产品造型设计材料与工艺-第四章工业陶瓷及其加工技

第四章工业陶瓷及其加工技术陶瓷——火与土凝结的艺术陶瓷定义“陶瓷”这一名词源自古代希腊的“烧物”，它意味着陶器是经焙烧而赋予其强度的材料，即陶瓷被定义为“经高温热处理工艺所合成的非金属无机材料”。目前，陶瓷为所有无机非金属材料的简称。陶瓷材料也常称为硅酸盐材料。全面的定义为：陶瓷是用天然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成的、由金属元素和非金属元素的无机化合物构成的多相固体材料，包括陶器和瓷器，也包括玻璃、搪瓷、石膏、水泥、石灰、砖瓦、耐火材料等人造无机非金属材料。近20年来，陶瓷材料有巨大的发展，许多新型陶瓷的成分远超出硅酸盐的范畴，陶瓷的性能面临重大的突破，陶瓷的应用已渗透到各类工业、各种工程和各个技术领域。

一、成份和特点二、分类三、性质四、陶瓷制品五、陶瓷的制造六、陶瓷的表面装饰技术主要内容一、成份和特点传统意义的陶瓷主要指：陶器和瓷器，也包括玻璃、搪瓷、耐火材料、（硅酸盐类材料）砖瓦等。（用粘土、石灰石、长石、石英等天然硅酸盐类矿物制成）现今意义上的陶瓷：变化巨大，许多新型陶瓷已经远远超出了硅酸盐的范畴，是各种无机非金属材料的通称。一、成份和特点陶瓷材料是由天然矿物质和人造化合物混合后，经磨细、成型、烧结等工艺制成的。化学成分：金属元素和非金属元素构成的简单化合物；或复杂的多项固体混合物。结构组织：离子晶体（大多）或共价晶体（较少）与含量不等的玻璃相和气孔。一般特点：耐高温、耐磨等。但受配方、成型工艺条件（影响陶瓷晶粒的大小、晶界形状、气孔大小及分布、组织均匀性等）等的影响。二、分类陶瓷普通陶瓷（传统陶瓷）日用、建筑、绝缘、化工、多孔陶瓷等特种陶瓷（现代陶瓷）按性能分类：高强度、高温、耐磨、耐酸、压电、电介质、电光和光学、半导体、磁性、生物、导电、结构、超导、快离子导体陶瓷等；按化学组成分类：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、复合陶瓷（如氧氮化硅铝陶瓷等）、金属陶瓷、纤维增强陶瓷陶瓷新型陶瓷传统陶瓷种类

传统陶瓷

新型陶瓷

原料天然矿物原料人工精制合成原料（氧化物和非氧化物两大类）成型注浆、可塑成型为主注浆、压制、热压注、注射、轧膜、流延、等静压成型为主烧结温度一般在1350℃以下，燃料以煤、油、气为主结构陶瓷常需1600℃左右高温烧结，功能陶瓷需精确控制烧结温度，燃料以电、气、油为主加工一般不需加工常需切割、打孔、研磨和抛光性能以外观效果为主

以内在质量为主，常呈现耐温、耐磨、耐腐蚀和各种敏感特性用途炊、餐具、陈设品

主要用于宇航、能源、冶金、交通、电子、家电等行业传统陶瓷与现代陶瓷的对比新型陶瓷原料氧化铝氧化鋯炭化硅氮化硅优点:高强度、耐高温、耐腐蚀或各种敏感特性；原料易于制备、产品附加值高、应用广。钠长石质瓷瓷精陶釉及其分类类釉是指附着着于陶瓷坯坯体表面的的连续玻璃璃质层。它具有与玻璃璃相似的某某些物理与与化学性质质，但二者并并不完全相相同。釉在溶化时时必须很粘稠而不不流动，才能保保证在烧成成时保持它它原有的表表面而不会会流走，且且能在直立立的表面上上不致下坠坠。某些些艺术釉例例外，如流流动釉等，，它们在烧烧成时反倒倒应该具有有较大流动动性。陶瓷施釉的的目的在于于改善坯体的的表面性能能，提高力学强强度。陶瓷的釉料料应有下列列性质：（1）釉料料必须在坯坯体烧结温温度下成熟熟；（2）釉料料的组成要要选择适当当；（3）釉料料在高温溶溶化后，要要具有适当当的粘度和和表面张力力；（4）釉层层质地坚硬硬，不易磕磕破或磨损损。釉及其分类类釉的分类三、陶瓷的的性质用途不同,其性能的的突出要求求不一样。。例如：日用陶瓷强强调白度与强度度；电瓷要求提提高绝缘性；机电工程结结构材料用用陶瓷,强强调综合性能（机械强度度、耐高温温、耐腐蚀蚀、耐摩擦擦及硬度））；功能陶瓷在电、磁、、光、声、、热、力等等方面应有有特殊功能；化工陶瓷应应有高耐腐蚀性性,耐腐蚀蚀、机械强强度、抗冲冲击强度和和耐温度骤骤变。（1）光学学性质白度白度指陶瓷瓷材料对白白光的反射射能力。透光度透光度是指指瓷器允许可见透透光的程度度。常用透过过瓷片的光光强度与入入射在瓷片片上的光强强度之比来来表示。可透光程度度与厚度、、配料、烧烧制及显微微结构有关关。光泽度光泽度指陶陶瓷器表面面对可见光光的反射能力。光泽度决决定于瓷器器表面的平平坦与光滑滑程度（光光洁度）。。（2）力学学性质陶瓷材料最突出的缺缺点是脆弱弱，在外力的的作用下不不发生显著著的塑性变变形即产生生破坏抗压强度很很高，但是稍受受外力冲击击便发生脆脆裂，这使使陶瓷材料料的应用受受到局限；；陶瓷材料的的硬度很高，有些陶瓷瓷具有超硬硬的特点，，用作刀具具材料。。新型工业陶陶瓷有所改改善。（3）独特特的物理化化学性能陶瓷材料耐高温，是电和热热的不良导导体，能承承受外界温温度急剧变变化而不损损坏。具有良好的的耐酸能力，能耐有机机酸和无机机酸及盐的的侵蚀，但但是抵抗碱的侵侵能力较弱弱。（4）气孔率与吸吸水率气孔率是指指陶瓷制品品所含气孔孔的体积与与制品体积积的百分比比。气孔率的高高低和密度度的大小是是鉴别和区区分各种陶陶瓷的重要要标志。吸水率则反反应陶瓷制制品烧结后后的致密程程度，随着着陶瓷制品品的用途不不同而异。。四、陶瓷制制品1．日用器器皿和瓷器器一般具有良良好的光泽泽度、透明明度,热稳稳定性和机机械强度较较高。日用陶瓷通通常分四大大类（根据据瓷质）：：长石质瓷：是国内外外常用的日日用瓷,也也可作一般般工业瓷制制品；绢云母质瓷：是我国国的传统日日用瓷；骨质瓷：近些年来来得到广泛泛应用,主主要作高级日用瓷瓷制品；滑石质瓷：我国发展展的综合性性能较好的的新型高质日日用瓷高石英质日日用瓷（最近几年年我国研制制成功）：：石英质量量分数在40%以上上,具有瓷瓷质细腻、、色调柔和和、透光度度好、机械械强度和热热稳定性好好等优点。。四、陶瓷制制品2．普通工工业用瓷有石器和精精陶，炻器器是介于陶陶器和瓷器器之间的一一种陶瓷（（如水缸、、沙锅）。。工业陶瓷按按用途可分分：建筑卫生瓷瓷：用于装钳板板、卫生间间装置及器器具等,通通常尺寸较较大,要求强度和和热稳定性性好；电工瓷：主要指电器器绝缘用瓷瓷,也叫高高压陶瓷,要求机械械性能高、、介电性能能和稳定性性好。化学、化工工瓷：用于化工制制药、食品品等工业及及实验室中中的管道设设备、耐蚀蚀容器及实实验器皿等等,通常要要求耐介质腐蚀蚀的能力要强强。四、陶瓷制制品3．特种陶陶瓷（现代瓷、、精细陶瓷瓷或高性能能陶瓷）在工业上主主要是高温陶瓷，应用广，，且很重要要。高温陶瓷主主要包括扩扩：（1）氧化化物陶瓷（2）硼化化物陶瓷（3）氮化化物陶瓷（4）碳化化物陶瓷。。3．特种陶陶瓷（1）氧化化物陶瓷：：常用的纯氧氧化物陶瓷瓷有：AL2O3、ZrO2、MgO、、CaO、、BeO、、Th02和U02等特点：熔点大多在在2000℃以上,烧成温度度在1800℃左右右；烧成温度时时,氧化物物颗粒发生生快速烧结结,形成大大块陶瓷晶晶体(是单单相多晶体体结构)，，有时有少少量气体产产生；强度随温度度的升高而而降低，但但在1000℃以下下一直保持持较高的强强度随温度度变化不大大。是高耐火度度结构材料料，在任何高温温下都不会会氧化。（1）氧化物陶瓷氧化铝(刚刚玉)陶瓷瓷：根据含杂质质的多少(在自然界界中存在含含少量Cr、Fe和和Ti的纯纯氧化铝)。氧化铝铝可呈红色色(如红宝宝石)或蓝蓝色(如蓝蓝宝石)。。熔点2050℃；抗抗氧化性好好；微晶刚玉的的硬度极高(仅仅次于金刚石石),并且其红硬性性达1200℃。广泛用作：耐火材料（刚刚玉耐火砖、、高压器皿、电炉炉管、、热电偶套管等）。还还可做人骨、牙等。要求高的各类工具（切削淬火钢钢刀具、金属属拔丝模等））使用性能皆高高于其他工具具材料。单晶体的纯氧氧化铝可作蓝蓝宝石激光器器；氧化铝管管坯可用于纳纳蒸气照明灯灯泡。（1）氧化物陶瓷氧化铍陶瓷：最大特点：导热性极好,所以热稳定性很高。强度性能虽不不高,但抗热冲击性较较高；消散高能辐射射的能力强、、热中子阻尼尼系数大等。。常用于制造坩埚,还可作真真空陶瓷和原原子反应堆陶陶瓷等。还可制造气体体激光管、晶晶体管散热片片以及集成电电路的基片和和外壳。氧化锆陶瓷：熔点在2700℃以上,能耐2300℃的高温温,推荐使用用温度为2000℃℃。能抗熔融金属属的侵蚀,所以多用作作铂、锗等金金属冶炼的坩坩埚和1800℃以上的的发热体及炉炉子、反应堆堆绝热材料等等。氧化锆增韧氧氧化铝陶瓷材材料：强度达120OMPa、、断裂韧性为为15.OMPa•m1/2(比原原氧化铝提高高近3倍。)可替代金属制造造模具(拉丝模、泵泵叶轮等)；；还可制造汽汽车零件（凸凸轮、推杆、、连杆等）。。工件表面不不生锈不导电电。还可做人人工骨、关节节等。（1）氧化物陶瓷（2）碳化物陶瓷包括：碳化硅、碳化化硼、碳化铈铈、碳化钼、、碳化铌、碳碳化钛、碳化化钨、碳化钽钽、炭化钒、、碳化锆等。。特点：熔点很高、硬硬度很大（近于金刚石石）、耐磨性性很好。导热率很高，但耐高温氧化化能力差（约900℃℃—1000℃）。性脆主要应用于：：制造加热元件件（电炉内壁壁）、砂轮及及磨料等。（3）硼化物陶瓷常见的有：硼化铬、硼化化钼、硼化钛钛、硼化钨和和硼化锆。特点：高硬度，耐化化学侵蚀，熔熔点范围1800℃—2500℃有有较强的抗高高温氧化能力力，使用温度度达1400℃。主要应用于：：高温轴承、内内燃机喷嘴、、耐高温器件件及电器触点点。（4）氮化物陶瓷最常用的是：：氮化硅（Si3N4）(稳定的共共价键晶体，，键能高)氮化硼(BN)。特点：硬度高、摩擦擦系数小有自润滑作用用。在1200℃以下具有有较高的机械械性能和化学学稳定性能、、热膨胀系数数小、抗冲击击。可做高温温下的结构材材料。主要应用：高温轴承、转转子叶片、刀刀具等。氮化硼（BN）具有石墨类型型的六方晶体体结构，又称白色石墨墨。特点：硬度较低，可可切削加工成成型。导热和抗热性性能高，在高压和1360℃,六六方氮化硼会会转化为立方方氮化硼β-BN,密密度为3045*103kg/m3,硬度提高到到接近金石的的硬度，可作作金刚石的代代用品。用于于刃磨切刀具具、高温模具具和磨料。耐热性好，有自润滑作用用，耐高温下的的腐蚀、绝缘缘性好。主要应用：高高温耐磨材料料和电绝缘材材料。4．发光陶瓷材料是具有稀土离离子激活特殊殊晶体结构的的新型材料。。它是到目前前为止最好的的一种蓄光、、发光材料。。特点：亮效率高、吸吸收和发射范范围宽、荧光光寿命长等优优异光学性；；该材料经吸收收各种可见光光后，在暗处处余辉发光时时间可持续十十几个小时以以上。其发光光强度和持续续时间是硫化化锌型荧光粉粉十数倍以上上。其吸光、、发光可无限限次重复；化学性能稳定定，使用温度度范围大；有有良好的机械械和热学性能能。无毒、无害、、无放射性元元素，无环境境污染。应用方面：发射荧光的陶陶瓷着色剂：发光陶瓷材材料可以制成成细粉，做为为广泛用于各各种涂料（油油漆）和低温温下生产与使使用的其他各各种材料中（（塑料、橡胶胶、油墨、胶胶片、各种纸纸、搪瓷釉、、陶瓷釉等））。建筑装饰：可使建筑物物的墙壁、门门窗、厅柱、、地面，在照照明低的环境境中现出怡人人的光辉和图图案；用于工艺美术术：可制成在暗暗处放出美丽丽光彩的各种种艺术品。交通运输：车辆夜间需需显示的部位位、标牌、道道路、各类建建筑物（障碍碍物）、飞机机轮胎在无照照明情况下需需显示各种标标志。日常生活用品品：钟表盘、手手表盘、各种种电源开关，，电话按键，，文具玩具，，服装装饰、、饰品等。陶瓷刀陶瓷刀(Ceramic

knife),一一种新型厨具具，不容易磨磨损变钝。优点：①卫生抗菌：陶陶瓷晶粒细小小，致密度高高，可减少细细菌孳生机会会，不与食物物中的酸碱物物质反应，让让食物口味完完整保留。②抗金属过敏：：陶瓷材质目目前广泛应用用于牙材、人人工关节之应应用，它与肌肌肤接触不会会对人体造成成金属过敏现现象③易清洁：使使用完后可可用水直接接冲洗，易易于清洁。。④材质特殊：：陶瓷刀刃刃由一种先先进陶瓷材材料所制，，抗腐蚀，，永不生锈锈。⑤抗摔：：采用陶瓷粉粉料经过超超高温烧结结制成，质质地比普通通陶瓷紧密密得多，相相应可以耐耐受大得多多的压力。。缺点：一旦刀刃变变钝，只能能用特殊的的金刚石磨磨盘来磨刀刀刃，价格格昂贵。在传统柴油油机或燃气气轮机用的的金属零件件中，铝合合金的耐温温极限为350℃，，钢和铸铁铁的为450℃，最最好的超级级耐热合金金的也不能能超过1093℃，，限制了发发动机的工工作温度(热效率)。汽缸工工作温度低低不仅会由由于燃料不不能充分燃燃烧而造成成能源浪费费，而且使使车船飞机机的速度受受到了很大大限制。优点：耐高温陶瓷瓷，如氮化化硅陶瓷等等代替合金金钢制造陶陶瓷发动机机，其工作作温度可达达1300℃-1500℃。。陶瓷发动动机的热效效率高，可可节省30%的热能能，而且工工作功率比比钢质发动动机提高45%以上上。陶瓷发动机机无需水冷冷系统，其密度也也只有钢的的一半左右右，这对减减小发动机机自身重量量也有重要要意义。概述陶瓷的生产产过程将配制好的的符合要求求的坯料用用不同的成成型方法，，制造出具具有一定形形状的坯体体，坯体经经干燥、施施釉、烧结结等工序，，最后得到到陶瓷制品品。成型过程原料处理坯料的制备备坯体成型坯体成型方方法浇注成型压制成型热压注成型型五、陶瓷的的制造成型基础（一）．坯坯料的成型型性能坯料对坯体体成型工艺艺的适应性性称坯料的的成型性能能。坯料分类：：可塑泥团泥浆粉料（二）．调调整坯料成成型性能的的添加剂添加剂种类类及其作用用：1.解凝凝胶（又称解胶剂剂，稀释剂剂）主要用于注注浆成型。。应用粘土质泥浆浆—无机电解质质、有机酸酸盐类or聚合物电电解质瘠性料浆———有机酸盐类类or聚合合物电解质质目的改善泥浆的的流动性。。成型型基基础础3．．润滑滑剂剂用于于压压制制成成型型目的的提高高粉粉料料的的湿湿润润性性，，减减少少粉粉料料颗颗粒粒之之间间及及粉粉料料与与模模具具之之间间的的摩摩擦擦，以以增增大大压压制制坯坯体体的的密密度度。。2．．结合合剂剂用于于可可塑塑成成型型目的的提高高可可塑塑泥泥团团的的塑塑性性，增强强生生坯坯的的强强度度种类类有机机物物及及其其溶溶液液、、无无机机物物质质成型型基基础础新型型陶陶瓷瓷生生产产过过程程配料料坯料料制制备备成型型烧结结后续续加加工工(1)配配料料制作作陶陶瓷瓷制制品品，，首首先先要要按按瓷瓷料料的的组组成成，，将将所所需需各各种种原原料料进进行行称量量配配料料，它它是是陶陶瓷瓷工工艺艺中中最最基基本本的的一一环环。。称称料料务务必必精精确确，，因因为为配配料料中中某些些组组分分加加入入量量的的微微小小误误差差也也会会影影响响到到陶陶瓷瓷材材料料的的结结构构和和性性能能。。(2)坯坯料料制制备备配料料后后应应根根据据不不同同的的成成形形方方法法，，混混合合制制备备成成不不同同形形式式的的坯坯料料。。如用用于于注浆浆成成形形的水悬悬浮浮液液；用用于于热压压注注成成形形的热塑塑性性料料浆浆；用用于于挤压压、、注注射射、、轧轧膜膜和和流流延延成成形形的含含有有机机塑塑化化剂剂的的塑性料；用于干压或等静压成成形的造粒粉料料。混合一般般采用球球磨或搅搅拌等机机械混合合法。新型陶瓷瓷生产过过程(3)成成形是将坯料料制成具具有一定定形状和和规格的的坯体。。成形技术术与方法法对陶瓷瓷制品的的性能具具有重要要意义，，由于陶陶瓷制品品品种繁繁多，性性能要求求、形状状规格、、大小厚厚薄不一一，产量量不同，，所用坯坯料性能能各异，，因此采采用的成形方法法各种各各样，应应经综合合分析后后确定。新型陶瓷瓷生产过过程(4)烧烧结是对成形坯坯体进行行低于熔熔点的高高温加热热，使其粉粉体间产产生颗粒粒粘结，，经过物物质迁移移导致致致密化和和高强度度的过程程。只有有经过烧烧结，成成形坯体体才能成成为坚硬硬的具有有某种显显微结构构的陶瓷瓷制品（（多晶烧结结体），烧结结对陶瓷瓷制品的的显微组组织结构构及性能能有着直直接的影影响。(5)后后续加工工陶瓷经成成形、烧烧结后，，还可根根据需要要进行后后续精密密加工，，使之符符合表面面粗糙度度、形状状、尺寸寸等精度度要求，，如磨削削加工、、研磨与与抛光、、超声波波加工、、激光加加工甚至至切削加加工等。。切削加加工是采采用金刚刚石刀具具在超高高精度机机床上进进行的，，目前在在陶瓷加加工中仅仅有少量量应用。。新型陶瓷瓷成型方方法一、浇注注成型浇注成型型：陶瓷瓷原料粉粉体悬浮浮于水中中制成料料浆，然然后注入入模型内内成型，，坯体的的形成主主要有注注浆成型型（由模模型吸水水成坯））、凝胶胶注模成成型（由由凝胶原原位固化化）等方方式。（一）注注浆成成型注浆成型型是将陶瓷悬浮浮料浆注入多孔质模模型内，借助模型型的吸水水能力将将料浆中中的水吸吸出，从从而在模模型内形形成坯体体。其工艺过过程包括括悬浮料料浆制备备、模型型制备、、料浆浇浇注、脱脱模取件件、干燥燥等阶段段。空心注浆浆法示意意图空心注浆浆法示意意图———续这是一一种最最古老老也最最广泛泛使用用的成成型方方法将配料料加水水或塑塑化剂剂制成成塑性泥泥料，后用用手工工或机机加工工方法法成型型。在外力力作用用下，，使坯坯料产产生塑塑性变变形，，从而而制成成生坯坯。按其操操作方方法不不同，，可塑塑成型型可分分为雕雕塑、、印坯坯、拉拉坯、、旋压压和滚滚压等等种类类，目前使使用最最广泛泛的是是旋压压和滚滚压两两种。可塑成成型传统陶瓷成成型方方法可塑成成型传统陶瓷成成型方方法旋压滚压可塑成成型传统陶瓷成成型方方法其中，，石膏膏模型型和坯坯料旋旋转1．悬悬浮料料浆的的制备备这是注浆成成型工工艺的的关键键工序序，注浆浆成形形料浆浆是陶陶瓷原原料粉粉体和和水组组成的的悬浮浮液。。为保证证料浆浆的充充型及及成型型性，，利于于得到到形状状完整整、表表面平平滑光光洁的的坯体体，减减少成成型时时间和和干燥燥收缩缩，减减小坯坯体变变形与与开裂裂等缺缺陷，，要求料料浆具具有良良好的的流动动性、、足够够小的的粘度度（<1Pa··s））、尽尽可能能少的的含水水量、、弱的的触变变性（（静止止时粘粘度变变化小小）、、良好好的稳稳定性性（悬悬浮性性）及及良好好的渗渗透（（水））性等等性能能。矛盾：：新型型陶瓷瓷的原原料粉粉体多多为脊脊性料料。必必须采采取一一定措措施，，才能能使料料浆具具有良良好的的流动动性与与悬浮浮性，，单靠靠调节节料浆浆水分分是不不可能能的。。新型陶陶瓷成成型方方法注浆成成型工工艺料浆悬悬浮的的方法法：（1））控制制料浆浆的pH值值，如如Al2O3料浆在在pH值为为3或或12时，，可获获得较较佳的的流动动性与与悬浮浮能力力；（2））加入适适当的的有机机聚合合电解解质作作分散散剂，可降低低料浆浆含水水量，，提高高料浆浆的流流动性性与悬悬浮性性能。。目前生生产上上采用用加入入0.3%～0.6%陶陶瓷粉粉体的的质量量分数数的阿阿拉伯伯树胶胶、羧羧甲基基纤维维素、、聚丙丙烯酸酸铵盐盐、聚聚甲基基丙烯烯酸铵铵盐等等调制制料浆浆，再再配合合pH值控控制，，可降降低料料浆含含水量量（料料浆中中水的的质量量分数数可低低达20%～25%，甚甚至更更低）），且且具有有良好好的流流动性性。料浆通常采采用湿法球球磨或搅拌拌调制。最最常用的注注浆成形模模型是石膏模，近年来也也有用多孔塑料模模的。新型陶瓷成成型方法注浆成型工工艺新型陶瓷成成型方法2．注浆方方法有实心注浆和和空心注浆浆两种基本方方法。另外外，为了强强化注浆过过程，铸造生产的的压力铸造造、真空铸铸造、离心心铸造等工工艺方法也也被用于注注浆成形，，并形成了了压力注浆浆、真空注注浆与离心心注浆等强强化注浆方方法。（1）实心心注浆料浆注入模模型后，料浆中的水水分同时被被模型的两两个工作面面吸收，注注件在两模模之间形成成，没有多余余料浆排出出。注浆成型工工艺新型陶瓷成成型方法a)实心注注浆b)空心心注浆c)离心注注浆（2）空心心注浆料浆注入模模型后，由由模型单面面吸浆，当当注件达到到要求的厚厚度时，排排出多余料料浆而形成成空心注件件。坯体外形形由模型工工作面决定定，坯体的的厚度则取取决于料浆浆在模型中中的停留时时间。新型陶瓷成成型方法（3）强化化注浆在注浆过程程中，人为为地对料浆浆施加外力力，以加速注注浆过程进进行，提高高吸浆速度度，使坯体体致密度与与强度得到到提高。强强化注浆法法有真空注注浆、离心心注浆和压压力注浆等等。适用用范范围围：：注浆浆成成型型适于于制造造大大型型厚厚胎胎、、薄薄壁壁、、形状状复复杂杂不不规规则则的制制品品。。优点点：：成型型工工艺艺简简单单，，缺点点：：劳动动强强度度大大，，不不易易实实现现自自动动化化，，且且坯坯体体烧烧结结后后的的密密度度较较小小，，强强度度较较差差，，收收缩缩、、变变形形较较大大，，所所得得制制品品的的外外观观尺尺寸寸精精度度较较低低，，因因此此性性能能要要求求较较高高的的陶陶瓷瓷一一般般不不采采用用此此法法生生产产。。注浆浆成成型型工工艺艺新型型陶陶瓷瓷成成型型方方法法（二二））凝凝胶胶注注模模成成型型凝胶胶注注模模成成型型：：首先先将将陶陶瓷瓷细细粉粉加加入入含含分分散散剂剂、、有有机机高高分分子子化化学学单单体体（（如如丙丙烯烯酰酰胺胺与与双双甲甲基基丙丙烯烯酰酰胺胺））的的水水溶溶液液中中，，调制制成成低低粘粘度度、、高高固固相相（（陶陶瓷瓷原原料料粉粉的的体体积积分分数数通通常常达达50%以以上上））含含量量的的浓浓悬悬浮浮料料浆浆;再将聚合固化引发发剂（如过硫酸铵铵）加入料浆浆混合均匀，，在料浆固化化前将其注入无吸水性性的模型内;在所加引发剂剂的作用下，料浆中的有有机单体交联聚合成三维网状结结构，使浓悬浮料浆在在模型内原位位固化成形。新型陶瓷成型型方法二、压制成型型压制成型是将将经过造粒的的粒状陶瓷粉粉料，装入模模具内直接受压力而成型型的方法。（一）造粒粒造粒即制备压压制成型所用用的坯料，它它是在陶瓷原原料细粉中加加入一定量的塑化化剂（如4%～6%的浓度为为5%的聚乙乙烯醇水溶液液，作用是使使本无塑性的的坯料具有可可塑性），制制成粒度较粗粗（约20目目左右）、含含一定水分、、具有良好流流动性的团粒粒，以利于陶陶瓷坯料的压压制成型。对于新型陶瓷瓷用粉料的粒度，，应是愈细愈愈好，但太细对成成形性能不利利。造粒质量量好坏直接影影响成形坯体体及烧结体的的质量，所以以造粒是压制成成形工艺的关关键工序。在各种造粒方方法中，以喷雾干燥法造造粒的质量最好，，且适用于现现代化大规模模生产，目前前已广为采用用。喷雾干燥造粒粒法：将混合合有适量塑化化剂的陶瓷原原料粉体预先先调制成浆料料(方法同注注浆成形浆料料的调制)，，再用喷雾器器喷入造粒塔进进行雾化和热热风干燥，出来的粒子子即为流动性较好的的球状团粒。。新型陶瓷成型型方法（二）压压制方法压制方法主要要有干压成形形、等静压成成形和热压烧烧结成形等。。1．干压成形形将造粒制备的的团粒(水的质量分分数<6%)，松散装入入模具内，在在压机柱塞施施加的外压力力作用下，团团粒产生移动动、变形、粉粉碎而逐渐靠靠拢，所含气体同时时被挤压排出出，形成较致致密的具有一一定形状、尺尺寸的压坯，，然后卸模脱脱出坯体。新型陶瓷成型型方法图干压成成形的密度梯梯度a)单向加压压b)双双向加压新型陶瓷成型型方法单向加压时，压力的不不均匀分布更更明显，而且且坯体高度与与直径之比愈愈大，压力分分布愈不均匀匀。双向加压方式是上下压压头（柱塞））从两个方向向向模套内加加压，压力分分布的不均匀匀程度减轻，，故压坯密度相对对较均匀。为保证坯体质质量，干压成成形时需根据据坯体形状、、大小、壁厚厚及粉料流动动性、含水量量等情况，控制好成形压压力（一般为为40～100MPa））、加压速度度与保压时间间等工艺参数数。优点：操作方便，生产周期短，，效率高，易易于实现自动动化生产，适适宜大批量生生产形状简单单（圆截面形、、薄片状等））、尺寸较小（高度为0.3～60mm、直径5～50mm）的制品；；由于坯体含水水或其它有机机物较少，因因此坯体致密度较较高，尺寸较较精确，烧结结收缩小，瓷瓷件力学强度度高。缺点：干压成形坯体体具有明显的各各向异性，也也不适于尺寸寸大、形状复复杂制品的生生产；所需的设备、、模具费用较较高。新型陶瓷成型型方法新型陶瓷成型型方法2.等静压成型是利用液体或气气体介质均匀匀传递压力的性能，把陶陶瓷粒状粉料料置于有弹性的的软模中，使其受到液液体或气体介介质传递的均均衡压力而被被压实成形的的一种新型压压制成形方法法。特点：坯体密度高且且均匀，烧结收缩小，，不易变形，制品强度高高、质量好，，适于形状复杂杂、较大且细细长制品的制制造。但等静静压成形设备备成本高。分类：冷等静静压成形与热热等静压成形形两种。新型陶瓷成型型方法(1)冷等静静压成型在室温下，采用高压液体传递压力的等等静压成形，，根据使用模模具不同又分分为湿式等静压成形和和干式等静压成形两两种。冷等静压成形形a)湿式b)干式模具两两头并并不施施压，，适宜宜成型型长型型、薄薄壁、、管状状制品品效率不不高，，成型型多品品种、、形状状复杂杂、产产量小小和大大型制制品。。(2)热等静静压成形型型在高温温下，，采用用惰性性气体体代替替液体体作压压力传传递介介质的等静静压成成形，，是在在冷等等静压压成形形与热热压烧烧结的的工艺艺基础础上发发展起起来的的，又称热热等静静压烧烧结。它用金属属箔代代替橡橡胶膜膜，用惰惰性气气体向向密封封容器器内的的粉末末同时时施加加各向向均匀匀的高高压高高温，，使成成型与与烧结结同时时完成成。与热压压烧结结相比比，该该法烧烧结制制品致致密均均匀，，但所所用设设备复复杂，，生产产效率率低、、成本本高。新型陶陶瓷成成型方方法新型陶陶瓷成成型方方法3.热热压烧烧结是将干干燥粉粉料充充填入入石墨或或氧化化铝模模型内内，再从单轴轴方向向边加加压、、边加加热，，使成成形与与烧结结同时时完成成。由于加热加加压同同时进进行，陶瓷瓷粉料料处于于热塑塑性状状态，，有利利于粉粉末颗颗粒的的接触触、流流动等等过程程的进进行，，因而而可减减小成成形压压力，，降低低烧结结温度度，缩缩短烧烧结时时间，，容易易得得到到晶晶粒粒细细小小、、致致密密度度高高、、性性能能良良好好的的制制品品。制品品形形状状简简单单，，且且生生产产效效率率低低。。热压(成型)烧结示意图新型型陶陶瓷瓷成成型型方方法法三、、热热压压注注成成型型热压压注注成成型型：：利利用用蜡蜡类类材材料料热热熔熔冷冷固固的的特特点点，将将配配料料混混合合后后的的陶瓷瓷细细粉粉与与熔熔化化的的蜡蜡料料粘粘合合剂剂加热热搅搅拌拌成成具有有流流动动性性与与热热塑塑性性的的蜡蜡浆浆，在在热热压压注注机机中中用用压压缩缩空空气气将热热熔熔蜡蜡浆浆注注满满金金属属模模空空腔腔，蜡浆在在模腔内内冷凝形形成坯体体，再行行脱模取取件。蜡浆的制制备是热热压注成成型工艺艺中最重重要的一一环，其其制备过过程下。。原料：拌拌蜡前的的陶瓷细细粉应充充分干燥燥并加热热至60～80℃。石蜡作为为增塑剂剂，具有有良好的的热流动动性、润润滑性和和冷凝性性，其加入量通通常为陶陶瓷粉料料用量的的12%～16%。加入表面面活性物物质（如如油酸、、硬脂酸酸、蜂腊腊等）的的目的是是使陶瓷瓷细粉与与石蜡更更好结合合，减少少石蜡用用量，改改善蜡浆浆成形性性能与提提高腊坯坯强度。。工艺：热热压注成成型时，，蜡浆温温度一般般为65～75℃、模模具温度度为15～25℃、注注浆压力力为0.3～0.5MPa及及压力持持续时间间通常为为0.1～0.2s。。热压注成成形的腊腊坯在烧烧结之前前，要先先埋入疏疏松、惰惰性的吸吸附剂（（一般采采用煅烧烧Al2O3粉料）中中加热（（一般为为900～1100℃℃）进行行排蜡处处理，以以获得具具有一定定强度的的不含蜡蜡的坯体体。新型陶瓷瓷成型方方法优点：批量生产产外形复复杂、表表面质量量好、尺尺寸精度度高的中中小型制制品；设备较较简单，，操作方方便，模模具磨损损小，生生产效率率高。缺点：但坯体密密度较低低，烧结结收缩较较大，易易变形，，不宜制制造壁薄薄、大而而长的制制品，且且工序较较繁，耗耗能大，，生产周周期长。。新型陶瓷瓷成型方方法四、其其它成形形方法（一）挤挤压成形形挤压成型型是将经经真空炼炼制的可塑泥料料置于挤制制机（挤坯机）内，通通过挤制制机模具具的机嘴嘴与机芯芯，便可可由其形形成的挤挤出口挤挤压出各各种形状状、尺寸寸的坯体体。新型陶瓷瓷成型方方法图挤压压成形模模具组合合图优点：挤压成型型适于挤制制长尺寸寸细棒、、壁薄管管、薄片片制品，，其管棒棒直径约约Φ1～30mm，，管壁与与薄片厚厚度可小小至0.2mm；可连续批批量生产产，生产产效率高高；坯体表面面光滑、、规整度度好。缺点：模具制作作成本高高，且