材料工艺学成型和干燥和1.pptx

第一节第一节 概述概述成成形形（formingforming）是是将将配配合合料料制制成成的的桨桨体体、可可塑塑泥泥团团、半半干干粉粉料料或或熔熔融融体体，经经适适当当的的手手段段和和设设备备变变成成一一定定形形状状制制品品的过程。的过程。基本上由两个步骤组成：基本上由两个步骤组成：第第一一步步是是使使可可流流动动变变形形的的物物料料成成为为所所需需要要形形状状,研研究究在在外外力力作作用用下下物物料料流流动动与与变变形形的的规规律律，这这也也是是流流变变学学研研究究的的内容。内容。第二步是通过不同的第二步是通过不同的机制机制使其使其定形定形。不不同同材材料料采采用用各各不不相相同同的的机机制制，大大致致有有以以下下几几种种体系：体系：1.1.各各种种无无机机胶胶凝凝材材料料浆浆体体（如如水水泥泥、石石灰灰、石石膏膏等等浆浆体体）是是由由胶胶凝凝材材料料和和水水作作用用，形形成成新新的的水化产物水化产物而使而使浆体固化浆体固化。2.2.陶陶瓷瓷泥泥料料的的可可塑塑成成形形；主主要要靠靠粘粘土土的的可可塑塑性性。3.3.陶陶瓷瓷泥泥浆浆(ceramic(ceramic slip)slip)：在在石石膏膏模模中中的的定定形形是是由由于于石石膏膏模模将将泥泥浆浆的的水水分分吸吸去去，随随后后通通过过干干燥燥进一步定形。进一步定形。4.4.压压制制的的坯坯料料：靠靠强强大大的的压压力力使使含含有有一一定定粘粘性性颗颗粒粒的的物物料料在在模模具具内内非非常常紧紧密密地地靠靠拢拢，使使制制品品具具有有一一定定强强度度，成成形形和和定定形形同同时时完完成成。陶陶瓷瓷成成形形只只提提供供一一个个半半成成品品强强度度，其其最最终终强强度度还还要要通通过过烧烧成成达达到。到。5.5.熔熔融融体体（如如玻玻璃璃、铸铸石石等等）的的定定形形：依依靠靠成成形形后后期期玻玻璃璃的的粘粘度度随随着着温温度度的的降降低低而而迅迅速速增增长长，以以致达到完全致达到完全“冻凝冻凝“的程度而定形。的程度而定形。第二节、触变性与反触变性第二节、触变性与反触变性 触触变变性性是是指指剪剪切切应应力力保保持持一一定定时时，表表观观粘粘度度将将随随着着剪剪切切应应力力作作用用的的持持续续时时间间而而减减小小，剪剪切切应应变变速速率率将将不不断断增增加加的的性性质质。具具有有这这种种性性质质的的材材料料为为正正触触变变材材料料。相相反反，表表观观粘粘度度随随着着应应力力作作用用的的时间而增加则称反触变性时间而增加则称反触变性。浆浆体体是是否否有有触触变变性性与与成成形形密密切切相相关关，具具有有正正触触变变性性的的泥泥浆浆在在搅搅拌拌时时粘粘度度小小，一一旦旦静静止止时时，粘粘度度不不断断增增大大，影影响响它它在在模模内内的的流流动动，严严重重时时会会管管道道堵塞。堵塞。第三节第三节 浆料的成形浆料的成形一、通性一、通性 过过程程是是浆浆体体在在模模具具中中流流动动，在在短短期期内内充充满满模模型型和和具具有有模模型型的的形形状状，经经脱脱水水（陶陶瓷瓷浆浆）或或水水化化（混混凝凝土土），使使其其成成为为自自重重下下不不致致变变形形的的坯坯体体，即即可可脱脱模模，后后经经继继续续干干燥燥或或水水化化过过程程变变成成接接近近完完全的固体全的固体。重重要要的的是是控控制制浆浆体体的的流流动动度度。流流动动度度差差的的浆浆体体成成形形速速度度慢慢，且且不不能能很很好好地地充充满满模模型型，影影响响产产品的品的产量和质量产量和质量。如如果果靠靠增增加加水水来来提提高高流流动动度度会会影影响响材材料料的的强强度度，增加增加脱水的困难脱水的困难，泥浆，泥浆容易沉淀容易沉淀。解解决决的的办办法法加加些些外外加加剂剂对对浆浆体体进进行行改改性性，使使在在含含水水率率较较低低的的情情况况下下达达到到较较高高的的流流动动度度，也也可可采采用用外加机械力外加机械力的的方法促使其流动方法促使其流动。二、混凝土浆体的密实成形二、混凝土浆体的密实成形 使使混合料混合料获得获得流动性流动性的的比较方便的方法比较方便的方法是是增加用水增加用水量，即增大水灰比量，即增大水灰比。缺点：缺点：1、使使混合料在运输混合料在运输、烧灌和密实成形过程、烧灌和密实成形过程中容易产生中容易产生离离析，在析，在密实成形以后还会严重的密实成形以后还会严重的泌水现象。泌水现象。2、水分蒸发水分蒸发以后，在混凝土以后，在混凝土内部遗留较多的孔隙内部遗留较多的孔隙，会严，会严重重降低混凝土的强度降低混凝土的强度及其他有关性能。及其他有关性能。由此可见，在混凝土的由此可见，在混凝土的成形和密实成形和密实之间存在着之间存在着矛盾矛盾，密实成形工艺就是在研究解决这一矛盾。密实成形工艺就是在研究解决这一矛盾。（一一）混混凝凝土土混混合合料料振振动动密密实实成成形形(vibro-casting)在在搅搅拌拌后后不不久久，水水泥泥的的水水化化反反应应尚尚处处初初期期，在在这这种种情情况况下下施施加加振振动动，颗颗粒粒不不断断受受到到冲冲击击力力的作用而的作用而引起引起颤动而形成流动颤动而形成流动成型成型。按振动方式可分为：按振动方式可分为：振动台、内部振动器、表面振动器振动台、内部振动器、表面振动器和附着式振动器和附着式振动器四种。四种。(二二)压制实形压制实形(compacting process)工艺，工艺，一般有一般有压制、压轧、挤压和振动加压、振动压扎、振压制、压轧、挤压和振动加压、振动压扎、振动挤压及振动模压动挤压及振动模压等方法。等方法。压制密实工艺制度包括压制密实工艺制度包括成形压力成形压力，压制延续时间压制延续时间及及加加压方式压方式。若成形大型制品，总压力可。若成形大型制品，总压力可达数千吨达数千吨。加压方式，一般有加压方式，一般有一次加压、二次或多次加压一次加压、二次或多次加压；单面加压和双面加压单面加压和双面加压等几种。等几种。双面加压双面加压可获得较均匀的结构，比单面加压可获得较均匀的结构，比单面加压效效果好果好。但加压机构较为。但加压机构较为复杂复杂。两次或多次两次或多次加压比一次加压加压比一次加压效果好效果好。已经。已经压实压实的制品的制品，不能，不能重复压制重复压制，经防止再次，经防止再次泌水泌水、表面表面粘皮、层裂及强度下降粘皮、层裂及强度下降。（三）离心脱水密实成形（三）离心脱水密实成形 离心密实成形是离心密实成形是流动性混凝土混合料成形流动性混凝土混合料成形工艺工艺中的一种中的一种机械脱水密实成形机械脱水密实成形工艺。工艺。它是用它是用离心力离心力将将混合料混合料挤向挤向模壁模壁，从而排出，从而排出空空气和多余的水分（气和多余的水分（20%30%），），使其密实并获使其密实并获得得较高的强度较高的强度。此种工艺适用于制造不同此种工艺适用于制造不同直径直径及及长度的管状制品，长度的管状制品，例如，例如，管材、电杆及管桩等管材、电杆及管桩等。1.1.离心混凝土离心混凝土（contrifugal concretecontrifugal concrete）的结构形成：）的结构形成：2.离心制度的确定离心制度的确定（1）离心速度）离心速度离心速度一般按离心速度一般按慢、中、快三档慢、中、快三档速度变化。速度变化。慢速为布料阶段慢速为布料阶段，其主要目的是在离心力的作用，其主要目的是在离心力的作用下，使混合料均匀并初步面形。下，使混合料均匀并初步面形。一般一般80150r/min 中速则为必要的过渡阶段中速则为必要的过渡阶段，不仅是由慢速到快速，不仅是由慢速到快速的调速过程，而且还可以继续布料及缓和增速的的调速过程，而且还可以继续布料及缓和增速的过程中达到减弱内外分层的目的。过程中达到减弱内外分层的目的。一般一般250400r/min。快速成为密实阶段快速成为密实阶段，其主要目的是在离心力的作，其主要目的是在离心力的作用下使混合料充分密实。用下使混合料充分密实。一般一般400900r/min。（2）离心延续时间）离心延续时间一般由一般由实验实验来确定，其延续时间来确定，其延续时间长短长短，对制品质量的影对制品质量的影响起响起较大作用较大作用。慢速时间的确定慢速时间的确定：随随管径大小和投料方式管径大小和投料方式而变化，而变化，一一 般控制在般控制在25min。快速时间的确定：快速时间的确定：是混凝土是混凝土密实结构密实结构形成的形成的关键阶段关键阶段，快速延续快速延续时间一般为时间一般为1525min。中速时间的确定中速时间的确定：中速时间的确定应：中速时间的确定应尽量减小甚至克尽量减小甚至克服离心力服离心力的的突增突增，使，使混合料混合料能很好地能很好地分布就位分布就位，提高制，提高制品的品的密实度和抗渗性密实度和抗渗性。中速时间一般控制在中速时间一般控制在25min。三、陶瓷注浆成型三、陶瓷注浆成型（一）注浆成形工艺原理（一）注浆成形工艺原理1.注浆成形基本方法注浆成形基本方法:分分空心注浆空心注浆（hollow casting）和）和实心注浆实心注浆（solid casting）两种。）两种。空心注浆空心注浆适用于适用于浇注薄壁制品浇注薄壁制品，如，如陶瓷坩埚陶瓷坩埚、花瓶花瓶等。等。实心注浆实心注浆又称又称双面注浆双面注浆。模型从。模型从两面吸取泥浆两面吸取泥浆中中的水分，直到的水分，直到模心内腔吸满模心内腔吸满为止，脱模后是一为止，脱模后是一个个实心的物体实心的物体。强化注浆的方法：强化注浆的方法：为为缩缩短短模模型型吸吸浆浆时时间间，提提高高成成坯坯的的质质量量，常常采采用用压压力力注注浆浆、离离心心注注浆浆、真真空空注注浆浆等等几几种强化注浆法。种强化注浆法。（二）注浆成形对泥浆的要求（二）注浆成形对泥浆的要求(1)流动性好。流动性好。可充分流注到可充分流注到模型的各个部位模型的各个部位。(2)稳定性好。稳定性好。久置后各组分久置后各组分颗粒不全沉淀颗粒不全沉淀。(3)具有适应的触变性具有适应的触变性。太大太大，则易，则易静止稠化，不便浇注静止稠化，不便浇注。而触变性而触变性太小太小，则，则生坯易软塌生坯易软塌。(4)含水量要少。含水量要少。可缩短注浆时间可缩短注浆时间，增加，增加坯体的强度坯体的强度，降降低干燥收缩低干燥收缩，缩短生产周期缩短生产周期，延长石膏模，延长石膏模的使用寿命的使用寿命。(5)滤过生能好。滤过生能好。使泥浆中的水分能顺利地通过附着在模使泥浆中的水分能顺利地通过附着在模型壁上的泥层而被模型吸收。一般可通过改变泥浆中瘠型壁上的泥层而被模型吸收。一般可通过改变泥浆中瘠性原料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。性原料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。(6)形成的坯体要有足够的强度。形成的坯体要有足够的强度。（四）模具（四）模具 注注浆浆成成形形主主要要依依靠靠多多孔孔模模具具的的脱脱水水作作用用，所所以以，模模具具（mould）的的好好坏坏在在成成形形中中起起很很重重要要的的作作用用。常常压压浇浇注注用用的的石石膏膏模模具具是是由由半半水水石石膏膏（CaSO41/2 H2O）加加适量的水适量的水调成调成石膏浆石膏浆，经，经浇注、硬化、干燥而制成浇注、硬化、干燥而制成的。的。压压力力注注浆浆要要求求模模具具有有较较高高的的强强度度，特特别别是是高高压压注注浆浆，一般一般石膏模子石膏模子强度不够，要用特制的强度不够，要用特制的微孔树脂模具微孔树脂模具。第四节第四节 玻璃熔体的成形与退火玻璃熔体的成形与退火 玻璃熔体的成形方法有玻璃熔体的成形方法有压制法压制法（制水杯、烟缸等）、（制水杯、烟缸等）、压延法压延法（压花玻璃等）、（压花玻璃等）、浇铸法浇铸法（光学玻璃、熔铸耐火（光学玻璃、熔铸耐火材料、铸石等）、材料、铸石等）、吹制法吹制法（瓶罐等空心球）、（瓶罐等空心球）、拉制法拉制法（窗用玻璃、玻璃管、玻璃纤维等）、（窗用玻璃、玻璃管、玻璃纤维等）、离心法（离心法（玻璃棉玻璃棉等）、等）、喷吹法（喷吹法（玻璃珠、各种耐火空心球）、玻璃珠、各种耐火空心球）、浮法（浮法（板板玻璃等）玻璃等）、焊接法、焊接法（仪器玻璃）等。（仪器玻璃）等。成形后的制品都存在着成形后的制品都存在着复杂的热应力复杂的热应力，要经，要经退火工序退火工序才能消除才能消除。本节着重介绍玻璃的本节着重介绍玻璃的成形性质成形性质、成形制度的、成形制度的制定、压制定、压制、吹制、拉制、浮法制、吹制、拉制、浮法等等重要成形方法和玻璃的退火重要成形方法和玻璃的退火。一、玻璃的主要成形性质一、玻璃的主要成形性质（一）粘度：（一）粘度：利用利用玻璃粘度玻璃粘度随随温度变化温度变化的的可逆性可逆性，可以在成，可以在成形过程中形过程中多次加热玻璃多次加热玻璃，使之反复达到所需的，使之反复达到所需的成成形粘度形粘度，可进行局部的，可进行局部的反复加工反复加工，以，以制造复杂的制造复杂的制品制品。（二）表面张力（二）表面张力 玻璃液的玻璃液的表面张力表面张力使自由的使自由的玻璃液滴玻璃液滴成为成为球球形形；可不用模型可不用模型吹制中能自然得到吹制中能自然得到圆形圆形；在；在烘口烘口时，表面张力能使时，表面张力能使边缘变圆边缘变圆，（三）弹性（三）弹性 在成形的低温阶段，弹性的作用在成形的低温阶段，弹性的作用更明显更明显。弹。弹性性大的玻璃大的玻璃（即较小的应力较大的应变）能（即较小的应力较大的应变）能抵抗抵抗较大的温度差较大的温度差，可，可减少缺陷的发生减少缺陷的发生。三、吹制成形（三、吹制成形（blow process）分人工吹制和机械吹制。人工吹制因分人工吹制和机械吹制。人工吹制因产量低产量低，劳动强度劳动强度大大，目前除，目前除吹制少量工艺美术品吹制少量工艺美术品和和少量大件产品外少量大件产品外已很已很少用，而以各种自动化机械吹制为主。少用，而以各种自动化机械吹制为主。四、拉制成形（四、拉制成形（drawing process）：此法适用于成形各种）：此法适用于成形各种板材和板材和管材。管材。（一）平板玻璃的（一）平板玻璃的垂直拉制垂直拉制法法 20世纪初世纪初比利时人比利时人弗克弗克发明平板玻璃发明平板玻璃有糟引上法有糟引上法，后来美国发，后来美国发展为展为无槽垂直引上法无槽垂直引上法。1972年年日本日本旭玻璃公司旭玻璃公司改造为改造为对辊法，对辊法，见见图。它们的基本原理大致相同图。它们的基本原理大致相同。（二）玻璃管的拉制（二）玻璃管的拉制 玻玻璃璃管管的的拉拉制制分分水水平平拉拉制制和和垂垂直直引引上上（或或引引下）两类方法。下）两类方法。水水平平拉拉制制见见示示意意图图。此此法法可可拉拉制制外外径径270mm的的玻玻璃璃，主主要要用用以以生生产产日日光光灯灯、霓霓红红灯灯等和薄壁玻璃等和薄壁玻璃管。管。五、浮法生产平板玻璃五、浮法生产平板玻璃 浮法是指浮法是指玻璃液漂浮玻璃液漂浮在在熔融金属表面熔融金属表面上生产上生产平板玻璃平板玻璃的方法。它是英国的方法。它是英国皮而金顿皮而金顿公司经公司经30年的研究，在年的研究，在1959年进入工业生产的。年进入工业生产的。优点优点：玻璃质量高玻璃质量高（接近或相当于机械磨光玻璃），（接近或相当于机械磨光玻璃），产量大，产量大，拉引速度快，拉引速度快，厚度厚度可控制在可控制在1.730mm。宽度目。宽度目前可达前可达5.6m，便于生产，便于生产自动化自动化。浮法玻璃的问世是世界。浮法玻璃的问世是世界玻璃生产史上的一次玻璃生产史上的一次重大变革重大变革，它正在取代，它正在取代平板玻平板玻璃的璃的其他生产方式。其他生产方式。浮法玻璃的成形原理：浮法玻璃的成形原理：是让处于是让处于高温熔融状态高温熔融状态的的玻璃液浮玻璃液浮在比它在比它重的金属液表面上，受重的金属液表面上，受表面张力作用表面张力作用使玻使玻璃具有璃具有光洁平整光洁平整的表面，并在其后的冷却的表面，并在其后的冷却硬化过程中加以保持，则能生产出接近于硬化过程中加以保持，则能生产出接近于抛光表面的抛光表面的平板玻璃。平板玻璃。下图为生产示意图。浮法玻璃的生产原理下图为生产示意图。浮法玻璃的生产原理看似简单看似简单，它是在，它是在解决解决了了一系列技术问题一系列技术问题后才得以实现的。后才得以实现的。（一）浮抛介质的选择（一）浮抛介质的选择用作玻璃的浮抛金属液必须具备以下条件：用作玻璃的浮抛金属液必须具备以下条件：1.1.在在10501050o oC C温度下温度下的的密度要大于玻璃。密度要大于玻璃。2.2.金属熔点低于金属熔点低于600600o oC C，沸点高于沸点高于10501050o oC C，10001000 o oC C左右左右的的蒸气压应蒸气压应尽可能低尽可能低。3.3.在在10001000 o oC C左右左右温度下，温度下，不与玻璃不与玻璃发生发生化学反应化学反应。能满足以上条件的金属能满足以上条件的金属镓、铟、锡镓、铟、锡三种，其中三种，其中锡最便锡最便宜、无毒宜、无毒，所以选用，所以选用锡液作为浮抛介质。锡液作为浮抛介质。但它易被氧化成但它易被氧化成SnOSnO、SnOSnO2 2、或与硫反应生成、或与硫反应生成SnSSnS，所，所以，要用以，要用还原性气体进行保护还原性气体进行保护，一般用，一般用氮气加氢气氮气加氢气作为作为保护气体，保护气体中即使有保护气体，保护气体中即使有很微量的氧很微量的氧都会使都会使锡液恶锡液恶化化，导致玻璃下表面产生，导致玻璃下表面产生雾点、沾锡、彩虹雾点、沾锡、彩虹等缺陷。等缺陷。（二）玻璃厚度的控制（二）玻璃厚度的控制 如如何何控控制制玻玻璃璃厚厚度度是是浮浮法法生生产产平平板板玻玻璃璃的的关关键键。生生产产厚厚度度大大于于6mm的的玻玻璃璃比比较较容容易易，主主要要是是限限制制玻玻璃璃带带自自由由变变宽宽，在在锡锡槽槽摊摊平平抛抛光光区区设设石石墨挡边器墨挡边器来来限制限制玻璃玻璃宽度宽度。如如果果同同时时加加大大玻玻璃璃液液供供给给量量，并并调调整整拉拉引引速速度度，就可以生产，就可以生产630mm厚的玻璃厚的玻璃。生产厚度生产厚度小于小于6mm的各种的各种玻璃比较困难。玻璃比较困难。因为玻璃在锡液上因为玻璃在锡液上自由摊平自由摊平，有一个，有一个平衡厚度平衡厚度。即使更加大拉力，厚度变化也即使更加大拉力，厚度变化也不大不大，但宽度却，但宽度却大大减小大大减小。如拉力过大，玻璃带会被如拉力过大，玻璃带会被拉断拉断。要解决浮法玻璃拉薄问题，首先要了解有关要解决浮法玻璃拉薄问题，首先要了解有关平衡厚度平衡厚度和和表面张力的增厚作用表面张力的增厚作用，才能了解浮，才能了解浮法玻璃法玻璃拉薄拉薄的方法。的方法。1.浮法玻璃的平衡厚度浮法玻璃的平衡厚度高温锡液面上的高温锡液面上的玻璃液（玻璃液（1050oC），在，在没有外力作用没有外力作用的的条件下，条件下，重力和表面张力重力和表面张力达到平衡时达到平衡时玻璃带的玻璃带的厚度有一厚度有一个固定值，称为个固定值，称为平衡厚度平衡厚度，约，约为为7mm，见图。在有拉引，见图。在有拉引力的作用下，玻璃的厚度力的作用下，玻璃的厚度小于小于7mm，约为，约为5.76.3mm，6.3mm厚度厚度称为在称为在有拉引力作用下有拉引力作用下的平衡厚度。的平衡厚度。2.玻璃表面张力的增厚作用玻璃表面张力的增厚作用 浮浮在在锡锡液液上上的的玻玻璃璃带带，横横向向没没有有约约束束力力，当当纵纵向向拉拉力力增加时，增加时，宽度缩小宽度缩小，而，而厚度改变厚度改变不大。不大。即即使使利利用用拉拉边边器器暂暂时时保保持持宽宽度度，玻玻璃璃带带短短期期被被拉拉薄薄，随随后后又又会会在在表表面面张张力力的的作作用用下下，缩缩小小宽宽度度，厚厚度度又又回回到到平衡厚度平衡厚度，这就是表面张力的，这就是表面张力的增厚作用增厚作用。只只有有当当玻玻璃璃的的温温度度下下降降到到使使粘粘度度达达到到105PaS左左右右，这这种种增增厚厚作作用用才才会会大大大大减减弱弱。这这是是由由于于温温度度降降低低使使玻玻璃璃的的粘粘度度迅迅速速增增大大，而而表表面面张张力力则则增增加加不不多多，巨巨大大的的粘粘滞滞力力使使表表面面以以发发挥挥作作用用，因因此此，当当有有拉拉边边器器作作用用时时，在在强强大的拉力下就可使大的拉力下就可使玻璃变薄。玻璃变薄。（三三）浮浮法法成成形形的的工工艺艺制制度度徐徐冷冷法拉薄成形工艺图法拉薄成形工艺图（右）（右）（1）玻玻璃璃液液通通过过坎坎式式宽宽流流槽槽（spout）流流入入锡锡槽槽，温温度度约约1100 oC。（2）摊摊 平平 抛抛 光光 区区，温温 度度 在在1050900 oC，玻玻 璃璃 液液 粘粘 度度 为为102.7103.2Pas。连连续续均均匀匀流流入入锡锡槽槽的的玻玻璃璃液液浮浮在在锡锡液液表表面面，摊摊平平并并被被抛抛光光，摊摊平平抛抛光光过过程程所所需需的的时间约为时间约为2min。（3）徐徐冷冷区区，温温度度由由900 oC降降至至 850 oC，玻玻 璃璃 液液 粘粘 度度 从从103.2Pas变为变为104.25Pas。（4）拉薄区：）拉薄区：温度从温度从850 oC降至降至700 oC，玻璃液粘度下降。在该粘玻璃液粘度下降。在该粘度下，表面张力使玻璃度下，表面张力使玻璃变变厚作用厚作用已已不明显不明显，受拉力，受拉力作用玻璃作用玻璃易于伸展变薄易于伸展变薄，且且厚度、宽度几乎按比例厚度、宽度几乎按比例减小。减小。玻璃带在该区形成了一个玻璃带在该区形成了一个收缩过渡段收缩过渡段，或称为，或称为变形变形区。区。拉边辊拉边辊都设在此区。都设在此区。（5）硬化区：）硬化区：温度从温度从700 oC降至降至650600 oC，玻璃的粘度迅速增加，使玻璃的粘度迅速增加，使其能在其能在保持原状保持原状情况下被情况下被拉拉出锡槽进入退火窑出锡槽进入退火窑。如锡槽如锡槽出口温度偏高出口温度偏高，则玻，则玻璃带在被引上璃带在被引上转动辊转动辊时，会时，会出现出现塑性变形塑性变形。反之，如反之，如温度过低温度过低，则会，则会断断板板，并使锡液的，并使锡液的氧化加剧氧化加剧。六、玻璃的退火六、玻璃的退火（一）定义与目的（一）定义与目的消消除除玻玻璃璃制制品品在在成成形形或或热热加加工工后后残残留留在在制制品品内内的的永永久久应应力力的过程称为的过程称为退火退火。其其目目的的是是防防止止炸炸裂裂和和提提高高玻玻璃璃的的机机械械强强度度。熔熔铸铸耐耐火火材材料和铸石料和铸石等等成形后也都要成形后也都要经过退火经过退火。（二）玻璃的热应力（二）玻璃的热应力玻玻璃璃中中由由于于温温差差而而产产生生的的内内力力称称为为热热应应力力，按按其其特特点点分分暂时应力暂时应力和和永久应力永久应力。（三）玻璃中应力的消除（三）玻璃中应力的消除玻玻璃璃在在应应变变点点附附近近属属粘粘弹弹性性体体（伯伯格格斯斯体体），既既具具有有弹弹性性也具有也具有粘性粘性，因此，因此，应力，应力可以得到可以得到消除（松弛）消除（松弛）。（四）各种玻璃的允许应力（四）各种玻璃的允许应力事事实实上上，在在玻玻璃璃中中完完全全消消除除永永久久应应力力不不可可能能的的，因因为为在在应应变变点点附附近近降降温温时时，制制品品内内外外不不可可能能一一点点没没有有温温差差。只只要那时要那时温差温差存在，到存在，到完全冷却后完全冷却后或多少会或多少会存在永久应力。存在永久应力。可可根根据据制制品品用用途途不不同同，制制定定一一个个允允许许存存在在永永久久应应力力的的标标准准。据据此此标标准准来来掌掌握握退退火火要要求求。允允许许数数值值小小的的制制品品（如如光光学学玻玻璃璃）退退火火要要特特别别精精细细，保保温温时时间间要要长长，冷冷却却速度要速度要很慢很慢。（五）玻璃的退火工艺制度（五）玻璃的退火工艺制度（1 1）玻玻璃璃的的最最高高退退火火温温度度是是指指在在此此温温度度下下经经过过3 3分分钟钟能能消消除除应应力力95%95%，一一般般由由相相当当于于退退火火点点的的温温度度也也叫叫退退火上限温度火上限温度；最最低低退退火火温温度度是是指指在在此此温温度度下下经经3 3分分钟钟只只能能消消除除应应力力5%5%，也叫，也叫退火下限温度退火下限温度。最高退火温度至最低退火温度之间最高退火温度至最低退火温度之间称为称为退火温度范围退火温度范围。大部分器皿玻璃大部分器皿玻璃最高退火最高退火温度为温度为5502055020o oC C；第五节第五节 可塑成形可塑成形 可可塑塑成成形形是是一一种种古古老老的的成成形形方方法法，我我国国古古代代采采用用手手工工拉拉坯坯制制造造陶陶瓷瓷制制品品，就就是是最最原原始始的的可可塑塑法。法。常用可塑成形方法有：常用可塑成形方法有：挤挤压压法法（粘粘土土砖砖、各各种种陶陶瓷瓷制制品品以以及及某某些些水水泥泥制制品品）；车车坯坯法法（电电瓷瓷）；湿湿压压法法（包包括括旋旋坯坯法法、滚滚压压法法、冷冷模模湿湿压压法法等等生生产产各各种种日日用用陶陶瓷瓷）；手手拉坯拉坯（工艺美术品）等。（工艺美术品）等。挤压成形：挤压成形：将塑性泥料将塑性泥料投入真空挤压成形机，泥投入真空挤压成形机，泥料在料在螺旋或活塞螺旋或活塞的挤压下的挤压下不断向前，经不断向前，经机头的模具机头的模具不断挤出不断挤出，其形状决定于，其形状决定于模具的内部形状模具的内部形状。挤制的压力主要决定于挤制的压力主要决定于机头机头喇叭口的锥度喇叭口的锥度。为挤出的泥段或坯体为挤出的泥段或坯体表面光滑、质量均匀，出表面光滑、质量均匀，出口处有一段口处有一段定形带定形带，其长，其长度度L根据出口直径根据出口直径d而定，而定，一般一般L=（22.5）d。若过。若过长，则长，则内应力增加，容易内应力增加，容易出现纵向裂纹出现纵向裂纹。旋坯成形旋坯成形旋坯成形的设备是旋坯成形的设备是辘轳旋压辘轳旋压机机，其成形过程见图。它是，其成形过程见图。它是将将定量泥定量泥料置于料置于石膏模内石膏模内，利用利用型刀型刀进行旋压成形。进行旋压成形。模内泥料受型刀模内泥料受型刀挤压和剪切挤压和剪切作用，坯泥沿作用，坯泥沿石膏模型石膏模型工作工作面形成所需形状的面形成所需形状的坯体坯体。此方法主要适用于此方法主要适用于生产碗、生产碗、盘碟及陶器的缸、盆、罐、盘碟及陶器的缸、盆、罐、坛等制品，其特点是生产效坛等制品，其特点是生产效率高。率高。滚滚压压成成形形：是是从从旋旋坯坯成成形形发发展展而来的。而来的。它它是是把把型型刀刀改改为为滚滚压压头头。滚滚压压头头和和模模型型各各自自绕绕定定轴轴转转动动，将将投投放放在在模模型型内内的的塑塑性性泥泥料料延延展展压压制制成成坯坯体体，而而坯坯体体的的外外形形和和尺尺寸寸完完全全取取决决于于滚滚压压头头与与模模面面所形成的所形成的“空腔空腔”。滚滚压压法法可可分分阳阳模模滚滚压压和和阴阴模模滚滚压压。滚滚压压成成形形与与旋旋坯坯成成形形相相比比，其优点：其优点：坯坯体体致致密密度度高高，机机械械强强度度大大，变变形形较较小小，劳劳动动强强度度低低，易易于于机械化、自动化生产机械化、自动化生产。第六节第六节 粉料压制成形粉料压制成形压制成形是将压制成形是将粉状粉状的的坯料坯料在在钢模中钢模中压成致密坯体压成致密坯体的一种的一种成形方法。成形方法。墙地砖、外墙砖、无线电瓷中的波墙地砖、外墙砖、无线电瓷中的波段开关定动片、微调电动器动片、段开关定动片、微调电动器动片、电子管座瓷及日用瓷中的平盘电子管座瓷及日用瓷中的平盘等都等都是采用是采用压制成形压制成形的。的。耐火材料生产中地耐火材料生产中地大量采用压制法。大量采用压制法。压制成形的坯料压制成形的坯料水分少，压力大水分少，压力大，因而因而坯体较致密，收缩较小坯体较致密，收缩较小、形状、形状准确准确。压制成形。压制成形工艺较简单，生产工艺较简单，生产效率高、缺陷少效率高、缺陷少，便于连续化，机便于连续化，机械化和自动化生产。械化和自动化生产。第七节第七节 粒粒 化化工工业业生生产产上上的的粒粒化化过过程程，从从广广义义上上讲讲，泛泛指指将将粉粉体体（或或浆浆液液）加加工工形形状状和和尺尺寸寸都都比比较较匀匀整整的的球球块块的的机机械械过过程程。颗颗粒粒大大小小根根据据用用途途而而不不同同，一一般般限限制制在在50mm以以下下，最最小约小约0.3mm。粉体粒化的意义在于：粉体粒化的意义在于：能能保保持持混混合合物物的的均均匀匀度度在在贮贮存存、输输送送与与包包装装时时不不发发生生变化；变化；有有利利于于改改善善物物理理化化学学反反应应的的过过程程（包包括括固固气气、固固液、固固的相互反应）；液、固固的相互反应）；可以提高物料可以提高物料流动性流动性，便于，便于输送与贮存输送与贮存；大大减少大大减少粉尘飞扬粉尘飞扬；扩大微粉状原料扩大微粉状原料适用范围适用范围；便于便于计量计量以及满足以及满足商业上要求商业上要求等。等。影响粉料颗粒级配的因素很多，如影响粉料颗粒级配的因素很多，如料浆含料浆含水率、料浆粘度、供料压力、喷嘴孔径水率、料浆粘度、供料压力、喷嘴孔径等。等。料浆料浆含水率含水率或或流动性流动性曾加，会促进料曾加，会促进料浆雾浆雾化化并产生并产生较小的粉粒较小的粉粒。料浆料浆粘度大粘度大，会产生，会产生大的颗粒大的颗粒。喷嘴。喷嘴直径直径大大显然显然颗粒大颗粒大，因此喷嘴如果，因此喷嘴如果磨损磨损，要，要及及时更换时更换。实验证明，在相同的条件下，干燥塔实验证明，在相同的条件下，干燥塔直径直径越大越大，则，则颗粒越大颗粒越大。第七章第七章 脱水与干燥脱水与干燥在生产过程中，在生产过程中，原料或半成品原料或半成品中常含有中常含有高于高于工艺要求的工艺要求的水分，要水分，要脱去其中的水分，以满足生产工艺的要求。脱去其中的水分，以满足生产工艺的要求。脱水脱水（dehydrationdehydration）的方法一般有）的方法一般有三种三种。一是根据水和物料的密度不同实现一是根据水和物料的密度不同实现重力脱水重力脱水；二是用二是用机械的方法机械的方法实现脱水；实现脱水；三是用三是用加热加热的方法使物料的水分蒸发，达到脱水的目的。的方法使物料的水分蒸发，达到脱水的目的。用用加热的方法加热的方法达到除去物料中部分达到除去物料中部分物理水分的过程物理水分的过程称之称之为为干燥干燥(drying)(drying)，也叫，也叫烘干烘干。干燥干燥过程是一个过程是一个物理过程物理过程，方法有两种，方法有两种：自然干燥和人工干燥。自然干燥和人工干燥。人工干燥的加热方式有人工干燥的加热方式有外热源法和内热源法外热源法和内热源法两种类型。两种类型。外外热热源源法法是是指指在在物物料料的的外外部部对对物物料料表表面面加加热热，使使物物料料受受热，水分蒸发，而得以热，水分蒸发，而得以干燥干燥。外热源法的加热方式有以下三种：外热源法的加热方式有以下三种：（1）对对流流加加热热 通通常常用用热热气气或或热热烟烟气气作作为为提提质质以以对对流流的的方式对物料表面进行加热；方式对物料表面进行加热；（2）辐辐射射加加热热 利利用用红红外外灯灯、灼灼热热金金属属或或高高温温陶陶瓷瓷表表面面产生的红外线产生的红外线，对物料表面进行加热；，对物料表面进行加热；（3）对对流流-辐辐射射加加热热 是是上上述述两两种种加加热热方方式式的的综综合合，既既有有对物料表面进行加热；对物料表面进行加热；内内热热源源法法就就是是将将湿湿物物料料放放在在高高频频交交变变的的电电磁磁场场中中或或微微波波场场中中，使使物物料料本本身身的的分分子子产产生生剧剧烈烈的的热热运运动动而而发发热热，或或使使交交变变电电流流通通过过物物料料而而产产生生热热量量，物物料料中中水水分分蒸蒸发发，物物料本身得以干燥。料本身得以干燥。二、物料干燥过程二、物料干燥过程物料干燥包括物料干燥包括加热、外扩散和内扩散加热、外扩散和内扩散三个过程。三个过程。首先将料加热的过程。首先将料加热的过程。物料受热后，当其表面的水蒸气分压大于干物料受热后，当其表面的水蒸气分压大于干燥介质中的水蒸气分压时，物料燥介质中的水蒸气分压时，物料表面的水分向干表面的水分向干燥介质中扩散（蒸发），燥介质中扩散（蒸发），这个过程称为这个过程称为外扩散外扩散。随着干燥的进行，物料内部和表面之间的水随着干燥的进行，物料内部和表面之间的水分分浓度平衡浓度平衡就会被破坏，物料内部的水分浓度就会被破坏，物料内部的水分浓度大大于物料表面的水分浓度。在这个于物料表面的水分浓度。在这个浓度差浓度差的作用下，的作用下，物料物料内部的水分向物料表面迁移内部的水分向物料表面迁移，这个过程称为，这个过程称为内扩散过程（湿扩散）内扩散过程（湿扩散）。三、制品在干燥过程中的收缩与变形三、制品在干燥过程中的收缩与变形 陶瓷和耐火材料等坯体在干燥过程中的自由水排除陶瓷和耐火材料等坯体在干燥过程中的自由水排除阶段，随着阶段，随着水分的排除水分的排除，物料颗粒物料颗粒相互靠拢相互靠拢，产生，产生收缩收缩使制品产生使制品产生变形变形。如果如果收缩收缩相对较大，这样就使相对较大，这样就使内部受到内部受到压应力压应力而而表表面受到面受到张应力张应力，当张应力超过材料的极限抗拉强度时，当张应力超过材料的极限抗拉强度时，就产生就产生开裂开裂，不均匀收缩不均匀收缩往往造成往往造成制品变形和开裂制品变形和开裂。为了防止制品在干燥过程中的为了防止制品在干燥过程中的变形和开裂变形和开裂，应限制，应限制制品制品中心与表面的水分差中心与表面的水分差，必须，必须严格控制干燥速率严格控制干燥速率。常用的脱水设备和干燥设备常用的脱水设备和干燥设备