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)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：

　　①吸力，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(wèn)引力的主要來(lái)源。

　　②斥力，在水介質(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(shí)，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(gè)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(shuō)這種氧化鋯陶瓷泥團(tuán)具有良好的可塑性。力很小時(shí)，應(yīng)力σ與ε應(yīng)變占呈直線(xiàn)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(guò)礦則出現(xiàn)不可逆的假塑性變形。被稱(chēng)之為流動(dòng)極限或屈服極限。應(yīng)力超過(guò)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(guò)σρ泥團(tuán)開(kāi)裂破壞。此時(shí)的應(yīng)變值為艿ερ成形時(shí)，希望泥團(tuán)長(zhǎng)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(gè)參數(shù)對(duì)泥團(tuán)成形是重要的一是屈服極限σρ另一個(gè)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(guò)程中不出現(xiàn)裂紋。常用“σγχερ”來(lái)評(píng)價(jià)泥團(tuán)的成形能力。不同的可塑成形方法對(duì)這兩個(gè)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(lái)說(shuō)，氧化鋯陶瓷原料本身是不能改變的因素。陽(yáng)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(huì)聚集。降低粒度，比表面積增加，也可增加陽(yáng)離子交換能力。同時(shí)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(yáng)離子價(jià)數(shù)來(lái)考慮，三價(jià)陽(yáng)離子價(jià)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(gè)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(jià)陽(yáng)離子次之，一價(jià)陽(yáng)離子最小。在一價(jià)陽(yáng)離子中，氫是一個(gè)例外。因?yàn)樗鼘?shí)際上是一個(gè)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(yáng)離子時(shí)，其可塑性的順序和陽(yáng)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(shí)，泥團(tuán)才有最大的可塑性。一般來(lái)說(shuō)，水膜厚度為0.2mm時(shí)泥團(tuán)的可塑性最高。
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