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氧化鋯陶瓷可塑成形工藝原理

氧化鋯陶瓷可塑泥團(tuán)是由固相、液相、氣相組成的塑性一粘性系統(tǒng),由粉料、粘結(jié)劑、增塑劑和溶劑組成。

  氧化鋯陶瓷可塑泥團(tuán)是由固相、液相、氣相組成的塑性一粘性系統(tǒng),由粉料、粘結(jié)劑、增塑劑和溶劑組成。氧化鋯陶瓷可塑泥團(tuán)與粉漿的重要差別在于固液比不同。氧化鋯陶瓷可塑泥團(tuán)含水一般為19%~26%,而粉漿含水高達(dá)30%~35%。泥團(tuán)顆粒間存在著兩種力:

氧化鋯陶瓷

 ?、傥?,主要有范德華力、靜電引力和毛細(xì)管力。吸力作用范圍約2nm。毛細(xì)管力是泥團(tuán)顆粒問引力的主要來源。

 ?、诔饬Γ谒橘|(zhì)中,斥力作用范圍約20nm。當(dāng)系統(tǒng)中水含量高,顆粒相距較遠(yuǎn),表現(xiàn)出以斥力為主。當(dāng)水含量低時,顆粒接近,表現(xiàn)出以吸力為主,成為泥團(tuán)。

  氧化鋯陶瓷可塑成型要求泥團(tuán)有一定的可塑性。所謂氧化鋯陶瓷可塑性是指團(tuán)料在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)變和去除外力后保留這種變形的能力。如果一個泥團(tuán)在外力作用下極易變形,外力去除后又基本保留這種變形,我們說這種氧化鋯陶瓷泥團(tuán)具有良好的可塑性。力很小時,應(yīng)力σ與ε應(yīng)變占呈直線關(guān)系,變形是可逆的。這種彈性變形主要是泥團(tuán)中含有少量的空氣和有機(jī)塑化劑引起的。如果應(yīng)力超過礦則出現(xiàn)不可逆的假塑性變形。被稱之為流動極限或屈服極限。應(yīng)力超過σγ后,泥團(tuán)具有塑性性質(zhì)。去除應(yīng)力后,只能部分恢復(fù)應(yīng)變εγ剩下的γη。是不可逆部分。若重新施加應(yīng)力超過σρ泥團(tuán)開裂破壞。此時的應(yīng)變值為艿ερ成形時,希望泥團(tuán)長期維持塑性狀態(tài)。如果壓力緩慢和多次加到泥團(tuán)上,則有利于塑性狀態(tài)的形成。有兩個參數(shù)對泥團(tuán)成形是重要的一是屈服極限σρ另一個是ερ現(xiàn)裂紋的變形量。希望氧化鋯陶瓷泥團(tuán)有高的屈服極限,以防偶然的外力引起變形。也希望有足夠大的破裂變形量,以便成形過程中不出現(xiàn)裂紋。常用“σγχερ”來評價泥團(tuán)的成形能力。不同的可塑成形方法對這兩個參數(shù)的要求是不盡相同的。擠壓和{帶坯成形要求高些,以使坯體形狀穩(wěn)定。旋坯成形或滾壓成形則可小些。影響泥團(tuán)可塑性的主要因素有:

  1)氧化鋯陶瓷原料的性質(zhì)和組成。一般來說,氧化鋯陶瓷原料本身是不能改變的因素。陽離子交換力強(qiáng)的原料,一方面可使氧化鋯陶瓷粒子表面形成水膜,增加可塑性,另一方面由于氧化鋯陶瓷粒子表面帶有電荷,不會聚集。降低粒度,比表面積增加,也可增加陽離子交換能力。同時細(xì)粒原料形成水膜所需的水量多、毛細(xì)管力大。這些是細(xì)粒泥團(tuán)可塑性好的原因粘土粒度愈細(xì),含水量愈多,可加工性愈好。

  2)氧化鋯陶瓷吸附離子的影響。從被吸附的陽離子價數(shù)來考慮,三價陽離子價數(shù)高,和帶負(fù)電荷的粒子吸引力大,大部分進(jìn)人膠團(tuán)的吸附層中,整個膠粒電荷低,因而斥力減小、引力增加,所以泥團(tuán)可塑性增加。二價陽離子次之,一價陽離子最小。在一價陽離子中,氫是一個例外。因為它實際上是一個原子核,所以電荷密度最高,吸引力也最大,從而可塑性也最大。原料顆粒吸附不同的陽離子時,其可塑性的順序和陽離子交換的順序是相同的即:H+>A13+>Ba2>ca2>Mg2>NH2>K+>Na+>Li+

  3)氧化鋯陶瓷溶劑的影響。最常用的溶劑(分散介質(zhì))是水。只有含有適當(dāng)水分時,泥團(tuán)才有最大的可塑性。一般來說,水膜厚度為0.2mm時泥團(tuán)的可塑性最高。
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本文“氧化鋯陶瓷可塑成形工藝原理”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2022-12-16 16:40:57
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