【文章內(nèi)容簡介】 加熱至相變溫度以上保溫，然后急冷使其發(fā)生逆相變產(chǎn)生較大的相變內(nèi)應(yīng)力，導致原料變脆并散裂成小塊。 ?精選 是指對原料進行分離、提純，除去原料中的各種雜質(zhì) (尤是含鐵雜質(zhì) )，使之在化學組成、礦物組成、顆粒尺寸等方面更符合對原料的質(zhì)量要求。 ?通常用分級 (水選、風選、篩選等 )、磁選、超聲波選等方法去除原料中的粗粒雜質(zhì) (如砂礫、硫鐵礦、草根、樹皮等 )。 ?2．第二階段 —— 混合制備 混合制備又分幾個工藝環(huán)節(jié)： ? (1)細粉碎對于普通陶瓷的生產(chǎn)，國內(nèi)采用萬孔篩 (250目、 61μm)來控制坯料粒度；國外要求的更細，一般過325目篩 (44vμm)。 ? (2)泥漿的脫水采用濕法粉碎得到的泥漿，含水量約 ω水為 60％，不能直接用于成形，需脫水。采用機械脫水可得到含水量 ω水為 20％～ 25％的坯料，熱風脫水可得到含水量 ω水在 8％以下的坯料。 ?機械脫水可采用壓濾機，也稱榨泥機。 ?壓濾時，水通過泥層和濾布濾出。 熱風脫水 (噴霧干燥 )指泥漿經(jīng)一定的霧化裝置分散成霧狀細滴，在干燥塔內(nèi)經(jīng)熱交換，將霧滴中的水分蒸發(fā)，得到含水量 ω水 8％具有一定粒度的球形粉料過程。采用熱風脫水可兼有造粒的功能，故在陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。 ?(3)造粒這里所指的造粒是將微細陶瓷粉料制備成具有一定粒度的坯料用粉體，使其適于干壓或半干壓成形工藝。具體方法在第二章中已有詳細介紹。 ? (4)陳腐 (陳化 ) 又俗稱困料 ?指將泥坯放在陰暗而濕度大的室內(nèi) (20～ 30℃ )貯存一段時問，以改善其性能的措施。 ?坯泥經(jīng)陳腐后，水分因擴散而分布得更加均勻，且在水和電解質(zhì)的作用下粘土顆粒充分水化和離子交換，非可塑性礦物發(fā)生水解，變?yōu)檎惩廖镔|(zhì)； ?在細菌的作用下，有機物發(fā)酵或腐爛，變成腐植酸類物質(zhì)，一些氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的氣體擴散，促使泥料松散均勻，提高可塑性，減少由擠泥機中擠壓出時產(chǎn)生的層裂，因而降低坯件在成形及干燥時的破損率。 ?(5)練泥及真空處理 ?練泥是指捏練泥料以改善其性質(zhì)的方法。 ?從壓濾機上得到的泥餅，外硬內(nèi)軟，泥料中的各組分混合也不均勻，必須經(jīng)過練泥。練泥可分為兩個步驟： ?第一步是用捏練機或簡單的臥式雙滾軸練泥機 (不抽真空 )先將泥料進行捏練； ?第二步才放到真空練泥機中再排除空氣。也有用一種既將泥料捏練均勻又將空氣排除的真空練泥機，通過螺旋桿攪拌擠制泥料并真空脫氣。經(jīng)真空脫氣處理后，可提高制品強度 15％～ 20％。 ? (二 )坯體成形 ?陶瓷產(chǎn)品的成形是將泥坯料加工成所要求的形狀和尺寸的均質(zhì)坯體。 ?陶瓷產(chǎn)品的品種很多，形狀相差懸殊，不同種類的陶瓷產(chǎn)品其坯料性能和制備工藝也不相同，因此應(yīng)根據(jù)制品形狀和要求選擇最佳的成形方法。普通陶瓷制品按坯料的性能及其成形方法可分為三類： ? (1)注漿成形 是將含水量 ω水 為 30％～ 45％的坯體漿料在石膏模中澆注成形。用石蠟調(diào)成的瘠性料漿，則需加熱加壓注漿成形。 ? (2)可塑成形 是將含水量 ω水 為 16％～ 25％的塑性坯泥料，通過各種成形機械進行擠制、濕壓、滾壓或軋膜等方法使之成為具有一定規(guī)格的坯體。 ? (3)壓制成形 將含水量 ω水 為 6％～ 8％的粉狀坯料，在較高的壓力下于金屬模具中壓制成形。 ?(三 )坯體干燥 ?(1)熱氣干燥 ?(2)電熱干燥 ? (3)高頻干燥 ? (4)微波干燥 ? (5)近紅外與遠紅外干燥 ? (四 )燒成 ?陶瓷工藝的最終目的是制成有足夠機械強度的制品。 ?經(jīng)過成形及于燥過程后，生坯中顆粒之間只有很小的附著力，因而強度相當?shù)?。要使顆粒相互結(jié)合使坯體形成較高的強度，只有在無液相或有液相的燒結(jié)溫度下才能實現(xiàn)。 ?因此，燒成是通過高溫處理，使坯體發(fā)生一系列物理化學變化。形成預(yù)期的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，從而達到固定外形并獲得所要求性能的工序。 ?不適當?shù)臒刹坏绊懏a(chǎn)品質(zhì)量，甚至還將造成難以回收的廢品。 ?1．燒成工藝 ?普通陶瓷的生產(chǎn)流程有一次燒成和二次燒成之分。 ?一次燒成是指經(jīng)成形、干燥或施釉后的生坯，在燒成窯內(nèi)一次燒成陶瓷產(chǎn)品的工藝路線，又稱 本燒 ； ?二次燒成是指經(jīng)過成形、干燥的生坯先在素燒窯內(nèi)進行素燒，而后經(jīng)檢選、施釉等工序后再進入燒釉窯內(nèi)進行燒釉處理。 ?2．燒成過程中的物理化學變化 ?(1)低溫階段 (由室溫至 300℃ 左右 ) ?低溫階段也稱干燥階段。 ?2)中溫階段 (300～ 950℃ 左右 ) ?中溫階段又稱分解與氧化階段。 ?在此階段坯體中含有結(jié)晶水的礦物開始脫水分解，碳酸鹽發(fā)生分解并放出 CO2氣體； ?(3)高溫階段 (950℃ 至燒成最高溫度 ) ?此階段硫酸鹽發(fā)生分解放出 SO2氣體； ?這一階段，坯體的氣孔率迅速降低，坯體急劇收縮，強度、硬度增大，釉層玻璃化，坯體瓷化燒結(jié)。 ?(4)冷卻階段 ?冷卻時因熔體粘度增大，抑制了晶核的形成，而且高溫熔體中硅含量未達到飽和，故陶瓷在冷卻階段不會有方石英新相析出。 ?3．燒成設(shè)備 ?陶瓷燒成的熱工設(shè)備是窯爐。 ?陶瓷窯爐種類很多，根據(jù)所用燃料不同可分為固體燃料爐 (如煤燒窯 )、液體燃料爐 (如重油燒窯及輕柴油燒窯 )、氣體燃料爐 (如煤氣、天然氣、液化氣燒窯 )；以電為能源的，可分為電爐、微波爐、高頻感應(yīng)爐、等離子爐等； ?(五 )釉料及制備 ?釉是附著在陶瓷坯體表面上的一層很薄的玻璃體。 ? 第三節(jié)耐火材料的生產(chǎn) ?耐火材料一般是指耐火度不低于 1580 ℃ 的無機非金屬材料。另外，使用溫度在 1000℃ 以上的工業(yè)窯爐用材料也可看作是耐火材料。 ?一、燒結(jié)耐火材料 ?燒結(jié)耐火材料的基本生產(chǎn)工藝過程如圖 58所示。 ?圖 58燒結(jié)制品的基本生產(chǎn)工藝過程 原料加工 配料 成形 干燥 燒結(jié) ?(一 )原料及加工與配料 ?燒結(jié)耐火材料用原料大部分為天然礦物，如耐火粘土、高鋁礬土、硅石、鉻礦、菱鎂礦、白云石、鎂橄欖石、鋯英石、藍晶石、硅線石、紅柱石、石墨等。 ?近幾十年來，使用工業(yè)加工和人工合成的原料也在增加，如工業(yè)氧化鋁、碳化硅、合成莫來石、合成尖晶石、人造耐火纖維、人造耐火空心球等。 ?(二 )成形與干燥 ? (三 )燒結(jié) ? 燒結(jié)是耐火制品生產(chǎn)中的最后一道工序。 ?二、熔鑄耐火材料 ?熔鑄耐火材料指原料及配料經(jīng)高溫熔化后澆注成一定形狀的制品。配料的熔融方法有電熔法和鋁熱法兩種。 ?電熔法即在電弧爐或電阻爐中熔化配料。 ?鋁熱法是利用鋁熱反應(yīng)放出的熱量將配料熔化。 ?電熔法是目前生產(chǎn)熔鑄耐火材料的主要方法。其生產(chǎn)工藝流程如圖 59所示。 原料 配料 電爐熔化 澆注 鑄件退火 制品加工 原料 ?將具有一定化學組成的耐火材料配料，在 2500℃ 左右溫度下用電弧爐熔化。 ?熔體在與該耐火材料相適應(yīng)的溫度下澆入鑄模內(nèi)，再放到有保溫填料的保溫箱內(nèi)或隧道窯中進行緩慢地冷卻，以形成能保證鑄件具有最佳性能的顯微結(jié)構(gòu)； ?用帶金剛石刀具和磨具的設(shè)備對鑄件進行機械加工，確保制品具有精確的幾何形狀和低的粗糙度表面，從而提高電熔耐火材料制品的質(zhì)量及延長使用壽命。 ?由于熔鑄耐火材料生產(chǎn)方法特殊，與燒結(jié)法生產(chǎn)的耐火材料相比有以下特點： ?1)制品致密，氣孔少，且為閉口氣孔。 ? 2)機械強度和高溫結(jié)構(gòu)強度大。 ? 3)具有高的導熱性和抗渣性。 ?4)組成相完全由成分決定，質(zhì)量控制簡單，產(chǎn)品穩(wěn)定性好。 ?5