第一章電子陶瓷制備原理-資料下載頁(yè)
2025-06-16 16:44本頁(yè)面
【正文】 者，才叫做有良好的可塑性。傳統(tǒng)陶瓷屬粘土類陶瓷，日用陶瓷，衛(wèi)生瓷，建筑瓷，電工瓷等。其基本成分中含有大量粘土類物質(zhì)作為原料，而這類原料本身，在含有合適水分的情況下，是具有良好的可塑性，無(wú)需額外添加其它可塑劑，瓷料本身就可以適應(yīng)多種工藝塑造成型。早期電子陶瓷：裝置瓷（長(zhǎng)石瓷，莫來(lái)石瓷，滑石瓷），高介電容瓷（金紅石瓷，鈦酸鋁系瓷，鈦酸鎂瓷），加有少量粘土。近代特殊要求電瓷，鐵電瓷，壓電瓷，電光瓷，純剛玉瓷等，則不允許有粘土出現(xiàn)，因而，缺乏塑性，所謂瘠性料。組成瓷料具有足夠的可塑性，須添加一定數(shù)量的塑化劑。粘合劑：粘合粉料增塑劑：溶于粘合劑中使其易于流動(dòng)溶劑：能溶解粘合劑，增塑劑，并和粉料組成膠態(tài)物質(zhì)塑化劑由三種材料組成1． 無(wú)機(jī)塑化劑及其塑化原理特點(diǎn)：在成型過(guò)程中起塑化作用，但在成型和成瓷后，將永久保留瓷料中，所以需考慮其對(duì)陶瓷性能的影響。如：水玻璃（Na2SiO3，泡花堿）,磷酸鋁(AlPO4)為無(wú)機(jī)塑化劑,但對(duì)電性能影響太大,且成本太高,而未廣泛采用。粘土的可塑性：粘土是水合鋁酸鹽的總稱，為層狀結(jié)構(gòu)的強(qiáng)極性物質(zhì)，有結(jié)晶水，層間含有吸附水。斷鍵：從水中吸收氧而形成不飽和的硅氧鍵，粘土顆粒帶有負(fù)電，能把帶正電的H+拉緊，形成一層牢固的吸附層，更遠(yuǎn)一點(diǎn)耦合較為松散，為擴(kuò)散層。膠核吸附層擴(kuò)散層粘土膠粒 粘土的小顆粒從水中吸取氧離子，形成了不飽和的硅氧鍵，使自身帶負(fù)電，并吸引同量電荷的氫離子在它周圍的現(xiàn)象，叫做粘土的水化。水化由于各粒子間正離子排斥力的作用，使泥漿穩(wěn)定懸浮而不致凝聚沉淀。水化使粘土具有一定的可塑性，對(duì)于注漿成型：含水量可達(dá)30~35%；濕塑法成型；要求泥料本身具有一定形狀，含水量20~25%；干壓成型：含水量4~10%。粘土塑化作用：對(duì)于瘠性物料加入百分之幾的粘土，可使泥料具有相當(dāng)好的塑性。一類瘠性料，具有明顯的極性（離子性），具有很好的親水作用，極易被水潤(rùn)濕。另一類瘠性料，不顯示極性，不被水潤(rùn)濕，為增水或油性粉料，加水仍為一盤散沙，但加入粘土就大不一樣。粘土的高度親水和膠化作用，不但表面可形成一層牢靠的膠態(tài)水膜，且水分能滲透到粘土顆粒的大量層片之間，使之充分溶脹和具有高度的形變能力。若使這種粘土膠粒中介于瘠性粉料之間，它能將極性粉粒牢固粘附（并具有高度的形變能力），并且有較好的流動(dòng)性，即使其中含有少量的增水粉粒，亦能很好地分別包圍，裹夾于其中，整個(gè)泥料體系仍具有足夠的可塑性。2． 有機(jī)塑化劑及其塑化和粘合作用可使各種瘠性電子瓷料，在成型過(guò)程中具有充分的粘合能力與可塑性，高溫下氧化作用，隨煙氣排出瓷料之外。 A 聚乙烯醇（PAV）：分子結(jié)構(gòu)為： n為其聚合度，大小不一。 軋膜成型工藝中，作為粘結(jié)劑時(shí)，常為n=1500~1700為宜，PAV中每一分子鏈節(jié)中都具有一個(gè)極性的羥基，故能溶解于熱水中，并與水的極性分子之間存在很強(qiáng)的吸引力。每個(gè)PAV有1500~1700個(gè)鏈節(jié)（單元），在溶劑中高度分散時(shí)，每個(gè)鏈節(jié)都將與溶劑的極性分子強(qiáng)烈吸引。而在鏈狀大分子之間，彼此又有不同形式的絞扭，交錯(cuò)，故使這種溶液本身具有很好的粘稠性和流動(dòng)性。當(dāng)這種溶液和陶瓷粉料（瓷料）相互混合攪拌時(shí)，只要粉料能為溶液所潤(rùn)濕，再加上PAV分子的粘吸，組聯(lián)作用，這樣就使整個(gè)瓷料體系具有很好的粘結(jié)能力和可塑性。故PAV既可作塑化劑又可作粘合劑。PAV成膜好，可適應(yīng)多種酸性氧化物瓷料的增塑要求。PAV為極性分子，本身之間有相當(dāng)大的吸引力，70℃才可有比較好的溶解。超100℃則PAV脫水，使可塑性和粘結(jié)能力降低，應(yīng)在70℃水浴中加熱。B 聚醋酸乙烯酯：無(wú)色透明粘稠性線鏈型高聚物，聚合度n常在400~600℃之間，常用于堿性粉料中，軋膜成型用粘合劑。 不溶于水只溶于酒精、苯和甲苯等有機(jī)溶劑中，有一定的刺激性。C 石蠟：半透明結(jié)晶狀烷屬烴，其分子式為：CnH2n+2，n=10~36，常用50石蠟，熔點(diǎn)50℃，典型的油性塑化劑。加熱下具有很好的流動(dòng)性，對(duì)瓷料粒有很好的潤(rùn)濕性，還具有一定的冷潤(rùn)滑性能。適用于干壓成型及熱壓鑄工藝。石蠟存放工程中，幾乎是不揮發(fā)的，又不采用其它溶劑，不用擔(dān)心溶劑的揮發(fā)和干燥等問(wèn)題。室穩(wěn)穩(wěn)定，130℃以上氧化變劣。還有地蠟、蜂蠟等。D 有機(jī)結(jié)合劑還有：甲基纖維素，聚苯乙烯，阿拉伯樹(shù)膠，糊精，淀粉等。3． 增塑劑及其潤(rùn)滑與增塑作用好的塑性泥料應(yīng)具有足夠的粘合性和良好的流動(dòng)性。粘性太大，流動(dòng)性和成型性差，需要添加增塑劑。大分子間作用大，加入低分子物質(zhì)，間介于大分子之間或大分子粉料之間，可降低它們之間的相互作用力，起到增加流動(dòng)及潤(rùn)滑增塑作用。常用增塑劑：乙二醇、丙二醇、丙三醇（甘油）、亞硫酸紙漿廢液、硬脂酸、油酸、變壓器油、桐油等。除潤(rùn)滑作用外，還有其它功能。甘油：有強(qiáng)的吸濕性，對(duì)瓷料有保濕作用；油酸和亞硫酸廢液：有活化粉粒表面作用；桐油及植物油：乳化和粘結(jié)作用。4． 抗凝劑：流動(dòng)性高的漿料，如用于流延法、注漿成型等工藝中之漿料，為減少泥料粉粒之間存在過(guò)大作用力，常采用一種具有不飽和碳雙鍵的有機(jī)物質(zhì)，使?jié){料工藝特性大為改進(jìn)，這就需要一種抗凝劑的外加劑。作用機(jī)理與粉料膠粒上所帶的電荷類型和大小有關(guān)，也與pH值有關(guān)。二、造粒 成型先行工藝瓷料細(xì)難于一次成型，幾十個(gè)μm~幾十個(gè)nm 為了保證干壓坯體的高質(zhì)量，減少氣孔率，提高坯體密度、強(qiáng)度和均勻度，還要將拌好增塑劑的粉料，預(yù)壓一次或兩次，~，以備干壓成型時(shí)用，這種過(guò)程就稱為造粒。造粒工藝應(yīng)滿足以下要求：A 粉體密度：愈大愈好；B 粉體形狀：粉體形狀對(duì)堆積密度有影響，近于球形，流動(dòng)性好，可得到較大的壓坯密度；C 粒度配合：粗：細(xì)=3：1~10：1，等球有26%空隙。作業(yè)與思考題[1] 理解、解釋和比較下列名詞：陶瓷、陶瓷工藝、廣義陶瓷、狹義陶瓷、傳統(tǒng)陶瓷、電子陶瓷。[2] 顆粒細(xì)度在電子陶瓷工藝中有那些特性？[3] 球磨、振磨、砂磨的破碎原理是什么？比較其優(yōu)點(diǎn)。[4] 什么是陶瓷粉料的表面能？有何意義？[5] 陶瓷粉料煅燒的目的是什么？如何選擇合適的煅燒溫度？[6] 何謂陶瓷粉料的造粒？造粒需要滿足那些工藝要求？[7] 什么叫溶膠—凝膠方法？這種方法有什么優(yōu)越性？[8] 助磨劑主要是什么原因才是其具有助磨作用？并指出助磨劑有那些效應(yīng)？[9] 對(duì)電子陶瓷原料主要有那些方面的要求？[10] 電子陶瓷多采用化工產(chǎn)品作為原料，請(qǐng)說(shuō)出化工產(chǎn)品的純度等級(jí)是如何劃分的？[11] 請(qǐng)解釋粘土為何具有可塑性？[12] 有一壓電陶瓷的成分如下： 以作為原料，配制1000克粉料。求各料的用量（注：不考慮純度）[13] 某一鐵電陶瓷，屬于系列，已知其配方中各料用量：，，試求其分子式或（）。25 / 25
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