材料工艺学成型和干燥

1、会计学1材料工艺学成型和干燥材料工艺学成型和干燥不同材料采用各不相同的不同材料采用各不相同的机制机制，大致有以下几种，大致有以下几种体系：体系： 1.1.各种无机各种无机胶凝材料浆体胶凝材料浆体（如（如水泥、石灰、水泥、石灰、石膏石膏等浆体）是由等浆体）是由胶凝材料胶凝材料和和水水作用，形成作用，形成新的新的水化产物水化产物而使而使浆体固化浆体固化。 2.2.陶瓷泥料陶瓷泥料的可塑成形；主要靠的可塑成形；主要靠粘土粘土的的可塑可塑性性。 3.3.陶瓷泥浆陶瓷泥浆(ceramic slip)(ceramic slip)：在石膏模中的定形：在石膏模中的定形是由于是由于石膏模石膏模将将泥浆的水分吸去

2、泥浆的水分吸去，随后通过，随后通过干燥干燥进一步定形。进一步定形。4.4.压制的坯料压制的坯料：靠：靠强大的压力强大的压力使使含有一定粘性颗含有一定粘性颗粒的物料粒的物料在在模具内非常紧密地靠拢模具内非常紧密地靠拢，使制品具有，使制品具有一定一定强度强度，成形和定形成形和定形同时完成。陶瓷成形只提同时完成。陶瓷成形只提供一个供一个半成品强度半成品强度，其，其最终强度还要通过烧成达最终强度还要通过烧成达到。到。5.5.熔融体（如玻璃、铸石等）的定形：熔融体（如玻璃、铸石等）的定形：依靠成形依靠成形后期玻璃的后期玻璃的粘度随着温度的降低粘度随着温度的降低而迅速增长而迅速增长，以，以致达到完全致达到

3、完全“冻凝冻凝“的程度而定形。的程度而定形。 第二节、触变性与反触变性第二节、触变性与反触变性 触变性是指触变性是指剪切应力保持一定剪切应力保持一定时，时，表观粘度表观粘度将随着将随着剪切应力剪切应力作用的作用的持续时间而减小持续时间而减小，剪切应剪切应变速率将不断增加的性质变速率将不断增加的性质。具有这种性质的材料。具有这种性质的材料为为正触变材料正触变材料。相反，。相反，表观粘度表观粘度随着随着应力作用应力作用的的时间而增加则称反触变性时间而增加则称反触变性。 浆体是否有浆体是否有触变性与成形密切相关触变性与成形密切相关，具有正，具有正触变性的触变性的泥浆在搅拌时粘度小泥浆在搅拌时粘度小，

4、一旦静止时一旦静止时，粘粘度不断增大度不断增大，影响它在，影响它在模内的流动模内的流动，严重时会管，严重时会管道堵塞。道堵塞。 第三节第三节 浆料的成形浆料的成形一、通性一、通性 过程是过程是浆体在模具中流动浆体在模具中流动，在短期内，在短期内充满模充满模型型和和具有模型的形状具有模型的形状，经，经脱水脱水（陶瓷浆）或（陶瓷浆）或水化水化（混凝土），使其（混凝土），使其成为成为自重下自重下不致变形的坯体不致变形的坯体，即可即可脱模脱模，后经，后经继续干燥继续干燥或或水化过程水化过程变成接近变成接近完完全的固体全的固体。 重要的是重要的是控制浆体的流动度控制浆体的流动度。流动度。流动度差差的浆的

5、浆体成形体成形速度慢速度慢，且，且不能不能很好地很好地充满模型充满模型，影响产，影响产品的品的产量和质量产量和质量。 如果靠如果靠增加水增加水来来提高流动度提高流动度会影响材料的会影响材料的强度强度，增加，增加脱水的困难脱水的困难，泥浆，泥浆容易沉淀容易沉淀。 解决的办法加些解决的办法加些外加剂外加剂对浆体进行对浆体进行改性改性，使在，使在含水率较低的含水率较低的情况下达到情况下达到较高的流动度较高的流动度，也可采，也可采用用外加机械力外加机械力的的方法促使其流动方法促使其流动。二、混凝土浆体的密实成形二、混凝土浆体的密实成形 使使混合料混合料获得获得流动性流动性的的比较方便的方法比较方便的方

6、法是是增加用增加用水量，即增大水灰比水量，即增大水灰比。缺点：缺点：1、使使混合料在运输混合料在运输、烧灌和密实成形过程、烧灌和密实成形过程中容易产生中容易产生离析，在离析，在密实成形以后还会严重的密实成形以后还会严重的泌水现象。泌水现象。2、水分蒸发水分蒸发以后，在混凝土以后，在混凝土内部遗留较多的孔隙内部遗留较多的孔隙，会，会严重严重降低混凝土的强度降低混凝土的强度及其他有关性能。及其他有关性能。 由此可见，在混凝土的由此可见，在混凝土的成形和密实成形和密实之间存在着之间存在着矛盾矛盾，密实成形工艺就是在研究解决这一矛盾。，密实成形工艺就是在研究解决这一矛盾。 （一）混凝土混合料振动密实成

7、形（一）混凝土混合料振动密实成形(vibro-casting) 在搅拌后不久，水泥的水化反应在搅拌后不久，水泥的水化反应尚处初期尚处初期，在这种情况下在这种情况下施加振动施加振动，颗粒不断受到，颗粒不断受到冲击力冲击力的作用而的作用而引起引起颤动而形成流动颤动而形成流动成型成型。按振动方式可分为：按振动方式可分为：振动台、内部振动器、表面振动器振动台、内部振动器、表面振动器和附着式振动器和附着式振动器四种。四种。(二二)压制实形压制实形(compacting process)工艺，工艺， 一般有一般有压制、压轧、挤压和振动加压、振动压扎、振压制、压轧、挤压和振动加压、振动压扎、振动挤压及振动模

8、压动挤压及振动模压等方法。等方法。 压制密实工艺制度包括压制密实工艺制度包括成形压力成形压力，压制延续时间压制延续时间及及加加压方式压方式。若成形大型制品，总压力可。若成形大型制品，总压力可达数千吨达数千吨。 加压方式，一般有加压方式，一般有一次加压、二次或多次加一次加压、二次或多次加压压；单面加压和双面加压单面加压和双面加压等几种。等几种。 双面加压双面加压可获得较均匀的结构，比单面加压可获得较均匀的结构，比单面加压效果好效果好。但加压机构较为。但加压机构较为复杂复杂。 两次或多次两次或多次加压比一次加压加压比一次加压效果好效果好。已经。已经压压实的制品实的制品，不能，不能重复压制重复压制，

9、经防止再次，经防止再次泌水泌水、表表面粘皮、层裂及强度下降面粘皮、层裂及强度下降。 （三）离心脱水密实成形（三）离心脱水密实成形 离心密实成形是离心密实成形是流动性混凝土混合料成形流动性混凝土混合料成形工艺工艺中的一种中的一种机械脱水密实成形机械脱水密实成形工艺。工艺。 它是用它是用离心力离心力将将混合料混合料挤向挤向模壁模壁，从而排出，从而排出空空气和多余的水分（气和多余的水分（20%30%），），使其密实并获使其密实并获得得较高的强度较高的强度。此种工艺适用于制造不同此种工艺适用于制造不同直径直径及及长度的管状制品长度的管状制品，例如，例如，管材、电杆及管桩等管材、电杆及管桩等。1.1.离

10、心混凝土离心混凝土（contrifugal concretecontrifugal concrete）的结构形成：）的结构形成：2.离心制度的确定离心制度的确定（1）离心速度）离心速度离心速度一般按离心速度一般按慢、中、快三档慢、中、快三档速度变化。速度变化。慢速为布料阶段慢速为布料阶段，其主要目的是在离心力的作用，其主要目的是在离心力的作用下，使混合料均匀并初步面形。下，使混合料均匀并初步面形。一般一般80150r/min 中速则为必要的过渡阶段中速则为必要的过渡阶段，不仅是由慢速到快速，不仅是由慢速到快速的调速过程，而且还可以继续布料及缓和增速的的调速过程，而且还可以继续布料及缓和增速的过

11、程中达到减弱内外分层的目的。过程中达到减弱内外分层的目的。一般一般250400r/min 。快速成为密实阶段快速成为密实阶段，其主要目的是在离心力的作，其主要目的是在离心力的作用下使混合料充分密实。用下使混合料充分密实。一般一般400900r/min 。（2）离心延续时间）离心延续时间一般由一般由实验实验来确定，其延续时间来确定，其延续时间长短长短，对制品质量的影对制品质量的影响起响起较大作用较大作用。慢速时间的确定慢速时间的确定 ： 随随管径大小和投料方式管径大小和投料方式而变化，而变化，一一 般控制在般控制在25min。快速时间的确定：快速时间的确定： 是混凝土是混凝土密实结构密实结构形成

12、的形成的关键阶段关键阶段，快速延续，快速延续时间一般为时间一般为1525min。中速时间的确定中速时间的确定：中速时间的确定应：中速时间的确定应尽量减小甚至克尽量减小甚至克服离心力服离心力的的突增突增，使，使混合料混合料能很好地能很好地分布就位分布就位，提高制，提高制品的品的密实度和抗渗性密实度和抗渗性。中速时间一般控制在中速时间一般控制在25min。三、陶瓷注浆成型三、陶瓷注浆成型（一）注浆成形工艺原理（一）注浆成形工艺原理1. 注浆成形基本方法注浆成形基本方法: 分分空心注浆空心注浆（hollow casting）和）和实心注浆实心注浆（solid casting）两种。）两种。 空心注浆

13、空心注浆适用于适用于浇注薄壁制品浇注薄壁制品，如，如陶瓷坩埚陶瓷坩埚、花瓶花瓶等。等。 实心注浆实心注浆又称又称双面注浆双面注浆。模型从。模型从两面吸取泥浆两面吸取泥浆中中的水分，直到的水分，直到模心内腔吸满模心内腔吸满为止，脱模后是一为止，脱模后是一个个实心的物体实心的物体。强化注浆的方法：强化注浆的方法： 为缩短模型吸浆时间，提高成坯的质量为缩短模型吸浆时间，提高成坯的质量，常采用，常采用压力注浆、离心注浆、真空注浆压力注浆、离心注浆、真空注浆等等几种强化注浆法。几种强化注浆法。（二）注浆成形对泥浆的要求（二）注浆成形对泥浆的要求(1)流动性好。流动性好。可充分流注到可充分流注到模型的各个

14、部位模型的各个部位。(2)稳定性好。稳定性好。久置后各组分久置后各组分颗粒不全沉淀颗粒不全沉淀。(3)具有适应的触变性具有适应的触变性。太大太大，则易，则易静止稠化，不便浇注静止稠化，不便浇注。而触变性。而触变性太小太小，则，则生坯易软塌生坯易软塌。(4)含水量要少。含水量要少。可缩短注浆时间可缩短注浆时间，增加，增加坯体的强度坯体的强度，降降低干燥收缩低干燥收缩，缩短生产周期缩短生产周期，延长石膏模，延长石膏模的使用寿命的使用寿命。(5)滤过生能好。滤过生能好。使泥浆中的水分能顺利地通过附着在模使泥浆中的水分能顺利地通过附着在模型壁上的泥层而被模型吸收。一般可通过改变泥浆中瘠型壁上的泥层而被

15、模型吸收。一般可通过改变泥浆中瘠性原料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。性原料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。(6)形成的坯体要有足够的强度。形成的坯体要有足够的强度。（四）模具（四）模具 注浆成形主要依靠注浆成形主要依靠多孔模具的脱水作用多孔模具的脱水作用，所以，模，所以，模具（具（mould）的）的好坏好坏在成形中起很重要的作用在成形中起很重要的作用。常压。常压浇注用的浇注用的石膏模具石膏模具是由是由半水石膏（半水石膏（CaSO41/2 H2O）加适量的水加适量的水调成调成石膏浆石膏浆，经，经浇注、硬化、干燥而制成浇注、硬化、干燥而制成的。的。压力注浆压力注浆要求模具有要求模具有较高

16、的强度较高的强度，特别是，特别是高压注浆高压注浆，一般一般石膏模子石膏模子强度不够，要用特制的强度不够，要用特制的微孔树脂模具微孔树脂模具。第四节第四节 玻璃熔体的成形与退火玻璃熔体的成形与退火 玻璃熔体的成形方法有玻璃熔体的成形方法有压制法压制法（制水杯、烟缸等）、（制水杯、烟缸等）、压延法压延法（压花玻璃等）、（压花玻璃等）、浇铸法浇铸法（光学玻璃、熔铸耐火（光学玻璃、熔铸耐火材料、铸石等）、材料、铸石等）、吹制法吹制法（瓶罐等空心球）、（瓶罐等空心球）、拉制法拉制法（窗用玻璃、玻璃管、玻璃纤维等）、窗用玻璃、玻璃管、玻璃纤维等）、离心法（离心法（玻璃棉等玻璃棉等）、）、喷吹法（喷吹法（玻

17、璃珠、各种耐火空心球）、玻璃珠、各种耐火空心球）、浮法（浮法（板玻板玻璃等）璃等）、焊接法、焊接法（仪器玻璃）等。（仪器玻璃）等。 成形后的制品都存在着成形后的制品都存在着复杂的热应力复杂的热应力，要经，要经退火工序退火工序才能消除才能消除。 本节着重介绍玻璃的本节着重介绍玻璃的成形性质成形性质、成形制度的、成形制度的制定、压制定、压制、吹制、拉制、浮法制、吹制、拉制、浮法等等重要成形方法和玻璃的退火重要成形方法和玻璃的退火。一、玻璃的主要成形性质一、玻璃的主要成形性质（一）粘度：（一）粘度： 利用利用玻璃粘度玻璃粘度随随温度变化温度变化的的可逆性可逆性，可以在，可以在成形过程中成形过程中多次

18、加热玻璃多次加热玻璃，使之反复达到所需的，使之反复达到所需的成形粘度成形粘度，可进行局部的，可进行局部的反复加工反复加工，以，以制造复杂制造复杂的制品的制品。（二）表面张力（二）表面张力 玻璃液的玻璃液的表面张力表面张力使自由的使自由的玻璃液滴玻璃液滴成为成为球球形形；可不用模型可不用模型吹制中能自然得到吹制中能自然得到圆形圆形；在；在烘口烘口时，表面张力能使时，表面张力能使边缘变圆边缘变圆，（三）弹性（三）弹性 在成形的低温阶段，弹性的作用在成形的低温阶段，弹性的作用更明显更明显。弹。弹性性大的玻璃大的玻璃（即较小的应力较大的应变）能（即较小的应力较大的应变）能抵抗抵抗较大的温度差较大的温度

19、差，可，可减少缺陷的发生减少缺陷的发生。三、吹制成形（三、吹制成形（blow process）分人工吹制和机械吹制。人工吹制因分人工吹制和机械吹制。人工吹制因产量低产量低，劳动强度劳动强度大大，目前除，目前除吹制少量工艺美术品吹制少量工艺美术品和和少量大件产品外少量大件产品外已很已很少用，而以各种自动化机械吹制为主。少用，而以各种自动化机械吹制为主。 四、拉制成形（四、拉制成形（drawing process）：此法适用于成形各种）：此法适用于成形各种板材和管材。板材和管材。 （一）平（一）平板玻璃的板玻璃的垂直拉制垂直拉制法法 20世纪初世纪初比利时人比利时人弗克弗克发明平板玻璃发明平板玻璃

20、有糟引上法有糟引上法，后来美国发展为，后来美国发展为无槽垂直引上法无槽垂直引上法。1972年年日本日本旭玻璃公司旭玻璃公司改造为改造为对辊法，对辊法，见图。它们的基本原理大致相同见图。它们的基本原理大致相同 。（二）玻璃管的拉制（二）玻璃管的拉制 玻璃管的拉制分玻璃管的拉制分水平拉制水平拉制和和垂直引上（垂直引上（或引或引下）两类方法。下）两类方法。 水平拉制水平拉制见示意图。此法可拉制外径见示意图。此法可拉制外径270mm的玻璃，主要用以生产的玻璃，主要用以生产日光灯、霓红灯日光灯、霓红灯等和薄壁玻璃等和薄壁玻璃管。管。 五、浮法生产平板玻璃五、浮法生产平板玻璃 浮法是指浮法是指玻璃液漂浮玻

21、璃液漂浮在在熔融金属表面熔融金属表面上生产上生产平板玻璃平板玻璃的方法。它是英国的方法。它是英国皮而金顿皮而金顿公司经公司经30年的研究，在年的研究，在1959年进入工业生产的。年进入工业生产的。 优点优点：玻璃质量高玻璃质量高（接近或相当于机械磨光玻璃）（接近或相当于机械磨光玻璃），产量大，产量大，拉引速度快，拉引速度快，厚度厚度可控制在可控制在1.730mm。宽。宽度目前可达度目前可达5.6m，便于生产，便于生产自动化自动化。浮法玻璃的问世是。浮法玻璃的问世是世界玻璃生产史上的一次世界玻璃生产史上的一次重大变革重大变革，它正在取代，它正在取代平板玻平板玻璃的其他生产方式。璃的其他生产方式。

22、浮法玻璃的成形原理：浮法玻璃的成形原理：是让处于是让处于高温熔融状态高温熔融状态的的玻璃液浮玻璃液浮在比它在比它重的金属液表面上，受重的金属液表面上，受表面张力作用表面张力作用使玻使玻璃具有璃具有光洁平整光洁平整的表面，并在其后的冷却的表面，并在其后的冷却硬化过程中加以保持，则能生产出接近于硬化过程中加以保持，则能生产出接近于抛光表面的抛光表面的平板玻璃。平板玻璃。下图为生产示意图。浮法玻璃的生产原理下图为生产示意图。浮法玻璃的生产原理看似简单看似简单，它是在，它是在解决解决了了一系列技术问题一系列技术问题后才得以实现的。后才得以实现的。（一）浮抛介质的选择（一）浮抛介质的选择用作玻璃的浮抛金

23、属液必须具备以下条件：用作玻璃的浮抛金属液必须具备以下条件：1.1.在在10501050o oC C温度下温度下的的密度要大于玻璃。密度要大于玻璃。2.2.金属熔点低于金属熔点低于600600o oC C，沸点高于沸点高于10501050o oC C，10001000 o oC C左右左右的的蒸气压应蒸气压应尽可能低尽可能低。3.3.在在10001000 o oC C左右左右温度下，温度下，不与玻璃不与玻璃发生发生化学反应化学反应。 能满足以上条件的金属能满足以上条件的金属镓、铟、锡镓、铟、锡三种，其中三种，其中锡最便锡最便宜、无毒宜、无毒，所以选用，所以选用锡液作为浮抛介质。锡液作为浮抛介质

24、。 但它易被氧化成但它易被氧化成SnOSnO、SnOSnO2 2、或与硫反应生成、或与硫反应生成SnSSnS，所，所以，要用以，要用还原性气体进行保护还原性气体进行保护，一般用，一般用氮气加氢气氮气加氢气作为作为保护气体，保护气体中即使有保护气体，保护气体中即使有很微量的氧很微量的氧都会使都会使锡液恶锡液恶化化，导致玻璃下表面产生，导致玻璃下表面产生雾点、沾锡、彩虹雾点、沾锡、彩虹等缺陷。等缺陷。（二）玻璃厚度的控制（二）玻璃厚度的控制 如何控制玻璃厚度是浮法生产平板玻璃的如何控制玻璃厚度是浮法生产平板玻璃的关键。生产厚度关键。生产厚度大于大于6mm的玻璃比较容易，主的玻璃比较容易，主要是限制

25、玻璃带要是限制玻璃带自由变宽自由变宽，在锡槽，在锡槽摊平抛光区摊平抛光区设设石墨挡边器石墨挡边器来来限制限制玻璃玻璃宽度宽度。 如果同时加大如果同时加大玻璃液玻璃液供给量，并调整供给量，并调整拉引速拉引速度度，就可以生产，就可以生产630mm厚的玻璃厚的玻璃。 生产厚度生产厚度小于小于6mm的各种的各种玻璃比较困难。玻璃比较困难。因为玻璃在锡液上因为玻璃在锡液上自由摊平自由摊平，有一个，有一个平衡厚度平衡厚度。即使更加大拉力，厚度变化也。即使更加大拉力，厚度变化也不大不大，但宽度，但宽度却却大大减小大大减小。 如拉力过大，玻璃带会被如拉力过大，玻璃带会被拉断拉断。 要解决浮法玻璃拉薄问题，首先

26、要了解有要解决浮法玻璃拉薄问题，首先要了解有关关平衡厚度平衡厚度和和表面张力的增厚作用表面张力的增厚作用，才能了解，才能了解浮法玻璃浮法玻璃拉薄拉薄的方法。的方法。1.浮法玻璃的平衡厚度浮法玻璃的平衡厚度高温锡液面上的高温锡液面上的玻璃液（玻璃液（1050oC），在，在没有外力作用没有外力作用的条件下，的条件下，重力和表面张力重力和表面张力达到平衡时达到平衡时玻璃带的玻璃带的厚度有厚度有一个固定值，称为一个固定值，称为平衡厚度平衡厚度，约，约为为7mm，见图。在有，见图。在有拉引力的作用下，玻璃的厚度拉引力的作用下，玻璃的厚度小于小于7mm，约为，约为5.76.3mm，6.3mm厚度厚度称为在

27、称为在有拉引力作用下有拉引力作用下的平的平衡厚度。衡厚度。2.玻璃表面张力的增厚作用玻璃表面张力的增厚作用 浮浮在锡液上的在锡液上的玻璃带，横向玻璃带，横向没有约束力，当没有约束力，当纵向拉纵向拉力力增加时，增加时，宽度缩小宽度缩小，而，而厚度改变厚度改变不大。不大。 即使利用拉边器暂时即使利用拉边器暂时保持宽度保持宽度，玻璃带，玻璃带短期被拉薄短期被拉薄，随后又会在随后又会在表面张力的表面张力的作用下，缩小作用下，缩小宽度，厚度又宽度，厚度又回回到到平衡厚度平衡厚度，这就是表面张力的，这就是表面张力的增厚作用增厚作用。 只有当玻璃的只有当玻璃的温度下降温度下降到使到使粘度达到粘度达到105P

28、aS左右左右，这种，这种增厚作用增厚作用才会大大减弱。这是由于才会大大减弱。这是由于温度降低温度降低使使玻玻璃的粘度迅速增大璃的粘度迅速增大，而，而表面张力则增加不多表面张力则增加不多，巨大的，巨大的粘粘滞力滞力使表面以使表面以发挥作用，发挥作用，因此，当有因此，当有拉边器作用拉边器作用时，在时，在强大的拉力下就可使强大的拉力下就可使玻璃变薄。玻璃变薄。（三（三）浮法成形的工艺制度）浮法成形的工艺制度徐冷法拉薄成徐冷法拉薄成形工艺图形工艺图（右）（右）（1）玻璃液通过）玻璃液通过坎式宽流槽坎式宽流槽（spout）流流入锡槽入锡槽，温度约，温度约1100 oC。（2）摊平抛光区摊平抛光区，温度在

29、，温度在1050900 oC，玻璃液粘度为玻璃液粘度为102.7103.2Pas。连续均匀流。连续均匀流入锡槽的入锡槽的玻璃液浮玻璃液浮在在锡液表面锡液表面，摊平并被，摊平并被抛光抛光，摊平抛光过程所需的时间约为，摊平抛光过程所需的时间约为2min。（3）徐冷区徐冷区，温度由，温度由900 oC降至降至850 oC，玻璃液粘度从玻璃液粘度从103.2Pas变为变为104.25Pas。（4）拉薄区：）拉薄区：温度从温度从850 oC降至降至700 oC，玻璃液粘度下降。在该，玻璃液粘度下降。在该粘度下，表面张力使玻璃粘度下，表面张力使玻璃变厚作用变厚作用已已不明显不明显，受拉，受拉力作用玻璃力作

30、用玻璃易于伸展变薄易于伸展变薄，且，且厚度、宽度几乎按比厚度、宽度几乎按比例减小。例减小。玻璃带在该区形成了一个玻璃带在该区形成了一个收缩过渡段收缩过渡段，或称为，或称为变形变形区。区。拉边辊拉边辊都设在此区。都设在此区。（5）硬化区：）硬化区：温度从温度从700 oC降至降至650600 oC，玻璃的粘度迅速增加，玻璃的粘度迅速增加，使其能在使其能在保持原状保持原状情况下被情况下被拉出锡槽进入退火窑拉出锡槽进入退火窑。如锡槽如锡槽出口温度偏高出口温度偏高，则玻，则玻璃带在被引上璃带在被引上转动辊转动辊时，会时，会出现出现塑性变形塑性变形。反之，如反之，如温度过低温度过低，则会，则会断断板板，

31、并使锡液的，并使锡液的氧化加剧氧化加剧。六、玻璃的退火六、玻璃的退火（一）定义与目的（一）定义与目的消除消除玻璃制品在玻璃制品在成形或热加工后成形或热加工后残留在制品内的残留在制品内的永久应永久应力力的过程称为的过程称为退火退火。其目的是其目的是防止炸裂防止炸裂和和提高玻璃提高玻璃的的机械强度。熔铸耐火材机械强度。熔铸耐火材料和铸石料和铸石等等成形后也都要成形后也都要经过退火经过退火。（二）玻璃的热应力（二）玻璃的热应力玻璃中由于玻璃中由于温差温差而产生的而产生的内力内力称为称为热应力热应力，按其特点分，按其特点分暂时应力暂时应力和和永久应力永久应力。（三）玻璃中应力的消除（三）玻璃中应力的消

32、除玻璃在应变点附近属玻璃在应变点附近属粘弹性体粘弹性体（伯格斯体），既具有（伯格斯体），既具有弹弹性性也具有也具有粘性粘性，因此，因此，应力，应力可以得到可以得到消除（松弛）消除（松弛）。（四）各种玻璃的允许应力（四）各种玻璃的允许应力事实上，在玻璃中事实上，在玻璃中完全消除完全消除永久应力永久应力不可能不可能的，因为在的，因为在应变点应变点附近附近降温降温时，制品内外时，制品内外不可能一点没有温差不可能一点没有温差。只。只要那时要那时温差温差存在，到存在，到完全冷却后完全冷却后或多少会或多少会存在永久应力存在永久应力。 可根据可根据制品用途制品用途不同，制定一个允许存在永久应力不同，制定一个

33、允许存在永久应力的标准。据此标准来掌握的标准。据此标准来掌握退火要求退火要求。允许数值小的制品。允许数值小的制品（如光学玻璃（如光学玻璃）退火）退火要要特别精细特别精细，保温时间，保温时间要长要长，冷却，冷却速度要速度要很慢很慢。（五）玻璃的退火工艺制度（五）玻璃的退火工艺制度（1 1）玻璃的）玻璃的最高退火温度最高退火温度是指是指在此温度下经过在此温度下经过3 3分钟分钟能能消除消除应力应力95%95%，一般由相当于，一般由相当于退火点退火点的温度也叫的温度也叫退退火上限温度火上限温度；最低退火温度最低退火温度是指在此温度下经是指在此温度下经3 3分钟分钟只能只能消除应力消除应力5%5%，也

34、叫，也叫退火下限温度退火下限温度。最高退火温度至最低退火温度之间最高退火温度至最低退火温度之间称为称为退火温度范围退火温度范围。大部分器皿玻璃大部分器皿玻璃最高退火最高退火温度为温度为5505502020o oC C；第五节第五节 可塑成形可塑成形 可塑成形是一种可塑成形是一种古老的成形方法古老的成形方法，我国古代，我国古代采用采用手工拉坯制造陶瓷制品，就是最原始的可塑手工拉坯制造陶瓷制品，就是最原始的可塑法。法。 常用可塑成形方法有：常用可塑成形方法有：挤压法挤压法（粘土砖、各种陶瓷制品以及某些水泥制（粘土砖、各种陶瓷制品以及某些水泥制品）；品）；车坯法车坯法（电瓷）；（电瓷）；湿压法湿压法

35、（包括旋坯法、（包括旋坯法、滚压法、冷模湿压法等生产各种日用陶瓷）；滚压法、冷模湿压法等生产各种日用陶瓷）；手手拉坯拉坯（工艺美术品）等。（工艺美术品）等。挤压成形：挤压成形： 将塑性泥料将塑性泥料投入真空挤压成形机，投入真空挤压成形机，泥料在泥料在螺旋或活塞螺旋或活塞的挤的挤压下不断向前，经压下不断向前，经机头机头的模具不断挤出的模具不断挤出，其形，其形状决定于状决定于模具的内部形模具的内部形状状。 挤制的压力主要决定挤制的压力主要决定于机头于机头喇叭口的锥度喇叭口的锥度。 为挤出的泥段或坯体为挤出的泥段或坯体表面光滑、质量均匀，表面光滑、质量均匀，出口处有一段出口处有一段定形带定形带，其长

36、度其长度L根据出口直径根据出口直径d而定，一般而定，一般L=（22.5）d。若过长，则。若过长，则内应力增内应力增加，容易出现纵向裂纹加，容易出现纵向裂纹。旋坯成形旋坯成形旋坯成形的设备是旋坯成形的设备是辘轳旋压机辘轳旋压机，其成，其成形过程见图。它是将形过程见图。它是将定量泥定量泥料置于料置于石石膏模内膏模内，利用，利用型刀型刀进行旋压成形。进行旋压成形。模内泥料受型刀模内泥料受型刀挤压和剪切挤压和剪切作用，坯作用，坯泥沿泥沿石膏模型石膏模型工作面形成所需形状的工作面形成所需形状的坯体坯体。此方法主要适用于此方法主要适用于生产碗、盘碟及陶生产碗、盘碟及陶器的缸、盆、罐、坛等制品，其特点器的缸

37、、盆、罐、坛等制品，其特点是生产效率高。是生产效率高。滚压成形：滚压成形：是从是从旋坯成形旋坯成形发展而来的。发展而来的。它是把型刀改为它是把型刀改为滚压头滚压头。滚压头和模型。滚压头和模型各各自绕自绕定轴转动定轴转动，将投放在模型内的塑性泥，将投放在模型内的塑性泥料延展料延展压制成坯体压制成坯体，而坯体的，而坯体的外形外形和尺寸和尺寸完全取决于完全取决于滚压头滚压头与与模面所形成的模面所形成的“空腔空腔”。滚压法可分滚压法可分阳模滚压和阴模滚压阳模滚压和阴模滚压。滚压成滚压成形形与与旋坯成形相旋坯成形相比，其优点：比，其优点： 坯体坯体致密度高致密度高，机械强度，机械强度大大，变形，变形较小

38、较小，劳动强度低劳动强度低，易于，易于机械化、自动化生产机械化、自动化生产。 第六节第六节 粉料压制成形粉料压制成形压制成形是将压制成形是将粉状粉状的的坯料坯料在在钢模中压成致密坯钢模中压成致密坯体体的一种的一种成形方法。成形方法。 墙地砖、外墙砖、无线墙地砖、外墙砖、无线电瓷中的波段开关定动片、微调电动器动片、电瓷中的波段开关定动片、微调电动器动片、电子管座瓷及日用瓷中的平盘电子管座瓷及日用瓷中的平盘等都是采用等都是采用压制压制成形成形的。的。耐火材料生产中地耐火材料生产中地大量采用压制法。大量采用压制法。压制成形的坯料压制成形的坯料水分少，压力大水分少，压力大，因而，因而坯体较坯体较致密，

39、收缩较小致密，收缩较小、形状、形状准确准确。压制成形。压制成形工艺较工艺较简单，生产效率高、缺陷少简单，生产效率高、缺陷少，便于连续化，机便于连续化，机械化和自动化生产。械化和自动化生产。第七节第七节 粒粒 化化工业生产上的工业生产上的粒化过程，粒化过程，从广义上讲，泛指将从广义上讲，泛指将粉体粉体（或（或浆液）加工形状和尺寸都比较匀整的浆液）加工形状和尺寸都比较匀整的球块的机械球块的机械过程。过程。颗粒大小根据用途而不同，一般限制在颗粒大小根据用途而不同，一般限制在50mm以下，以下，最最小约小约0.3mm。粉体粒化的意义在于：粉体粒化的意义在于：能保持混合物的能保持混合物的均匀度均匀度在在

40、贮存、输送与包装贮存、输送与包装时不发生时不发生变化；变化；有利于改善有利于改善物理化学反应的过程物理化学反应的过程（包括固气、固（包括固气、固液、固固的相互反应）；液、固固的相互反应）；可以提高物料可以提高物料流动性流动性，便于，便于输送与贮存输送与贮存；大大减少大大减少粉尘飞扬粉尘飞扬；扩大微粉状原料扩大微粉状原料适用范围适用范围；便于便于计量计量以及满足以及满足商业上要求商业上要求等。等。 影响粉料颗粒级配的因素很多，如影响粉料颗粒级配的因素很多，如料浆含料浆含水率、料浆粘度、供料压力、喷嘴孔径水率、料浆粘度、供料压力、喷嘴孔径等等。 料浆料浆含水率含水率或或流动性流动性曾加，会促进料曾

41、加，会促进料浆雾浆雾化化并产生并产生较小的粉粒较小的粉粒。 料浆料浆粘度大粘度大，会产生，会产生大的颗粒大的颗粒。喷嘴。喷嘴直径直径大大显然显然颗粒大颗粒大，因此喷嘴如果，因此喷嘴如果磨损磨损，要，要及及时更换时更换。 实验证明，在相同的条件下，干燥塔实验证明，在相同的条件下，干燥塔直径直径越大越大，则，则颗粒越大颗粒越大。第七章第七章 脱水与干燥脱水与干燥在生产过程中，在生产过程中，原料或半成品原料或半成品中常含有中常含有高于高于工艺要求的工艺要求的水分，要水分，要脱去其中的水分，以满足生产工艺的要求。脱去其中的水分，以满足生产工艺的要求。脱水脱水（dehydrationdehydratio

42、n）的方法一般有）的方法一般有三种三种。一是根据水和物料的密度不同实现一是根据水和物料的密度不同实现重力脱水重力脱水；二是用二是用机械的方法机械的方法实现脱水；实现脱水；三是用三是用加热加热的方法使物料的水分蒸发，达到脱水的目的的方法使物料的水分蒸发，达到脱水的目的。用用加热的方法加热的方法达到除去物料中部分达到除去物料中部分物理水分的过程物理水分的过程称之称之为为干燥干燥(drying)(drying)，也叫，也叫烘干烘干。 干燥干燥过程是一个过程是一个物理过程物理过程，方法有两种，方法有两种：自然干燥和人工干燥。自然干燥和人工干燥。 人工干燥的加热方式有人工干燥的加热方式有外热源法和内热源法外热源法和内热源法两种类型。两种类型。外热源法外热源法是指在物料的是指在物料的外部对物料表面加热外部对物料表面加热，使物料受，使物料受热，水分蒸发，而得以热，水分蒸发，而得以干燥干燥。外热源法的加热方式有以下三种：外热源法的加热方式有以下三种：（1）对流加热）对流加热 通常用通常用热气或热烟气热气或热烟气作为提质以对流的作为提质以对流的方式对物料表面进行加热；方式对物料表面进行加热；（2）辐射加热）辐射加热 利用利用红外灯、灼热金属或高温陶瓷表面红外灯、灼热