陶瓷模具设计.pdf

中国镶具设计大典CHINA DIE&MOULD DESIGN CANON第47篇陶瓷模设计主编喻惠琴编写喻惠琴杨裕国审稿唐志玉以c中四发真摄补关英籍美会第1章陶瓷模设计基础1陶瓷材料性能氧化铝烧氧化物陶瓷氧化锆瓷陶瓷是指以犬然或人合成的尤机非金械物食化镁瓷质为原料，经成形和高温烧结市制成的固体材料化硅瓷和制品。氨化物陶瓷氨化铅瓷氨化硼瓷1,1陶瓷分类按化学组碳化哇瓷碳化物陶瓷成分类碳化砌瓷1.1.1普通陶瓷氧氨化硅烧普通陶瓷是利用天然硅酸盐矿物（如粘十：、复介瓷镁铅尖品h瓷石英、长石等)为原料制成的陶瓷，又称传统陶锆钛酸铝钢瓷瓷。普通陶瓷的分类如图17.1】金属陶瓷:川用陶烧纤维增强刚瓷建筑陶瓷现代高强度陶瓷普通陶瓷绝缘陶瓷(传统陶瓷)陶瓷高温离瓷化上陶瓷(特耐密胸瓷多孔陶瓷（过滤陶瓷）种陶耐酸剥瓷图17,11弊通陶宽的分类瓷)按性能压电陶念分类电介质陶瓷1.1.2现代陶瓷光学陶瓷现代陶瓷是采用高纯度的人工合成原料制城半导体陶瓷的其有各种独特的力学、物理或化学性能的陶谥性陶瓷瓷，又称新型陶瓷或特种陶瓷。按照化学组成分人生物刚瓷类，陶瓷可分为氧化物陶瓷（氧化铝瓷、氧化锆结构陶瓷瓷、氧化镁瓷)、氮化物陶瓷（氨化硅瓷、氮化按应用工具陶瓷分类铝瓷、氯化硼瓷)、碳化物陶瓷（碳化硅瓷、碳功能陶瓷化酮瓷)以及金属陶瓷等，它们都是在传统硅酸图17.12现代陶瓷的分类盐陶瓷基础上发展起米的新一代无机非金属材响较大的是体积变化。例如从a-石英转变为a料。现代陶瓷的分类如图17.1-2鳞石英时，体积要膨张12.7%。1.2陶瓷原料2)粘十.粘上的主要化学组成为S)2、AO3、Hh()、FeOh、TiO2等，是一种含水的钳1.2.1普通陶瓷普通陶瓷原料的主要成分是天然存在的石硅酸盐矿物，具有独特的可塑性与粘结性，调水英、粘土.和长石.可将它制成定粒度的粉后易塑造成形，烧成后变得致密坚硬。料，并按所要求的比例均匀混合。3)长石长石可分为四类：钠长石(N)1)石英石英的化学组成为S02,是一种A2026SiO2)、钾长右(K2(0A2036Si02）具有耐热性、抗蚀性、高硬度的物质，构成陶瓷钙长石(Ca0A12O32Si02)和钡长石(B0制品的件架。石英在加热过程中会发生多种晶格A()方2S(2)它在高温下为有粘性的熔融液类型的变化。晶型转化的结果.引起陶瓷体积、体，并能润湿粉体。冷却至室温后、可使粉体中密度、强度等一系列的变化，其中对制品质量影的各组分牢固地结合，成为致密的陶瓷制品。1514第7篇陶瓷模设计1.2.2现代陶瓷抗氧化性最强.，知HB、B、W和M出等。现代，瓷所用的人工合成原料人体可分为两通常用机械粉碎法和其他物理、化学方法，类：类是金属元素（主要是过渡金属元素）与将人二化合物粉碎为直径在1以下超细的粒碳、氮、硼和硅等非金闲元素的化合物：另一类状粉末，研究表明，粉末粒度越细，总表而积越是非金属元素硅、榭的氮化物，这两类原料主要大，烧结时的活性瘦会有所增加，不但可降低烧用米制造高温、高强度陶瓷结构件结温度还可制晶粒长大，使材料的强度和切性1)氧化物人合成的氧化物主要有也得到捉高。Al(3、1、CO、CO2、Mg)、Z)、U(h等，1.3日用陶瓷化学组成它们的熔点均为2000左右或更商2)碳化物属这一类的有、HC、W、1.3.1普陶IC、H、NC和ZC等，是高熔点的化合物、普指一般缸、盆、罐、坛、砂锅等粘土制3)氮化物卞要氨化物有IN、Si,M、AN品，产品胎质致密度差，吸水率较人，断面多为和N等，均是高熔点的化合物。其中的氮化深暗色、不透明。有足够的木透气性、热稳定性碉(BV)有两种晶型，即六方品型与立方品型，和耐热性，有较好的耐腐蚀性，机械强度高、六方氮化硼的结构、性能与石墨相似，硬度不可以满足日常牛活的需要，制品表面常施以土釉高，是唯易门于进行机械加的陶瓷，六方氨化或中等易熔的深色釉料酬在高温(15002000)和高生(6103-9普陶所用原料主要为粘十，并多为当地原10Pa)下会转变为立方氮化翻、立.方氮化料、有些)的坏料常用一种粘土或几种粘土配合硼的硬度接近金州石，是极好的耐磨材料而成，配料中加人老干瘠性物料（如磨细的粘土4)硅化物硅化物的格点在2000此左右，熟料或废陶，或细颗粒的石英砂)以诚少收缩。它在高温的氧化性气氛中有很强的抗氧化能力，时为了降低烧成温度，促使坯体致密，在坯料如McO2ZSi2等。中加人少量长石，我国些产区H用普陶坯料配5)醐化物硼化物的熔点均在2以上，方、化学组成见表17.11表17.1-1日用普陶还料配方和化学组成(%】化学纵成（质量分数）序号配方Si0.AL.OFeOT方CoMgOK2ONaO灼诚紫术节20、四什20、熟料1547.4433.203.861.530.431.551.240.4910.31)在15、三节15.大槽15缸土65、：节土10、碱i15254.5629.663.381.420.330.931.550.357.84熟料03黄华土50、黄土30、大背2053.7225.774.080.550.550.450.220.2212.62本山甲泥33.34、生白泥16.67、徽泥16.67介4甲泥61.2523.135.890.750.531.746.9516.67、东山甲泥16.67、外加熟料5-8白泥10065.923.050.990.1580.450.558.9乐莞二顺泥19、南海西樵黑泥65、三水大塘泥30、南海万在陶72.8617.231.720.340.451.465.9砂367瓦屋子粘士.50、李三冲门土5063.559.634.510.670,811.052.480.196.828李家湾料土0、李家湾粘上3071.1417.851.540.730.872.290.145.711.3,2精陶精陶。精陶坯体气孔率大，其有吸水性和透气一般将施有透明釉的白色多孔刷瓷制品称为性，一般硬质精陶吸水率为6%一15%（大部分第1章陶瓷模设计基础1515在9%左右)，软质精陶为15%一20%、强度比污染，故H用精陶制品均通体上釉。我国一些产瓷器低，敲击声沉哑。当吸收液休时、述体易被区日用精陶坏料配方、化学组成见表17.12，表17.1-2日用精陶坯料配方和化学组成(%)化学红成（质量分数）序另配方50,A1203Fe2O3CaO MgoKONazO入约诚大海大问砂62、化县红l砂1671.5818.570.340.600.491.776.24清远仓后砂、南海大问黑砂13h川蜡石粉30鞍岭漂泥30、内火山，漂泥10、259.982.35U.527.180.200.54行灰行1011.12北坦漂泥10#泥头10迹泥32苏州七28、木节士.4、70.04；20.140.430.320.271.87.08瓷h20石英11、长石5i英32、长作0、60.3428.630.470.770.141.300.717.82联粘士5、老十53片1蜡行粉15、北圳漂泥35、紫烊游泥15、鞍岭漂泥12、72.9217.301.811.330.321.496.04小京源泥“、烧石英151.3.3细陶采用氧化焰(11001200t)烧成：制品质地(1)宜兴紫砂坚细，又有一定吸水率(5%一7%)和透气性宜兴紫砂是用宜兴特产的有色粘土（紫泥、紫砂制作工艺精细，色彩多样，是一种特种工艺红泥、绿泥)单独经过风化、粉碎、捏练直接制陶。紫砂陶配方和化学组成见表17.1-3泥。多采用可塑法成形。一般制品内外不施釉，(2)荣月细陶表17.1-3宜兴紫砂陶配方和化学组成(%)化学组成（质景分数）料别配方Si(hAbOFeOTiOOMg()KONi(灼减紫砂陶(1)红批10063.9221.855.731.510.250.401.234.67紫炒陶(2)紫泥10056.025.88.080.030.700.540.720.257.80紫砂陶(3绿死10052.8531.713.070.980.5911.18