方密堆，铝离 子则充填三分之二的八面体位 置 返回 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 2） 玻璃相玻璃相 玻璃是由熔体固化而成，是过冷状

15、态的一种粘度玻璃是由熔体固化而成，是过冷状态的一种粘度 极高的液体，结构不规则（极高的液体，结构不规则（原子排列近程有序，远程无序原子排列近程有序，远程无序）。 玻璃态是物质无定形态的一种。物质的玻璃结构与晶体结构相似，是玻璃态是物质无定形态的一种。物质的玻璃结构与晶体结构相似，是 由离子多面体构成的空间网络，只是其排列缺少对称性及重复性，是无规由离子多面体构成的空间网络，只是其排列缺少对称性及重复性，是无规 则排列而已。则排列而已。 晶体结构晶体结构 玻璃结构玻璃结构 物质的晶体结构与玻璃结构物质的晶体结构与玻璃结构 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 1)1)填充晶体相

16、之间的空隙，并将分散的晶相粘结起来，提高材填充晶体相之间的空隙，并将分散的晶相粘结起来，提高材 料的致密度；料的致密度； 2)2)降低烧结温度，促进烧结；降低烧结温度，促进烧结； 3)3)玻璃相粘度高，阻止晶体转变，抑制晶体长大；玻璃相粘度高，阻止晶体转变，抑制晶体长大； 4)4)获得一定程度的玻璃特性，如透光性等。（釉）获得一定程度的玻璃特性，如透光性等。（釉） 但玻璃相的熔点低但玻璃相的熔点低,对陶瓷的机械强度，介电性能（电容器），对陶瓷的机械强度，介电性能（电容器）， 耐热性能等是不利的（高温结构陶瓷、耐火材料），不能成为陶瓷的耐热性能等是不利的（高温结构陶瓷、耐火材料），不能成为陶瓷的

17、 主导组成相，陶瓷中玻璃相的体积分数一般为主导组成相，陶瓷中玻璃相的体积分数一般为20%40%。 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 3） 气相气相 气相是残存在陶瓷组织内部的气相是残存在陶瓷组织内部的孔隙。孔隙。 根据气孔的多少，陶瓷分为致密根据气孔的多少，陶瓷分为致密 陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷。陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷。 除多孔陶瓷外，气孔的存在对陶除多孔陶瓷外，气孔的存在对陶 瓷的性能不利，它常常是裂纹产瓷的性能不利，它常常是裂纹产 生的根源，降低陶瓷的强度，使生的根源，降低陶瓷的强度，使 介电损耗增大等。介电损耗增大等。 普通陶瓷的气孔率为普通陶瓷的气孔率为5%

18、10%， 特种陶瓷的小于特种陶瓷的小于5%。金属陶瓷。金属陶瓷 则要求低于则要求低于0.5%。 气孔对陶瓷相对强度的影响气孔对陶瓷相对强度的影响 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构 介电损耗介电损耗: 绝缘材料在电压作用下所引起的能量损耗。介电损耗愈小，绝缘材 料的质量愈好，绝缘性能也愈好。 第三节第三节 陶瓷材料的性能陶瓷材料的性能 陶瓷材料突出的性能特点是：陶瓷材料突出的性能特点是：熔点高、耐热性好（陶熔点高、耐热性好（陶 瓷发动机）；硬度高，具有良好耐磨性和抗压能力（刀具、瓷发动机）；硬度高，具有良好耐磨性和抗压能力（刀具、 磨料）；化学稳定性好，不老化，具有良好的耐

19、蚀性（耐火磨料）；化学稳定性好，不老化，具有良好的耐蚀性（耐火 材料、坩埚材料）；陶瓷既是良好的绝缘体，又是半导体、材料、坩埚材料）；陶瓷既是良好的绝缘体，又是半导体、 导体和超导体。导体和超导体。 但陶瓷的脆性大，受力时很难产生塑性变形，裂纹敏但陶瓷的脆性大，受力时很难产生塑性变形，裂纹敏 感性强，抗温度急变能力低等，这也是影响其广泛应用的关感性强，抗温度急变能力低等，这也是影响其广泛应用的关 键。键。 陶瓷材料基础陶瓷材料基础 陶瓷材料的性能陶瓷材料的性能 陶瓷，尤其是氮化硅和碳化硅陶瓷具有高温强度、耐蚀性和耐磨性，用它们来制造发 动机已成为当前世界各国奋力追求的目标。陶瓷发动机的优越性为

20、：可以提高发动 机的工作温度，从而大大提高效率。例如，对内燃机而言，目前作为其制造材料的镍 基耐热合金，工作温度在1000左右。而采用陶瓷材料，则可以将工作温度提高到 1300，使发动机效率提高30%左右。工作温度高，可使燃料燃烧充分，所排废气 中的有害成分大为降低，这不仅降低了能源消耗，而且减少了环境污染。陶瓷的热 传导性比金属低，这使发动机的热量不易散发，节省能源。陶瓷具有较高的高温强 度和热传导性，可延长发动机的使用寿命。 陶瓷首先在高温燃气轮机中，可用于制造叶片、燃烧筒、套管、主轴轴承等，用 陶瓷代替镍基、钴基耐热合金，成本可降低到原来的130。同时，陶瓷也可用于制 造内燃机，可用于制

21、造活塞内衬、气缸、预燃烧室、挺杆、阀门、喷嘴、涡轮增压器 转子及轴承等零部件。据测算，若汽车发动机的所有零部件都采用陶瓷制造，其重量 可比合金发动机轻23，燃料费下降20%。 阻碍陶瓷发动机实用化的主要障碍是陶瓷的脆性和由此导致的低可靠性。若能解 决这个问题，将会给人类社会的发展提供强大的推动力。 习题与思考习题与思考： 一填空一填空 1. 按原料和组成不同陶瓷材料分为传统陶瓷和新型陶瓷。传统陶瓷以按原料和组成不同陶瓷材料分为传统陶瓷和新型陶瓷。传统陶瓷以 为原料 为原料 ，经，经 、 后经后经的一类制品。的一类制品。 2. 结构陶瓷作为结构材料用来制造结构零部件，主要利用其结构陶瓷作为结构材

22、料用来制造结构零部件，主要利用其和和 等性能。 等性能。 3. 组成硅酸盐的基本结构是以组成硅酸盐的基本结构是以为中心，周围排布为中心，周围排布，构成，构成 SiO4四面体。四面体。 二、选择题二、选择题 1.陶瓷的显微组织中包括陶瓷的显微组织中包括、玻璃相和气相组成。、玻璃相和气相组成。 硅酸盐硅酸盐 氧化物氧化物 非氧化物非氧化物 晶相晶相 2. 陶瓷材料的热性能包括熔点、热容、导热性、陶瓷材料的热性能包括熔点、热容、导热性、及热稳定性等。及热稳定性等。 热膨胀性能热膨胀性能 硬度硬度 塑性塑性 弹性模量弹性模量 三、简答题三、简答题 1 陶瓷材料的种类。陶瓷材料的种类。 2 陶瓷材料的特

23、点有哪些？陶瓷材料的特点有哪些？ 3 试述陶瓷材料的主要物相及作用试述陶瓷材料的主要物相及作用 。 第二章第二章 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 （录像录像） 第一节第一节 粉体工程基础粉体工程基础 第二节第二节 陶瓷粉体的制备陶瓷粉体的制备 第三节第三节 陶瓷粉体的处理陶瓷粉体的处理 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 一般而言，陶瓷原料大都是粉体状态。一般而言，陶瓷原料大都是粉体状态。 粉体是指大量固体颗粒的集合体。它由粉体是指大量固体颗粒的集合体。它由微粒固相微粒固相和和气相气相组组 成，表示物质的一种存在状态。依据粒径尺寸大小可划分为：成，表示物质的一种存在状态。依据粒径尺寸大小可划分为： 1

24、00m1100m1m0.1m0.0540m 颗粒颗粒粉体粉体超细粉体超细粉体纳米粉体纳米粉体陶瓷粉体陶瓷粉体 2.1 粉体工程基础粉体工程基础 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 2.1.1 粉体的表征和测量粉体的表征和测量 一、颗粒形状一、颗粒形状 颗粒形状与物质的性能之间存在着密切的关系，它对颗粒群（粉体颗粒形状与物质的性能之间存在着密切的关系，它对颗粒群（粉体) 的性质也会产生影响，由于颗粒形状千差万别，通常准确描述粉体颗粒的性质也会产生影响，由于颗粒形状千差万别，通常准确描述粉体颗粒 的形状是困难的。为此，粗略地划分为规则形状和不规则形状两类，并的形状是困难的。为此

25、，粗略地划分为规则形状和不规则形状两类，并 以几何形状的名称近似地加以描述。以几何形状的名称近似地加以描述。 目前，测定颗粒形状的唯一方法是图像分析仪目前，测定颗粒形状的唯一方法是图像分析仪。 粉体颗粒的形粉体颗粒的形 状因粉体的制备方状因粉体的制备方 法不同而各异。工法不同而各异。工 程上根据不同的目程上根据不同的目 的，对颗粒形状有的，对颗粒形状有 着不同的要求。着不同的要求。 粉末颗粒形状粉末颗粒形状 a.球形球形 b.近球形近球形 c.多角形多角形 d.片状片状 e.树枝状树枝状 f.不规不规 则形则形 g多空海绵状多空海绵状 h.碟状碟状 颗粒的大小和形状是粉体材料最重要的物性表征量

26、。颗粒的大小和形状是粉体材料最重要的物性表征量。 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 按按ISO3252定定 义，晶粒（义，晶粒（A）、）、 颗粒（颗粒（B）、聚合）、聚合 体（体（C）的区别如）的区别如 右图所示。右图所示。 二、粒度与粒径粒度与粒径 由于细颗粒的团聚作用，粉体一般是大量颗粒的聚合体。由于细颗粒的团聚作用，粉体一般是大量颗粒的聚合体。 单颗粒粒径，单颗粒粒径，是针对一个颗粒按照是针对一个颗粒按照某一规定某一规定而获取的一个而获取的一个恒定数值恒定数值； 粉末粒径粉末粒径，则是指对许多粉末颗粒采用一定的则是指对许多粉末颗粒采用一定的测量方法测量方法 而得出的

27、、具有而得出的、具有统计学统计学意义的一组值，包括统计平均值和统计分布。意义的一组值，包括统计平均值和统计分布。 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 1、投影径：、投影径：采用显微镜测试采用显微镜测试 2、三轴径：、三轴径： 球形颗粒球形颗粒的直径就是粒径（的直径就是粒径（particle diameter）。）。 非球形颗粒非球形颗粒的粒径则用球体、立方体或长方体的尺寸表示。的粒径则用球体、立方体或长方体的尺寸表示。 3/)(hbl 3 lbh )/1/1/1/(3hbl 粒径名称粒径名称公式公式定义定义 三轴平均径三轴平均径三轴算术平均径三轴算术平均径 三轴几何平三轴几

28、何平 均径均径 与颗粒外接长方体体积相等的立方体与颗粒外接长方体体积相等的立方体 的棱长的棱长 三轴调和平三轴调和平 均径均径 与颗粒外接长方体比表面及相等的球与颗粒外接长方体比表面及相等的球 的直径的直径 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 4、等沉降速度相当径（、等沉降速度相当径（斯托克斯径）斯托克斯径） 斯托克斯假设：斯托克斯假设：当速度达到极限值时在当速度达到极限值时在 无限大范围的粘性流体中沉降的球体颗粒的无限大范围的粘性流体中沉降的球体颗粒的 阻力，完全由流体的粘滞力所致。阻力，完全由流体的粘滞力所致。 只要测得粉体在介质中的沉降速度，就可只要测得粉体在介质中的

29、沉降速度，就可 以求得该种粉体的斯托克斯径。以求得该种粉体的斯托克斯径。 3、球当量径、球当量径: 把颗粒看作相当的球,并以球的直径代表颗粒的有效直径 3 6 V Dv S Ds 2 3 66 Ds Dv SvS V De (1)与颗粒同体积与颗粒同体积V的球直径称为的球直径称为等体积等体积当当 量径量径 以以Dv表示，即表示，即 (2)与颗粒等表面积与颗粒等表面积S的球的直径称为的球的直径称为等等 表面积表面积当量径当量径 以以Ds表示，即表示，即 (3)与颗粒具有相同的与颗粒具有相同的表面积对体积之比表面积对体积之比 即具有相同的体积比表面积即具有相同的体积比表面积Sv的球的直径称的球的直

30、径称 为比表面积球当量径，以为比表面积球当量径，以De表示，表示， 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 2 18 )( D g v fs stk 对于某一粉体系统来说，若颗粒粒度都相同或近似相同，称对于某一粉体系统来说，若颗粒粒度都相同或近似相同，称 为为单分散体系。单分散体系。而实际粉体所含颗粒的粒度大都有一个分布范围，而实际粉体所含颗粒的粒度大都有一个分布范围， 常称为常称为多分散的体系。多分散的体系。 由于实际粉体大都由粒度不等的颗粒组成，所以它就存在一由于实际粉体大都由粒度不等的颗粒组成，所以它就存在一 个粒度分布范围，简称粒度分布。个粒度分布范围，简称粒度分布。

31、粒度分布通常用简单的图表或函数形式来表示。粒度分布通常用简单的图表或函数形式来表示。 三、粉体的粒度分布三、粉体的粒度分布（particle diameter distribution） 1）频度分布（微分型）：）频度分布（微分型）：用横坐标表示粒径，纵坐标表示各粒用横坐标表示粒径，纵坐标表示各粒 径对应的颗粒百分含量。径对应的颗粒百分含量。 2）累积分布（积分型）：）累积分布（积分型）：用横坐标表示粒径，纵坐标表示小于用横坐标表示粒径，纵坐标表示小于 (或大于或大于)某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量。某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量。 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础

32、Dm：出现几率最大的粉体尺寸。：出现几率最大的粉体尺寸。 D50：该粒径尺寸两侧的粉体的质量（个数）相等。：该粒径尺寸两侧的粉体的质量（个数）相等。 D平均平均：所有颗粒尺寸的平均值。：所有颗粒尺寸的平均值。 i n i d DfD i 1 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 直径（m)5075100125150175 360克的积累质量(g)060150270330360 1、颗粒分布 i n i d DfD i 1 粒度分布图粒度分布图 对同一粉体，由于采用不同的表征方法，其粒径值也不同。因此，对同一粉体，由于采用不同的表征方法，其粒径值也不同。因此， 粉末粒径不是一个

33、固定值，粉末粒径不是一个固定值，在表示粉末粒径时，必须同时说明三在表示粉末粒径时，必须同时说明三 点内容，即：点内容，即：粒径值、表征方法粒径值、表征方法及及测量方法测量方法。 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 四、粒度与粒径的测试四、粒度与粒径的测试 1、筛分法：、筛分法：筛分法有标准筛制和非标准筛制，我国实行的是国际标准筛筛分法有标准筛制和非标准筛制，我国实行的是国际标准筛 制，其单位是制，其单位是“目目”。 目：筛网口目：筛网口1英寸（英寸（25.4mm）长度内的网孔数。）长度内的网孔数。 Tyler筛：筛：0

34、.075 的筛孔尺寸的筛孔尺寸d 目数目数 (mesh)(mesh) 微米微米(m)(m) 目数目数 (mesh)(mesh) 微米微米(m)(m) 目数目数 (mesh)(mesh) 微米微米 (m)(m) 目数目数 (mesh)(mesh) 微米微米 (m)(m) 2.5 2.5 7925792512 12 1397139760 60 246246325 325 4747 3 3 5880588014 14 1165116565 65 220220400 400 3838 4 4 4599459916 16 99199180 80 198198500 500 2525 5 5 396239

35、6220 20 833833100 100 165165625 625 2020 6 6 3327332724 24 701701110 110 150150800 800 1515 7 7 2794279427 27 589589170 170 88881250 1250 1010 8 8 2362236232 32 495495200 200 75752500 2500 5 5 9 9 1981198135 35 417417250 250 61616250 6250 2 2 10 10 1651165140 40 350350270 270 535312500 12500 1 1 我国通

36、常使用的筛网目数与粒径（我国通常使用的筛网目数与粒径（m m）对照表。）对照表。 3、激光衍射法：、激光衍射法：（如图如图） 原理：原理： 光照到颗粒时产生衍射现象。光照到颗粒时产生衍射现象。 小颗粒衍射角大，大颗粒衍射角小。小颗粒衍射角大，大颗粒衍射角小。 某衍射角光强度与相应粒度的颗粒数某衍射角光强度与相应粒度的颗粒数 量有关。量有关。 测量装置：（测量装置：（如图如图） 2、显微镜法：、显微镜法： 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 4、沉降法：、沉降法： 原理：原理： a）沉降规律）沉降规律：在具有一定粘度的粉末悬浊液内，大小不等的颗粒自由：在具有一定粘度的粉末悬浊

37、液内，大小不等的颗粒自由 沉降时，其速度是不同的，颗粒越大沉降速度越快。如果大小不同的颗粒沉降时，其速度是不同的，颗粒越大沉降速度越快。如果大小不同的颗粒 从同一起点高度同时沉降，经过一定距离（时间）后，就能将粉末按粒度从同一起点高度同时沉降，经过一定距离（时间）后，就能将粉末按粒度 差别分开。差别分开。（沉降天平）（沉降天平） b）光吸收率）光吸收率 I=f1（t）=f2（d）（光透过法）（光透过法） 测量原理：测量原理：依据上述沉降规律，人们设计制作了粉末粒度的沉降分析依据上述沉降规律，人们设计制作了粉末粒度的沉降分析 仪，测量原理仪，测量原理如图所示如图所示。一束光照射到样品池后，内部的

38、粉末悬浮液对光。一束光照射到样品池后，内部的粉末悬浮液对光 产生吸收，透射过的光束被另一端的光探测器接受。产生吸收，透射过的光束被另一端的光探测器接受。 陶瓷粉体是由颗粒群构成的，其颗粒平均大小被定义为该陶瓷粉体是由颗粒群构成的，其颗粒平均大小被定义为该粉体的粒度粉体的粒度。 描述粒度的描述粒度的 方法方法 等体积球相当径等体积球相当径等比表面积球相当径等比表面积球相当径等沉降速度相当径等沉降速度相当径 物理意义物理意义用与颗粒等体积球的用与颗粒等体积球的 直径来描述。直径来描述。 用与颗粒等比表面积用与颗粒等比表面积 球的直径来描述。球的直径来描述。 斯托克斯假设斯托克斯假设 Vstk= 测

39、量参数测量参数体积体积比表面积比表面积斯托克斯相当球径斯托克斯相当球径 测试方法和测试方法和 仪器仪器 激光法激光法 激光粒度仪激光粒度仪 透过法、吸附法透过法、吸附法 （BET法）法） 比表面仪比表面仪 沉降法、光透法；沉降法、光透法； 沉降天平、光透仪、沉降天平、光透仪、X射射 线沉降仪线沉降仪 优缺点优缺点测试范围宽测试范围宽0.04500 微米，操作简便，重微米，操作简便，重 复性和真实性好；不复性和真实性好；不 宜测粒度分布很窄的宜测粒度分布很窄的 样品，分辨率相对较样品，分辨率相对较 低低 测量大于测量大于1微米的颗微米的颗 粒误差大；重复性好粒误差大；重复性好 结果取决于分散相的

40、密结果取决于分散相的密 度，状态、表面积，分度，状态、表面积，分 散介质的密度散介质的密度粘度的粘度的 影响；测量范围宽，有影响；测量范围宽，有 一定的精度和重复性一定的精度和重复性 18 )( 2 gd s 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体基本性质粉体基本性质 2.1.2 粉体基本性质粉体基本性质 一、粉体的能量粉体的能量 比表面积、表面能增大，表面与界面效应增强。（比表面积、表面能增大，表面与界面效应增强。（表表1） 表层原子数比例增大，表面结构成为影响材料性能的主要因素。（表层原子数比例增大，表面结构成为影响材料性能的主要因素。（

41、表表2） （3）粉末材料细化后的性能（）粉末材料细化后的性能（表表3） 表表1 立方体细化的数据立方体细化的数据 项目项目 破碎前破碎前 破碎后破碎后 倍数倍数 个数个数 1 80亿亿 80亿亿 总体积总体积 1000mm3 1000mm3 1 总面积总面积 600mm2 1200000mm2 2000 棱边数棱边数 12 960亿个亿个 80亿亿 顶角数顶角数 8 640亿个亿个 80亿亿 表表3 铜颗粒粒径与计算的比表面积、表面能铜颗粒粒径与计算的比表面积、表面能 粒径粒径 /mm 比表面积比表面积/m2*g-1 表面能表面能/J*mol-1 表面能表面能/结合能结合能 104 103 1

42、02 10 1 6.710-2 5.9 7.110-5 6.710-1 5.910 7.110-4 6.7 5.9102 7.110-3 6.710 5.9103 7.110-2 6.7 102 5.9104 7.110-1 表表2 表面原子随颗粒粒径的变化规律表面原子随颗粒粒径的变化规律 粒径粒径/（nm）1251020100 总原子数总原子数 表面原子数表面原子数/总原子数总原子数 30 90 250 80 400 40 3 310104 4 2020 252510104 4 1010 3 310107 7 2 2 引起团聚的主要原因有引起团聚的主要原因有: (1)分子间的范德华引力；分子

43、间的范德华引力； (2)颗粒间的静电引力；颗粒间的静电引力； (3)吸附水分产生的毛细管力（水的表面张吸附水分产生的毛细管力（水的表面张 力的收缩作用，引起颗粒间的牵引力）；力的收缩作用，引起颗粒间的牵引力）； (4)颗粒间的磁引力（单畴颗粒之间）；颗粒间的磁引力（单畴颗粒之间）； (5)颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力。 二、粉体颗粒的团聚二、粉体颗粒的团聚 粉体颗粒是指在物质的结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到粉体颗粒是指在物质的结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到 的固体基本颗粒。的固体基本颗粒。 这种基本颗粒，一般是指没有堆积、絮联等结构的最小单元

44、，即这种基本颗粒，一般是指没有堆积、絮联等结构的最小单元，即一次一次 颗粒颗粒。 在实际应用的粉体原料中，往往都有一定程度的团聚颗粒，即所谓在实际应用的粉体原料中，往往都有一定程度的团聚颗粒，即所谓二二 次颗粒次颗粒，尤其是特种陶瓷粉体原料，一般都比较细小，表面活性也比较大，尤其是特种陶瓷粉体原料，一般都比较细小，表面活性也比较大， 更容易发生一次粒子间的团聚。更容易发生一次粒子间的团聚。 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础 为什么不同的方法表征同一种粉体，有时得到的结果会差别很为什么不同的方法表征同一种粉体，有时得到的结果会差别很 大？大？ 1、基于的数学模型不同。基于的

45、数学模型不同。一个非圆球形的颗粒，能表示颗粒大小的数值一个非圆球形的颗粒，能表示颗粒大小的数值 有一系列。而每一种测试方法的都是针对颗粒的某一个特定方面进行的，有一系列。而每一种测试方法的都是针对颗粒的某一个特定方面进行的， 是一系列数值中的一个。所以相同样品用不同的粒度测试方法得到的结果是一系列数值中的一个。所以相同样品用不同的粒度测试方法得到的结果 有所不同是客观原因造成的。颗粒的形状越复杂，不同测试方法的结果相有所不同是客观原因造成的。颗粒的形状越复杂，不同测试方法的结果相 差越大。差越大。 2、仪器原理不同。仪器原理不同。由于大多数的颗粒的形状复杂，不同原理的仪器所测由于大多数的颗粒的

46、形状复杂，不同原理的仪器所测 出的等效粒径不同，所以测试结果不同。出的等效粒径不同，所以测试结果不同。 3、样品制备方法造成粉体的团聚状态样品制备方法造成粉体的团聚状态 不同。不同。比如取样方法、分散剂的种比如取样方法、分散剂的种 类和数量、超声波分散时间、合适的介质以及电压、温度等环境因素影响。类和数量、超声波分散时间、合适的介质以及电压、温度等环境因素影响。 综上所述，测试结果的不一致性有样品本身的原因，有仪器的原因，综上所述，测试结果的不一致性有样品本身的原因，有仪器的原因， 有使用及样品制备方面的原因。有使用及样品制备方面的原因。 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粉体工程基础粉体工程基础

47、 陶瓷材料制品所用原料大部分是天然的矿物原料或岩石原料，其中多陶瓷材料制品所用原料大部分是天然的矿物原料或岩石原料，其中多 为为硅酸盐硅酸盐和和铝硅酸盐铝硅酸盐矿物，矿物， 先进工程陶瓷材料用于具有特殊性能要求的场合，则需要采用均一而先进工程陶瓷材料用于具有特殊性能要求的场合，则需要采用均一而 又高纯的又高纯的人工合成原料人工合成原料。 2.2.1 陶瓷原料的种类陶瓷原料的种类 2.2 陶瓷粉体的制备陶瓷粉体的制备 根据在陶瓷中的作用不同，分为主要原料和辅助原料。根据在陶瓷中的作用不同，分为主要原料和辅助原料。 主要原料有粘土、膨润土、长石（碱金属和碱土金属的长石） 、滑石、 菱镁矿、方解石、

48、石英、二氧化钛、工业氧化铝、二氧化锆、碱土金属碳 酸盐、稀有及稀土金属氧化物(如Nb2O3、CeO2、La2O3、Y2O3等)及复合氧 化物等，它们决定着陶瓷的性能。 辅助原料是用来改善坯料的性能，满足陶瓷的成形等生产工艺要求。 常用的辅助原料：粘结剂原料有甲基纤维素、聚乙醇、聚苯乙烯等；塑化 剂原料有石蜡、甘油、酞酸二丁酯等；悬浮剂原料有水玻璃、碳酸钠等。 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备 粘土类原料是日用陶瓷的主要原料之一。 粘土矿物主要是一些含水铝硅酸盐矿物， 其化学成分主要是SiOSiO2 2：、：、A1A12 2O O3 3、和H H2 2O O，也 含有少量

49、的FeFe2 2O O3 3、FeOFeO、TiOTiO2 2 、MnOMnO、CaOCaO、 MgOMgO、K K2 2O O、和NaNa2 2O O等。 粘土除可塑性外，通常还具有较高的耐 火度、良好的吸水性、膨胀性和吸附性。 红红 色色 粘粘 土土 返回 钡冰长石钡冰长石 长石是陶瓷原料中最常用的熔剂性 原料，能降低陶瓷坯体组分的熔化温 度，有利于成瓷和降低烧成温度。 长石主要有四种基本类型： 钠长石：NaNa2 2O OAlAl2 2O O3 3，6SiO6SiO2 2 钾长石： K2OK2OAl2O3Al2O3，6SiO26SiO2 钙长石： CaOCaOAl2O3Al2O3，2Si

50、O22SiO2 钡长石： BaOBaOAl2O3Al2O3，2SiO22SiO2 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷原料的种类陶瓷原料的种类 滑石和蛇纹石均属镁的含水硅酸盐矿物。是制造镁质瓷的主要原料。 滑石的结晶构造式为Mg3Si4O10(OH)2，化学通式为3MgO4Sl02H20。成 分中常含有铁、铝、锰、钙等杂质。 蛇纹石结晶构造式为Mg3Si2O5(OH)4 ，化学通式3MgO2SiO22H20。 蛇纹石蛇纹石返回 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷原料的种类陶瓷原料的种类 方解石方解石的主要成分为碳酸钙的主要成分为碳酸钙CaCO3。方解石能和坯料中的粘土及石英在较。方解石能和坯料中的粘

51、土及石英在较 低温度下起反应，缩短烧成时间。低温度下起反应，缩短烧成时间。方解石在是釉料的重要原料。方解石在是釉料的重要原料。 菱镁矿菱镁矿是一种天然矿石，化学通式为是一种天然矿石，化学通式为MgCO3。菱镁矿不仅是制造耐火材。菱镁矿不仅是制造耐火材 料的重要原料，也是新型陶瓷工业中用于合成尖晶石料的重要原料，也是新型陶瓷工业中用于合成尖晶石(MgOAL2O3)钛钛 酸镁酸镁(MgOTiO2)和镁橄榄石瓷和镁橄榄石瓷(2MgOSiO2)等的主要原料。等的主要原料。 返回 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷原料的种类陶瓷原料的种类 二氧化硅 自然界中的二氧化硅结晶矿物可 以统称为石英，其中最纯的石

52、英晶体统 为水晶水晶。 石英是陶瓷坯体中主耍组分之一， 它在陶瓷生产中，不仅在坯体成形时可 对泥料的可塑性起调节作用，缩短坯体 的干燥时间；在烧成时石英的体积膨胀 可部分地抵消坯体收缩的影响；石英颗 粒构成坯体的骨架，可防止坯体发生软 化变形等缺陷。 返回 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷原料的种类陶瓷原料的种类 含二氧化钛的天然矿物有金红石、 板钛矿和锐钛矿三种。 TiO2是陶瓷工业中常用原料之一。 主要用作颜料工业、光学材料、宝石原 料，以及制作介电陶瓷等。目前，绝大 多数电容器陶瓷是含钛陶瓷；建筑、卫 生陶瓷中，可用作坯料的着色剂，使坯 体呈象牙黄色调。 返回 氧化钛氧化钛 陶瓷原料的制

53、备陶瓷原料的制备陶瓷原料的种类陶瓷原料的种类 陶瓷制品所用原材料的制备方法一般有两种：陶瓷制品所用原材料的制备方法一般有两种：种是物理制备种是物理制备 法另一种是化学合成法。法另一种是化学合成法。 一、物理制备法一、物理制备法 1 机械法机械法 （1）机械研磨法）机械研磨法 1）定义：利用动能来破坏材料的内结合力，使材料分裂产生新的界面而）定义：利用动能来破坏材料的内结合力，使材料分裂产生新的界面而 达到制粉的目的。达到制粉的目的。 2）球磨制粉的基本要素：球磨筒、研磨物料、研磨介质磨球）球磨制粉的基本要素：球磨筒、研磨物料、研磨介质磨球 3）提高球磨效率的基本原则）提高球磨效率的基本原则 2

54、.2.2 陶瓷原料（粉体）的制备方法陶瓷原料（粉体）的制备方法 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷粉体的制备陶瓷粉体的制备 动能准则：提高球磨的动能。动能准则：提高球磨的动能。 碰撞几率准则：提高球磨的有效碰撞几率碰撞几率准则：提高球磨的有效碰撞几率。 4）球磨方式分类：）球磨方式分类： 滚筒式球磨、滚筒式球磨、 振动球磨、振动球磨、 搅拌球磨搅拌球磨 返回 滚筒式球磨研磨介质的运动形式滚筒式球磨研磨介质的运动形式 (a) 低转速低转速 (h) 适宜转速适宜转速（c)临临界转速界转速 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷粉体的制备陶瓷粉体的制备 工作原理：工作原理：磨机内的研磨介质凭借磨机 旋转时所

55、获得的能量对物料进行冲击粉碎和 研磨粉碎. 特点特点 a、为获得最佳研磨效果，滚筒球磨的转、为获得最佳研磨效果，滚筒球磨的转 速应有一个限定条件：速应有一个限定条件： V临临1V实际实际V临临2，故影响球磨效率。，故影响球磨效率。 b、传动方式：电机、传动方式：电机-减速器减速器-球磨球磨 筒。筒。 滚筒式球磨滚筒式球磨 振动球磨示意图振动球磨示意图 返回 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷粉体的制备陶瓷粉体的制备 工作原理：工作原理：偏心振动。偏心振动。通过机械振动使磨球间及磨球 与磨筒间产生激烈的冲击和摩擦等作用，达到细化颗粒 的目的。 振动球磨特点：振动球磨特点：通过振动方式输入能量，不存

56、在滚通过振动方式输入能量，不存在滚 筒球磨的上下临界转速的限制，因而可在很高的振动速筒球磨的上下临界转速的限制，因而可在很高的振动速 度（振幅度（振幅+振动频率）下进行研磨，磨粉粒度小，生产效振动频率）下进行研磨，磨粉粒度小，生产效 率高。率高。 振动球磨振动球磨 返回 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷粉体的制备陶瓷粉体的制备 工作原理：工作原理：研磨介质及物料间的研磨介质及物料间的 作用是由高速旋转的叶片产生的。作用是由高速旋转的叶片产生的。 研磨介质间剧烈的运动产生剪切、 挤压和摩擦力，使物料粒子产生 破碎。 未被粉碎的颗粒受离心力作用未被粉碎的颗粒受离心力作用 被甩向砂磨机筒壁，此区研磨

57、介被甩向砂磨机筒壁，此区研磨介 质密度最大，从而强化了粉碎作质密度最大，从而强化了粉碎作 用。粉碎后的微小颗粒经分离器用。粉碎后的微小颗粒经分离器 与研磨介质分离后流出砂磨机。与研磨介质分离后流出砂磨机。 搅拌球磨搅拌球磨 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷粉体的制备陶瓷粉体的制备 （2）气流研磨法）气流研磨法 1）定义：）定义：不需磨球及其它研磨介质，而通过气体传输粉料的研磨方不需磨球及其它研磨介质，而通过气体传输粉料的研磨方 法。法。 2）基本要素：粉磨设备、气体、研磨物料。）基本要素：粉磨设备、气体、研磨物料。 3）提高气流研磨效率的基本原则：）提高气流研磨效率的基本原则： 动能原则：提高

58、粉末颗粒的动能；动能原则：提高粉末颗粒的动能； 碰撞几率准则：提高粉末颗粒的碰撞几率。碰撞几率准则：提高粉末颗粒的碰撞几率。 4）气流研磨类型：）气流研磨类型： 旋涡研磨、冷流冲击、流态化床气流磨旋涡研磨、冷流冲击、流态化床气流磨 返回 压力气体通过加料喷射器所形成的高速射流，使粉碎原料被喷射入粉压力气体通过加料喷射器所形成的高速射流，使粉碎原料被喷射入粉 碎室。粉碎室外围的粉碎喷嘴，有方向性地向粉碎室喷射高速气流。使粉碎室。粉碎室外围的粉碎喷嘴，有方向性地向粉碎室喷射高速气流。使粉 料间产生激烈的碰撞、摩擦、剪切、从而被粉碎。料间产生激烈的碰撞、摩擦、剪切、从而被粉碎。 高速射流在粉碎室内形

59、成强烈的旋流，所产生的离心力使粉体粒子在高速射流在粉碎室内形成强烈的旋流，所产生的离心力使粉体粒子在 粉碎室外围高速运动，当粒径被粉碎到分级粒径以下时，因离心力减小而粉碎室外围高速运动，当粒径被粉碎到分级粒径以下时，因离心力减小而 受向心气流作用脱离分级旋流，由中心出口进入捕集系统。受向心气流作用脱离分级旋流，由中心出口进入捕集系统。 陶瓷原料的制备陶瓷原料的制备陶瓷粉体的制备陶瓷粉体的制备 机械粉碎法的特点：机械粉碎法的特点： 机械粉碎方法具有生产量大，成本低的优点，但通常不易制得平均机械粉碎方法具有生产量大，成本低的优点，但通常不易制得平均 粒径在粒径在以下的粉料，而且有以下的粉料，而且有

60、粒径分布范围较宽粒径分布范围较宽，容易带入，容易带入杂质杂质的缺的缺 点。点。 采用同磨衬和磨介避免杂质。采用同磨衬和磨介避免杂质。 采用助磨剂提高粉碎效率。采用助磨剂提高粉碎效率。 从机械方式粉碎过程和微粒运动的力学的角度看，可认为粉碎微粒从机械方式粉碎过程和微粒运动的力学的角度看，可认为粉碎微粒 以及微粒团聚的过程类似一种可逆反应过程，即：以及微粒团聚的过程类似一种可逆反应过程，即： 原料原料粗颗粒粗颗粒粉碎粉碎细微化细微化细颗粒细颗粒产品产品 粗大化粗大化团聚团聚 当粉碎和团聚的反应速度接近相等时，两个方向的反应流程趋向平当粉碎和团聚的反应速度接近相等时，两个方向的反应流程趋向平 衡，粉