陶瓷材料的成型实验
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陶瓷材料的成型实验
一、实验目的
1、了解陶瓷材料的常用成型原理与方法;
2、掌握陶瓷模压成型和注浆成型的技术工艺;
3、分析影响陶瓷制品成型工艺性能的因素。
二、实验原理
1.成型前粉料预处理
为使粉料更适合成型工艺的要求,在需要时应对已粉碎、混合好的原料进行某些预处理:
(1) 塑化:传统陶瓷材料中常含有粘土,粘土本身就是很好的塑化剂;只有对那些难以成型的原料,为提高其可塑性,需加入一些辅助材料:
①粘结剂:常用的粘结剂有:聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、石蜡等。
②增塑剂:常用的增塑剂有:甘油、酞酸二丁酯、草酸、乙酸二甘醇、水玻璃、粘土、磷酸铝等。
③溶剂:能溶解粘结剂、增塑剂,并能和物料构成可塑物质的液体。如水、乙醇、丙酮、苯、醋酸乙酯等。
选择塑化剂要根据成型方法、物料性质、制品性能要求、添加剂的价格以及烧结时是否容易排除等条件,来选择添加剂的种类及其加入量;
(2) 造粒:粉末越细小,其烧结性能越良好;但由于粉末太细小,其松装比重小、流动性差、装模容积大,因而会造成成型困难,烧结收缩严重,成品尺寸难以控制等困难。为增强粉末的流动性、增大粉末的堆积密度,特别是采用模压成型时,有必要对粉末进行造粒处理。常用的方法是,用压块造粒法来造粒:将加好粘结剂的粉料,在低于最终成型压力的条件下,压成块状,然后粉碎、过筛;
(3)浆料:为了适应注浆成型、流延成型、热压铸成型工艺的需要,必须将陶瓷粉料调制成符合各种成型工艺性能的浆料。
2、模压(干压成型)
将水分适当的粉料,置于钢模中,在压力机上加压形成一定形状的坯体。干压成型的实质是在外力作用下,颗粒在模具内相互靠近,并借内摩擦力牢固地把各颗粒联系起来,保持一定形状。
3、注浆成型
3.1 石膏模型
半水石膏是一种在较短时间里可以凝固的材料,这种材料干燥后有较好的吸水功能,在陶艺创作中,利用石膏做模具,可以很快将泥料或泥浆里的水分吸收,使泥料或泥浆硬化,干燥而成型。
模具的特点是便于复制,石膏模具也同样具备这一特点,对于有些造型上有复杂的纹饰和异形的造型来说,石膏模具的成型方式尤为方便。
3.2 注浆成型
又可分为空心注浆和实心注浆两种成型方式,它是利用石膏模型
的吸水性和泥浆的流动性,依靠模型内腔的形状,制作陶瓷坯体的一种成型方法。
三、实验原料及设备
1、原料:陶瓷砖喷雾干燥粉料,陈设艺术瓷用注浆泥料
2、工具与设备:液压成型机,电子天平、游标卡尺、石膏模型,橡皮筋、修坯刀具、烘箱
四、实验步骤
1.模压成型
步骤:开启电源,取出钢模并用毛刷清理干净,为脱模方便,必要时在模具表面涂上一层轻柴油,用天平称取适量粉料,小心倒入模腔内,用手或其他工具将粉料铺展均匀,放入上模块,启动压制开关将粉料压实,提起上模,开启顶出开关,先取出模芯,小心取出坯体,放在托板上,放进烘箱干燥。
2.注浆成型——空心注浆
步骤:先将做好的模具清理干净并捆扎好,然后将泥浆连续不断地(注意保持垂直)注入模具内;待泥浆在模具内壁吸附到一定厚度时,双手抱紧模型,先将泥浆摇动,再把模具内多余的泥浆倒出,吸附泥浆的厚薄就是坯体的厚薄,坯体的厚薄要根据器皿的大小而定,大的器型可厚些,小的器型可以薄些,一般注浆件在0.4至0.6毫米厚薄左右;把倒完泥浆的模具反扣,这样模具内壁平滑,不会出现泥头或乳头状泥钉;最后,待模具内的坯体脱水到可以站立的强度时,把模具打开,取出坯体。
※注意事项
防水
防止模型工作表面被刮伤
及时清理泥渣
防止超温
绑紧,轻拿轻放,防止碰裂或压裂
①在油压机上用钢模将粉末压制成7X7X60的试条毛坯。缓慢烘干备用;
②测量试条尺寸(长X宽X高)做好标记;
(3) 各操作步骤相应的数据记录、实验中发生的现象、实验结果;
(4) 实验结果的分析。
思考题
1.影响干压成型坯体质量的因素有哪些?
2.注浆成型对泥浆的基本要求?