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氧化锆陶瓷成型基本工艺原理

来源:www.taocibang.net作者:氧化锆陶瓷加工更新时间:2015-11-25 点击:

氧化锆陶瓷成形是指在粉料中加人适量的水或有机液体以及少量的电解质形成相对稳定的悬浮液,将悬浮液注人石膏模吸去水分,达到成形的目的。氧化锆陶瓷浆料成形的关键是获得好的粉浆,其主要要求有:

①良好的流动性,足够小的粘度,以便倾注。

②当粉浆中固液比发生某种程度的变化时,其粘度变化要小,以便在浇注空心件时,容易倾除模内剩余的粉浆。

③良好的悬浮性,足够的稳定性,以便粉浆可以贮存一定的时间,同时在大批量浇注时,前后粉浆性能一致。

④粉浆中水分被石膏吸收的速度要适当,以便控制空心坯件的壁厚和防止坯件开裂。

⑤干燥后坯件易于与模壁脱开,以便脱模。

⑥脱模后的坯件必须有足够的强度和尽可能大的密度。

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在上述氧化锆陶瓷浆料要求中,一定的流动性和稳定性是最重要的。氧化锆陶瓷浆料的流动性主要由粘度决定。氧化锆陶瓷浆料的粘度可用如下经验公式表示:η=η0(1一C)+K1C“k2C“式中:η、η0。分别表示粉浆和液体介质的粘度,C表示粉浆中固相的浓度,η、m、K1、K2为实验常数(如对高岭土粉浆来说,η=l,m=3,K1=0.03,k=7.5)。

当氧化锆陶瓷浆料浓度较低时,η主要受第一项η。的影响。但太低的浓度是不合适的,因为过多的水分会降低坯件的强度,使烧结收缩变大。这些都是我们所不希望的。除固相浓度外,固相颗粒形状也影响粉浆的粘度。因为粉浆在流动过程中,不同形状的颗粒所受的阻力也不同。如下的经验公式适用于惰性介质配成的稀悬浮液。η=η0(1+Kv)式中:v是悬浮液中固相所占的分数,K称之为形状系数。形状愈不规则,形状系数愈大,流动阻力也愈大。

氧化锆陶瓷浆料除固相含量、颗粒形状、介质粘度外,影响粉浆流动性的因素还有:粉浆温度,原料及粉浆的处理方法等。溶液能否悬浮是由两个条件决定的,一是布朗运动、范德华力和静电力的平衡,二是水化膜的形成。为胶体化学中常用的双电层模型。A为粒子表面,曰为吸附层界面,C为扩散层界面。所以AB是吸附层,Bc是扩散层。c亦称滑动面。E是A对C的电位,f是B对C的电位。因为固相的电位和介质的电位都是固定的,是它们的种类和状态决定的,所以可以变动的是电位。在溶液中加入絮凝剂或反絮带电粒子在水溶液中凝剂可以调整双电层的厚度,从而调整f电位。当溶液中加入反絮凝剂时,双电层增厚,f电位增加。式中:e为粒子表面电荷,d为双电层厚度,占为介质的介电常所以当粒子和介质一定时,f和d成正比。f电位的提高增加团粒间的斥力,有利于克服范得华力(引力)和布朗运动,获得良好的悬浮性。

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