特种陶瓷成型方法有哪些
特种陶瓷的主要成型方法可分为：
① 压力成型方法，如干压成型、冷等静压成型、干袋式 等静压成型等。
② 可塑成型方法，如可塑毛坯挤压、轧膜成型等。
③ 浆料成型方法，如料浆浇注、离心浇注、流延成型、 热压铸等。
④ 注射成型。
⑤ 其他成型方法。如压滤法、固体自由成型制备技术、 直接凝固注模成型、温度诱导成型、电泳沉积成型等。
流延成型，（Tape Casting)，又称带式浇注，刮刀法。
定义及原理：一种陶瓷制品的成型方法，首先把粉碎好的粉料与有机塑化剂溶液按适当配比混合制成具有一定黏度的料浆，料浆从容器同流下，被刮刀以一定厚度刮压涂敷在专用基带上，经干燥、固化后从上剥下成为生坯带的薄膜，然后根据成品的尺寸和形状需要对生坯带作冲切、层合等加工处理，制成待烧结的毛坯成品。
什么是特种陶瓷？特种陶瓷是具有高强、耐温、耐腐蚀特性或具有各种敏感特性的陶瓷材料，由于其制作工艺、化学组成、显微结构及特性不同于传统陶瓷，所以有特种陶瓷之称，又叫先进陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷等。那么，特种陶瓷成型工艺你了解多少呢？下面就具体给大家讲讲特种陶瓷成型工艺是什么吧。
什么是特种陶瓷
特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、声光、磁光等。由于性能特殊，这类陶瓷可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等方面。一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，
投入大量人力、物力和财力研究开发特种陶瓷，因此特种陶瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大突破。特种陶瓷在现代工业技术，特别是在高技术、新技术领域中的地位日趋重要。本世纪初特种陶瓷的国际市场规模预计将达到500亿美元，因此许多科学家预言：特种陶瓷在二十一世纪的科学技术发展中，必定会占据十分重要的地位。
特种陶瓷成型工艺
一、成形方法与结合剂的选择
特种陶瓷成形方法有很多种，生产中应根据制品的形状选择成形方法，而不同的成形方法需选用的结合剂不同。常见陶瓷成形方法、结合剂种类及用量如下所示：
特种陶瓷成形方法、结合剂种类和用量成形方法 结合剂举例
千压法聚乙烯醇缩丁醛等 1~5；浇注法 丙烯基树脂类 1~3；挤压法 甲基纤维素等 5~15；注射法 聚丙烯等 10~25；等静压法 聚羧酸铵等 0~3
结合剂可分为润滑剂、增塑剂、分散剂、表面活性剂（具有分散剂和润滑功能）等，为满足成形需要，通常采用多种有机材料的组合。选择结合剂，要考虑以下因素：
1）结合剂能被粉料润湿是必要条件。当粉料的临界表面张力（yoc）或表面自由能（yos）比结合剂的表面张力（yoc）大时，才能很好地润湿。
2）好的结合剂易于被粉料充分润湿，且内聚力大。当结合剂被粉料润湿时，在相互分子间发生引力作用，结合剂与粉料间发生红结合（一次结合），同时，在结合剂分子内，由于取向、诱导、分散效果而产生内聚力（二次结合）。虽然水也能把杨料充分润湿，但水易挥发，分子量较小，内聚力小，不是好的结合剂。按各种有机材料内聚力大小顺序，用基表示可排列如下：
一CONH一>；－CONH2>；一COOH>；一OH>；－NO2>；－COOC2H5>；一COOCH5>；－CHO>=CO>；－CH3>= CH2>；－CH2
3）结合剂的分子量大小要适中。要想充分润湿，希望分子量小，但内聚力弱。随着分子量增大，结合能力增强。但当分子量过大时，围内聚力过大而不易被润湿，
且易使坯体产生变形。为了帮助分子内的链段运动，此时要适当加入增塑剂，在其容易润湿的同时，使结合剂更加柔软，便于成形。
4）为保证产品质量，还需要防止从结合剂、原材料和配制工序混人杂质，使产品产生有害的缺陷。
在原料配制中，用粉碎、混合等机械方法和结合剂、分散剂配合，达到分散，尽可能不含有凝聚粒子。结合剂受到种类及其分子量，粒子表面的性质和溶剂的溶解性等影响，吸附在原料粒子表面上，通过立体稳 定化效果，起到防止粉末原料凝聚的作用。在成形工序中，结合剂给原料以可塑性，具有保水功能，提高成形体强度和施工作业性。一般来说，结合剂由于妨碍陶瓷的烧结，应在脱脂工序通过加热使其分解挥发掉。因此，要选用能够易于飞散除去以及不含有害无机盐和金属离子的有机材料，才能确保产品质量。
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（1）操作压机，进行陶瓷坯体的压型；
（2）操作成型设备，进行陶瓷坯体浇清高成型；
（3）操作干燥设备，进行陶瓷坯体的素烧；
（4）操作喷雾机具，进行陶瓷表面施釉；
（5）维护设备，处理故障。
下列工种归入本职业：
陶瓷机械成型工，陶瓷注浆成型工，陶瓷手工成型工，建筑卫生陶瓷成型工，电子陶瓷模压成型工，电子陶瓷挤制成型工，电子陶瓷注铸成型工，电子陶瓷薄膜成型工，电子陶瓷生坯机加工，电子陶瓷瓷件磨工
陶瓷的制作过程：
1.练泥：从矿区采取瓷石，开始是人工用铁锤敲碎至鸡蛋大小的块状，再利用水碓舂打成粉状，淘洗，除去杂质，沉淀后制成砖状的泥块。然后再用水调和泥块，去掉渣质，用双手搓揉使得泥团中的空气挤压出来。这种瓷石加工方法历史悠久，应与景德镇制瓷历史同步。
2.拉坯：拉坯是成型的第一道工序。景德镇瓷器名扬天下，除当地“天赐”的优质黏土之外，基本上是那些“鬼斧神工”的技艺将这些普通的“东西”变成了人类的“宠物”。拉坯成型首先要熟悉泥料的收缩率。
3.印坯：印模的外形是按坯体内形弧线旋削而成的，将晾至半干的坯覆在模种上，均匀按拍坯体外壁，然后脱模。
4.利坯：将坯覆放于辘轳车的利桶上，转动车盘，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁，这是一道技术要求很高的工序。
这道工序首先是把黄色的泥坯放在所谓利坯车上，然后坐在车上，用专门工具使器物表面光洁，形体连贯、一致，而使泥坯陈显出皓白的颜色，是陶瓷成型中极为重要的工序，最终确定着器物的形状。
5.晒坯：将加工成型后的坯摆放在木架上晾晒。
6.刻花：用竹、骨或铁制的刀具在已干的坯体上刻画出花纹。
7.施釉：施釉工艺是古陶瓷器制作工艺技术的一种，是在成型的陶瓷坯体表面施以釉浆。主要有蘸釉、荡釉、浇釉、刷釉、洒釉、轮釉等七种方法，按坯体的不同形状、厚薄，采用相应的施釉方法。上自元代以后，中国瓷器彩绘装饰的历史。
8.烧窑：首先把陶瓷制品装入匣钵，匣作用是防止瓷坯与窑火直接接触，避免污染，尤其对白瓷烧造最为有利。烧窑时间过程约一昼夜，温度在1300度左右。先砌窑门，点火烧窑，燃料是松柴，把椿工技术指导，测看火候，掌握窑温变化，决定停火时间。
9.彩绘：釉上彩如五彩、粉彩等，是在已烧成瓷的釉面上描绘纹样、填彩，再入红炉以低温烧烘，温度约700—800度。烧窑前即在坯体素胎上绘画，如青花、釉里红等，则称为釉下彩，其特点是彩在高温釉下，永不退色。
陶瓷在生活中还是较为常见的，不少人对于陶瓷是如何制成的很是好奇。那么，陶瓷是怎样炼出来的呢？
陶瓷是怎样炼出来的？
一、选材
制作一个好的瓷器，选材是第一步，通过一系列的步骤将陶土中的杂质都去掉，才能保证陶器的质量。同时，淘好的陶泥并不能立即使用，要将其分割开，摞成柱状或者砖状，以便于储存和拉坯。
二、制坯
“制坯”，顾名思义，就是将陶泥原材料通过各种各样的技法捏塑成型，这是一个陶器工艺品最初的原型，也是决定其实用性能的过程。
1、拉坯成型法：将摞好的陶泥放入大转盘内，通过旋转转盘，用手及拉坯工具，将陶泥拉成陶坯。适用于制作圆形、弧型等浑圆的造型，比如盘子、碗、罐子等等。
2、泥板成型法：利用陶土碾成、拍成或切割成板状，来镶控制作器物的方法，叫做泥板成型法，传统的紫砂器就是用泥板成型来制作的。
3、泥条盘制法：用泥条盘制法制作陶艺，泥条可以自由地弯曲与变化，方便制作一些比较复杂的、不太规整的、较随意的陶塑，是陶艺成型技法中最为方便、造型表现力最强的技法之一。
4、徒手捏制法：顾名思义，就是陶器制作匠人们根据需要徒手捏成陶器的造型，这种技法不仅可以直接的表达作者的构想，更能体现作者的工艺水平。
5、模具注浆法：用干燥的石膏模具，将制备好的坯浆注入模具中，制成所需要的坯件，这是制坯过程中最为简单的一种技法。
三、彩绘
用各种人造着色无机化合物、天然着色矿物或金属着色材料，在陶瓷制品上画出花纹装饰的过程即称作彩绘，彩绘一般分为釉下彩和釉上彩两种。
1、釉下彩：直接在成型的泥坯上进行彩绘，然后上釉入窑烧制，釉下彩陶主要包括青花、釉里红等。
2、釉上彩：在已经烧好的瓷器釉面上进行彩绘，二次入窑低温烧制。釉上彩陶主要包括斗彩、釉上五彩、粉彩、墨彩、珐琅彩等。
四、施釉
釉是附着在陶体表面的玻璃质层，使陶器表面光滑，不透水，易清洁，并提高陶瓷的装饰性。画好的陶坯，表面粗糙，上好釉后则全然不同，光滑而又明亮。
1、荡釉：将釉浆注入坯内，并轻轻晃动，使上下左右均匀上釉，然后迅速倒掉过剩的釉浆。
2、蘸釉：将瓷坯浸入釉盆里，当口沿与釉面平齐时立即提出瓷坯。
3、涂釉：涂釉又称刷釉，方法是用毛笔或刷子蘸取釉浆均匀的涂在釉体表面，多用于长方形或有棱角的器物。
五、烧窑
陶瓷器烧制基本都在窑炉内进行，其中陶器的烧成温度为600—1100度，瓷器的烧成温度为1250度—1450度。同时，在烧窑时，窑内空气供给充分与否，烧出的瓷器色调也不同，其中空气供给充分的称为氧化焰，不充分的称为还原焰。
2注浆成型法：注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分研磨之后排气，然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附，浆料遂固化在模内。空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。
氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料浆稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂，目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。
模具挤出成型工艺是工业生产领域最常见的蜂窝陶瓷成型工艺。由于蜂窝结构是通孔材料，孔径较大，便于脱模。于是我们可以利用所需尺寸以及形状来制备所需要的模具，利用模具来制备蜂窝陶瓷。一般的实验流程如下：
主原料合成→混练→陈腐→挤压成型→干燥→烧结→成品
浸渍烧结法也是一种比较常见的陶瓷蜂窝结构制备方法。它是先将0.1mm左右厚度的铝合金箔或其他金属箔先滚压成锯齿状，然后用粘结剂使其粘成蜂窝状通孔。然后将其浸入所需陶瓷浆料，在进行干燥，烧结成型。
（原材料）浸入→（陶瓷浆料）干燥→（浸渍后块体）烧结→成品
(1)空心注浆(单面注浆)
该方法用的石膏模没有型芯。操作时泥浆注满模型经过一定时间后，模型内壁粘附着具有一定厚度的坯体。然后将多余泥浆倒出，坯体形状在模型内固定下来。这种方法适用于浇注小型薄壁的产品，如陶瓷坩埚、花瓶、管件、杯、壶等。空心注浆所用泥浆密度较小，一般在1.65—1.8g/cm3，否则倒浆后坯体表面有泥缕和不光滑现象。
其它参数如下：流动性一般为10—15秒稠化度不宜过大（1.1—1.4）细度一般比双面注浆的要细，万孔筛筛余0.5%--1%。
(2)实心注浆(双面注浆)
实心注浆是将泥浆注入两石膏模面之间(模型与模芯)的空穴中，泥浆被模型与模芯 的工作面两面吸收，由于泥浆中的水分不断减少，因此注浆时必须陆续补充泥浆，直到穴中的泥浆全部变成坯时为止。显然，坯体厚度与形状由模型与模芯之间的空穴形状和尺寸来决定，因此没有多余的泥浆倒出。
可以制造两面有花纹及尺寸大而外形比较复杂的制品：如盅、鱼盘、瓷板等。 实心注浆常用较浓的泥浆，一般密度在1.8g/cm3以上，以缩短吸浆时间。稠化度(1.5—2.2)，细度可粗些，万孔筛筛余1%--2%。
2、强化注浆法
为缩短注浆时间，提高注件质量，在两种基本注浆方法的基础上，形成了一些新的注浆方法，这些方法统称为强化注浆。强化注浆主要有以下几种：
(1)压力注浆
采用加大泥浆压力的方法来加速水分扩散，从而加速吸浆速度。压力注浆最简单的就是提高盛浆桶的位置，利用泥浆本身的重力从模型底部进浆，也可利用压缩空气将泥浆注入模型内。根据泥浆压力大小，压力注浆可分为微压注浆、中压注浆、高压注浆。微压注浆的注浆压力一般在0.05MPa以下；中压注浆的压力在0.15—0.20MPa；大于 0.20MPa的可称为高压注浆，此时就必须采用高强度的树脂模具。
(2)真空注浆
用专门设备在石膏的外面抽真空，或把加固后的石膏模放在真空室中负压操作，这 样却可加速坯体形成，提高坯体致密度和强度。
(3)离心注浆
离心注浆是使模型在旋转情况下注浆，泥浆受离心力的作用紧靠模型形成致密的坯 体，泥浆中的气泡由于比较轻，在模型旋转时，多集中在中间，最后破裂排出，因此也 可提高吸浆速度与制品的品质。但这种方法所用泥浆中的固体颗粒尺寸不能相差过大， 否则粗颗粒会集中在坯体表面，细颗粒容易集中在模型内部，造成坯体组织不均匀，干 燥收缩易变形。
(4)热浆注浆
热浆注浆是在模型两端设置电极，当泥浆注满后，接上交流电，利用泥浆中的电解
质的导电性加热泥浆，把泥浆升温至50℃左右，可降低泥浆粘度，加快吸浆速度。
(二)注浆成型对石膏模及泥浆的性能要求
注浆成型的关键要有高质量的模型和性能良好的注浆泥料。
l、对石膏模型的要求
(1)模型设计合理，易于脱模。各部位吸水性均匀，能保证坯体各部位干燥收缩 一致即坯体的致密度一致。
(2)模型的孔隙不大，吸水性好，其孔隙度要求在30%-40%，使用时石膏模不宜太 干，其含水量一般控制在4%-6%，过干会引起制品的干裂、气泡、针眼等缺陷，同时模子使用寿命缩短，过湿会延长成坯时间，甚至难于成型。
(3)模型工作表面应光洁，无空洞，无润滑油迹或肥皂膜。
2、对泥浆的要求
(1)泥浆的流动性良好，即泥浆的粘度小，在使用时能保证泥浆在管道中的流动并能充分流注到模型的各部位。良好的泥浆应该像乳酪一样，流出时成一根连绵不断的细线，否则浇注困难。如模型复杂时，会产生流浆不到位，形成缺角等缺陷。
(2)含水量尽可能低，在保证流动性的前提下，尽可能地减少泥浆的含水量，这 样可减少注浆时间，增加坯体强度，降低干燥收缩，缩短生产周期，延长石膏模使用寿命。一般泥浆含水量控制在30%-35%，密度1.65-l.9g/cm。
(3)稳定性好，泥浆中不会沉淀出任何组分(如石英、长石等)，泥浆各部分能长期保持组成一致，使注件组织均匀。
(4)过滤性(渗透性)要好。即泥浆中水分能顺利通过附着在模型壁上的泥层而被模型吸收。可通过调整泥浆中瘠性料与塑性原料的含量来调整滤过性。
(5)具有适当的触变性。泥浆经过一定时间存放后粘度变化不宜过大，这样泥浆便于输送和储存，同时又要求脱模后的坯体不至于受到轻微震动而软塌，注浆用泥浆触变性太大则易稠化，不便浇注，而触变性太小则生坯易软塌，所以要有适当的触变性。
(6)泥浆中空气含量尽可能少，注浆料中通常混入了一定数量的空气，使注件中有一定数量的气孔，对于比较稠厚的泥浆这种现象更为显著，为避免气泡产生和提高泥浆流动性，生产上常采用真空脱泡处理。
(7)形成的坯体要有足够强度。
(8)注浆成形后坯体容易脱模。
(三)稀释剂的种类与选用
一般来说，泥浆含水量越低流动性越差，而注浆工艺要求泥浆含水量尽可能低而流动性又要足够好，即需制备流动性足够好的浓泥浆，生产上为获得这种含水量尽可能低 而流动性足够好的浓泥浆采取的措施是加入稀释剂。
陶瓷工业生产中常采用的稀释剂分为三类：
1．无机电解质。如水玻璃、碳酸钠、磷酸钠、六偏磷酸钠等。这是最常用的一类 稀释剂。要得到所需要粘度得泥浆，与所需要加入电解质得种类和数量及泥浆中粘土的类型有密切的关系。一般来说，电解质用量位干坯料质量的0.3%-0.5%。
水玻璃对增强高岭土泥浆的悬浮能力效果最好，它不仅显著地降低其粘度，而且在 相当宽的电解质浓度范围内粘度都是很低的，有利于生产操作。对于含有机物的紫木节土泥浆来说，碳酸钠的稀释作用较水玻璃好。
生产中常同时采用水玻璃和纯碱做稀释剂以调整吸浆速度和坯体的软硬程度。因为 单用水玻璃时，坯体脱模后硬化较快，内外水分差别小，致密发硬，容易开裂。单用纯 碱(Na2CO3)时，脱模后坯体硬化较慢，内外水分差别大，坯体较软，或者外硬内软。使
用电解质时，要注意其质量。纯碱如果受潮会变成碳酸氢钠，后者会使泥浆絮凝。水玻璃(Na2SiO3)是一种可溶性硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物(通常Na2O)及二氧化硅所
组成。它的组成用SiO2/Na2O的摩尔比(称为水玻璃的模数)来表示，当其模数大于4时，
长期放置会析出胶体SiO2。常用作稀释剂的水玻璃模数一般为3左右。
2．有机酸盐类。如腐殖酸钠、单宁酸钠、柠檬酸钠、松香皂等。这类有机物质具 备作稀释剂的几个条件。它们的稀释效果比较好。腐殖酸钠的用量一般<0.25％。若超过时，泥浆粘度又增大，这和无机电解质的稀释规律相似。另外，用量过大，如烧成时其有机物未烧净，还会使釉面发暗。单宁酸钠的用量一般为0.3％-0.6％左右。
3．聚合电解质。陶瓷工业中采用这类稀释剂的历史远短于上述两类稀释剂。聚合 电解质常用作不含粘土原料的泥浆的稀释剂。常用的有阿拉伯树胶、桃胶、明胶、羧甲 基纤维钠盐等有机胶体，其用量少时会使料浆聚沉，适当增多时会稀释浆料，用量一般 在0.3%左右。
二、注浆成型操作过程
1．注浆成型操作过程
注浆成型操作过程根据产品种类、泥浆性质不同大体需经过以下几道工序：
以下就主要工序给予说明：
(1)合模
在合模前应先将模型的工作表面清扫干净，不得留有干泥或灰尘。并检查模子工作 表面是否光洁，有无空洞和润滑油迹。如正常即可进行合模，装配好的模型如有较大缝 隙，用软泥将合缝处的缝隙堵死，以免漏浆。使用时模型不宜过干过湿，其水量一般控 制在4%—6%。
(2)注浆
对于单面注浆而言，将料浆注满模型即可，等泥层增厚到需要的厚度时，倒掉模型 内多余的泥浆，为避免倒掉后少量残余的泥浆在坯体内表面的不均匀分布，生产上还需 要对倒掉泥浆后的带坯模型进行甩浆以保证残余泥浆分布均匀，避免泥缕产生。
对于双面注浆，须陆续补充泥浆，直到模型内的空穴泥浆全部变成坯体。无需倒浆 和甩浆。
(3) 青坯干燥
刚形成的注件由于含水量较高，强度较低而不能立即脱模，需带模干燥一定时间， 这种干燥称为青坯干燥，在青坯干燥期间，由于水分的蒸发及模子的继续吸水，注件水 分不断下降，坯体收缩并与模型脱离，同时强度也逐渐提高，这时即可脱模。
(4) 脱模
脱模后坯体应轻拿轻放、放平、放正、放稳、并防止振动。
(5) 粘接
粘接是制造壶、杯及有些小口花瓶、坛等日用瓷和艺术瓷、卫生瓷等不能一体成形 的坯体所必需经过的工序，粘接过程是指用一定稠度的粘接泥浆将各自成形好的部件粘 接在一起。
