粉末冶金与陶瓷材料的成型工艺学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:65 大小:2.6MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学2.颗粒的形态与拱桥效应人们一般用针状、多面体状、柱状、球状等来描述颗粒的形态。粉料自由堆积的空隙率往往比理论计算值大得多,就是因为实际粉料不是球形,加上表面粗糙图表,以及附着和凝聚的作用,结果颗粒互相(hùxiāng)交错咬合,形成拱桥型空间,增大了空隙率。这种现象称为拱桥效应(见图7-1)。3.粉体的表面特性(1)粉体颗粒的表面能(surfaceenergy)和表面状态粉体颗粒表面的“过剩能量(néngliàng)”称为粉体颗粒的表面能。表7-1是当粒径发生变化时,一般物质颗粒其原子数与表面原子数之间的比例变化。(2)粉体颗粒的吸附与凝聚(Coagulation)一个颗粒依附于其它物体表面上的现象称之为附着。而凝聚则是指颗粒间在各种引力作用下的团聚。4.粉料的堆积(填充)特性(PackingProperty)单一颗粒(即纯粗颗粒或细颗粒)堆积时的空隙率约40%。若用二种粒度(如平均粒径比为10:1)配合则其堆积密度增大;而采用(cǎiyòng)三级粒度的颗粒配合则可得到更大的堆积密度。5.粉料的流动性(FlowingProperty)粉料虽然由固体小颗粒组成,但由于其分散度较高,具有一定的流动性。当堆积到一定高度后,粉料会向四周流动,始终保持为圆锥体(图7-2),其自然安息角(偏角)α保持不变。二、压制成型原理压制成型是基于较大(jiàodà)的压力,将粉状坯料在模型中压成块状坯体的。1.压制成型过程中坯体的变化(1)密度的变化(2)强度的变化(3)坯体中压力的分布图7-3为单面加压是坯体内部压力分布情况。2.影响坯体密度(Density)的因素(1)成型压力(yālì)压制过程中,施加于粉料上的压力(yālì)主要消耗在以下二方面:1)克服粉料的阻力P1,称为净压力(yālì)。2)克服粉料颗粒对模壁摩擦所消耗的力P2,称为消耗压力(yālì)。压制过程中的总压力(yālì)P=P1+P2,即成型压力(yālì)。(2)加压方式图7-4为加压方式和压力(yālì)分布关系图。(3)加压速度(4)添加剂的选用3.对压制用粉料的工艺性能要求由于压制成型时粉料颗粒必须能充满模型的各个角落,因此要求粉料具有(jùyǒu)良好的流动性。为了得到较高的素坯密度,粉料中包含的气体越少越好,粉料的堆积密度越高越好。三、可塑泥团的成型原理(yuánlǐ)1.可塑泥团的流变特性(RheologicalBehavior)图7-5为粘土泥团的应力-应变曲线。图7-6表示了粘土的含水量与其应力-应变-曲线的关系。2.影响泥团可塑性(sùxìng)的因素(1)固相颗粒大小和形状一般地说,泥团中固相颗粒愈粗,呈现最大塑性(sùxìng)时所需的水分愈少,最大可塑性(sùxìng)愈低;颗粒愈细则比表面愈大,每个颗粒表面形成水膜所需的水分愈多,由细颗粒堆积而成的毛细管半径越小,产生的毛细管力越大,可塑性(sùxìng)也高。不同形状颗粒的比表面是不同的,因而对可塑性(sùxìng)的影响也有差异。(2)液相的数量和性质水分是泥团出现可塑性(sùxìng)的必要条件。泥团中水分适当时才能呈现最大的可塑性(sùxìng),如图7-7所示。3.对可塑坯料的工艺性能要求可塑性好,含水量适当,干燥强度(qiángdù)高,收缩率小,颗粒细度适当,空气含量低。四、泥浆/粉浆的成型原理1.泥浆的流变特性(1)泥浆的流动曲线图7-8为一些陶瓷原料泥浆的流动曲线。(2)影响泥浆流变性能的因素1)泥浆的浓度图7-9为不同浓度的可塑泥浆的流动曲线。2)固相的颗粒大小一定浓度的泥浆中,固相颗粒越细、颗粒间平均距离(jùlí)越小,吸引力增大,位移时所需克服的阻力增大,流动性减少。3)电解质的作用向泥浆中加入电解质是改善其流动性和稳定性的有效方法。4)泥浆的pH值pH值影响其解离程度,又会引起胶粒ζ-电位发生变化,导致(dǎozhì)改变胶粒表面的吸力与斥力的平衡,最终使这类氧化物胶溶或絮凝。2.注浆成型对泥浆的工艺性能的要求制备出的泥浆应能够满足(mǎnzú)下列基本要求:流动性好,稳定性好,适当的触变性,含水量少,滤过性好,坯体强度高,脱模容易,不含气泡。第二节粉体制备技术一、粉碎(fěnsuì)(Porphyrization)与机械合金化(MechanicalAlloying)方法粉碎(fěnsuì)的过程是由机械能转变为粉料表面能的能量转化过程。机械粉碎(fěnsuì)法因其设备定型化,产量大,容易操作等特点,被广泛地应用于粉末生产中。在相同的工艺条件下,添加少量的助磨剂往往可使粉碎(fěnsuì)效率成倍地提高(图7-10)。二、合成法(Synthetic)1.原料