第一篇：新型陶瓷成型方法（范文）

新型陶瓷成型方法——凝膠注模成型

宋任嬌 08120188

一．前言

隨著陶瓷工業(yè)的發(fā)展及其在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，對(duì)陶瓷成型方法的要求也越來(lái)越高，上述傳統(tǒng)陶瓷成型工藝由于存在不同的缺點(diǎn)，已難以滿足工藝要求，為滿足航天、汽車、電子、國(guó)防等行業(yè)的市場(chǎng)需求[1]，人們要求采用高性能陶瓷的成型方法所成型的坯體應(yīng)當(dāng)具有高度均勻性、高密度、高可靠性以及高強(qiáng)度，并在形狀的復(fù)雜程度上要求更高。因此，陶瓷原位凝固成型技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生了。

原位凝固膠態(tài)成型[3,2]就是指顆粒在懸浮體中的位置不變，靠顆粒之間的作用力或懸浮體內(nèi)部的一些載體性質(zhì)的變化，使懸浮體從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。在從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程中，坯體沒(méi)有收縮或收縮很小，介質(zhì)的量沒(méi)有改變。在這類成型方法中，首先要制備穩(wěn)定懸浮的漿料，然后通過(guò)各種途徑使顆粒之間產(chǎn)生一定的吸引力而相互聚集，形成一個(gè)密實(shí)的坯體，并保持一定的強(qiáng)度和形狀，由此可制成高密度的素坯。原位凝固膠態(tài)成型與其它膠態(tài)成型工藝之間的區(qū)別主要在于凝固技術(shù)的不同，這將會(huì)導(dǎo)致對(duì)漿料性質(zhì)要求的差異和整個(gè)工藝過(guò)程的差異。

國(guó)內(nèi)外的陶瓷學(xué)者不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，將膠體化學(xué)和表面化學(xué)的理論引入到陶瓷漿料的成型技術(shù)中，并利用各種物理的輔助手段，在傳統(tǒng)的注漿成型的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)了多種新型的膠態(tài)成型技術(shù)，如：離心注模成型[3]和壓濾成型[4]等成型方法。在80年代末90年代初，凝膠注模成型首次使用較低含量的有機(jī)物使陶瓷濃懸浮體實(shí)現(xiàn)原位凝固，進(jìn)而在90年代掀起了陶瓷原位凝固膠態(tài)成型研究的熱潮。

目前，原位凝固膠態(tài)成型工藝主要包括:凝膠注模成型工藝(Gelcasting)、直接凝固注模成型(Direct Coagulation Casting)[5]、溫度誘導(dǎo)絮凝工藝(TemperatureInduced Flocculation)[6]、膠態(tài)振動(dòng)注模成型(Colloid VibrationCasting)[7]和快速凝固注射成型(Quickset Injection Molding)[8]。

二．凝膠注模成型原理及工藝

凝膠注模成型技術(shù)是傳統(tǒng)的注漿工藝與有機(jī)化學(xué)高聚合理論的完美結(jié)合，它通過(guò)引入一種新的定型機(jī)制，發(fā)展了注漿工藝。其原理是通過(guò)制備低粘度(<1Pa·s)、高固相體積分?jǐn)?shù)(>50vol%)的濃懸浮體，在其中摻入低濃度的有機(jī)單體、交聯(lián)劑，在催化劑和引發(fā)劑的作用下，使?jié){料中的有機(jī)單體與交聯(lián)劑交聯(lián)聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將大部分水封于網(wǎng)絡(luò)中而使?jié){料立即原位凝固，從而使陶瓷坯體原位定型[20]。然后進(jìn)行脫模、干燥、去除有機(jī)物、燒結(jié)，即可獲得所需陶瓷零件。其原理見圖1.1。

該工藝與其它原位凝固膠態(tài)成型工藝的相同點(diǎn)是需要制備低粘度、高固相體積分?jǐn)?shù)的濃懸浮體，不同點(diǎn)在于濃懸浮體的凝固技術(shù)不同，這將會(huì)導(dǎo)致坯體性能的差異[21-24]。

凝膠注模成型分為兩類：一種是水溶性凝膠注模成型(aqueous Gelcasting)，另一種是非水溶性凝膠注模成型(Non aqueous Gelcasting)[25]。前者適用于大多數(shù)陶瓷成型場(chǎng)合，后者主要適用于那些與水發(fā)生反應(yīng)的系統(tǒng)的成型。該技術(shù)首先發(fā)明的是有機(jī)溶劑的非水凝膠注模成型，隨后作為一種改進(jìn)，又發(fā)明了用于水溶劑的水凝膠注模成型，并廣泛應(yīng)用于各種陶瓷中，非水溶性凝膠注模成型采用有機(jī)溶劑，要求溶劑有較低的蒸汽壓。水溶性凝膠注模成型更進(jìn)一步，有許多優(yōu)點(diǎn)[26,27]：(1)成型過(guò)程與傳統(tǒng)方法類似，簡(jiǎn)便易行；(2)干燥過(guò)程更加容易；(3)降低了預(yù)混液的粘度；(4)對(duì)環(huán)境污染小。因此，該方法被廣泛應(yīng)用。

下面以常用的丙烯酰胺-亞甲基雙丙烯酰胺凝膠體系為例，介紹有機(jī)單體聚合的原位固化機(jī)理。在該系統(tǒng)中，一般選用丙烯酰胺(AM)為單體，雙官能團(tuán)單體亞甲基丙烯酰胺(MBAM)為交聯(lián)劑，過(guò)硫酸銨(APS)為引發(fā)劑，根據(jù)高分子化學(xué)相關(guān)理論，單體自由基會(huì)經(jīng)過(guò)以下反應(yīng)：

1)鏈引發(fā)反應(yīng)

這是形成單體自由基的過(guò)程，首先是引發(fā)劑 APS 分解，形成初級(jí)自由基，這是一個(gè)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)活化能高，反應(yīng)速率??；然后是初級(jí)自由基引發(fā)單體成為單體自由基，見反應(yīng)式(2)，下列各式均用 M·表示初級(jí)自由基。

式(3)初級(jí)自由基引發(fā) MBAM 形成自由基

初級(jí)自由基引發(fā)單體形成單體自由基的過(guò)程是放熱反應(yīng)，反應(yīng)活化能低，所以生成的初級(jí)自由基很快生成單體自由基，但是引發(fā)反應(yīng)階段存在許多副反應(yīng)，這些副反應(yīng)會(huì)消耗引發(fā)劑，使引發(fā)劑效率低。初級(jí)自由基還會(huì)很快和一些阻聚性物質(zhì)作用，失去反應(yīng)活性，氧就是一種效果明顯的阻聚物，氧和自由基(包括初級(jí)自由基、單體自由基、鏈自由基，用 Mx·表示)反應(yīng)，生成比較不活潑的過(guò)氧自由基：

過(guò)氧自由基本身與其它自由基結(jié)合終止，不能再引發(fā)凝膠反應(yīng)。制備凝膠注模成型坯體時(shí)，如果漿料是暴露在空氣中聚合，成型后坯體與空氣接觸處未固化，坯體干燥后固化層會(huì)起皮、剝離。所以凝膠注模成型時(shí)最好能在充 N2的環(huán)境下進(jìn)行。但在本研究中由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的原因，坯體成型都是在空氣環(huán)境下進(jìn)行，成型后的坯體表面會(huì)產(chǎn)生一層薄薄的沒(méi)有凝膠的固化層，輕輕掃刮就可以將其去掉。

鏈引發(fā)反應(yīng)是控制整個(gè)聚合反應(yīng)的關(guān)鍵，也是影響聚合體系分子量的主要因素。

2)鏈增長(zhǎng)反應(yīng)

鏈增長(zhǎng)反應(yīng)即鏈引發(fā)所產(chǎn)生的自由基與單體分子迅速重復(fù)加成，形成鏈自由基的過(guò)程，式(5)表示式(2)生成的自由基與單體 AM 發(fā)生的反應(yīng)，式(6)表示式(3)生成的自由基與單體 AM 的反應(yīng)，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)活化能低，反應(yīng)放熱量大，可達(dá) 84kJ/mol[28]。凝膠時(shí)間就是根據(jù)這個(gè)階段放出的熱量引起體系溫度的升高來(lái)測(cè)定。

3)鏈終止反應(yīng)

兩個(gè)鏈自由基的獨(dú)電子可以相互結(jié)合終止，形成大分子：

三．凝膠注模成型特點(diǎn)

凝膠注模成型工藝的優(yōu)點(diǎn)為[29-31]：

(1)可適用于各種陶瓷材料，坯體中有機(jī)物含量較少，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為3%～5%，但強(qiáng)度較高，一般在10MPa以上?？蓪?duì)坯體進(jìn)行機(jī)加工(車、磨、刨、銑、鉆孔、鋸等)，從而取消或減少燒結(jié)后的加工，是一種凈尺寸成型技術(shù)。由于坯體的組分和密度均勻，因而在干燥和燒結(jié)過(guò)程中不會(huì)變形，燒結(jié)體可保持成型時(shí)的形狀和尺寸比例，成型各種復(fù)雜形狀和尺寸的陶瓷零件。

(2)由于定型過(guò)程和注模操作是完全分離的，定型是靠漿料中有機(jī)單體原位聚合形成交鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠體來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以成型坯體組分均勻、密度均勻、缺陷少。與傳統(tǒng)干法成型技術(shù)相比，它降低了大氣孔的數(shù)量，并改善氣孔的分布，提高坯體的均勻性，從而有利于燒結(jié)致密化和強(qiáng)度的提高。

(3)漿料的凝固定型時(shí)間較短且可控。根據(jù)聚合溫度和有機(jī)物的加入量不同，凝固定型時(shí)間一般可控制在5~60min。

(4)所用陶瓷漿料為高固相(不小于50vol%)、低粘度(小于1Pa·s)。漿料的固含量是影響成型坯體的密度、強(qiáng)度及均勻性的因素，粘度的大小關(guān)系到所成坯體形狀的好壞及漿料的排氣效果。這也是應(yīng)用該技術(shù)的難點(diǎn)和能否成功的關(guān)鍵。

因此該技術(shù)明顯優(yōu)于流延法和注漿法等傳統(tǒng)的濕法成型技術(shù)。目前該工藝的研究受到國(guó)內(nèi)外研究部門和工業(yè)界的極大重視，具有廣泛的應(yīng)用前景，由于粉末冶金材料的成型工藝與陶瓷材料的相似性，也可以把此工藝應(yīng)用于粉末冶金工藝中。

而與陶瓷其它濕法成型工藝相比較，凝膠注模也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

四．凝膠注模成型工藝的重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)高固含量、低粘度漿料的制備。影響固含量的主要因素是粉料在介質(zhì)中的膠體特性如Zeta電位、粘度，因此可通過(guò)選用合適的分散劑，調(diào)節(jié)pH獲得理想的漿料[32,33]。(2)陶瓷漿料的可控固化。在應(yīng)用凝膠注模成型工藝的過(guò)程中，陶瓷漿料的可控固化是一個(gè)棘手的問(wèn)題，這使得人們不得不進(jìn)行陶瓷漿料固化特性的研究。人們通過(guò)對(duì)漿料膠凝點(diǎn)的測(cè)試來(lái)研究其固化特性。對(duì)于膠凝點(diǎn)，塑料工業(yè)已有了成熟的定義和測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)(如美國(guó)的SPI標(biāo)準(zhǔn)和日本的JIS標(biāo)準(zhǔn))美國(guó)橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室的Young A C等人研究了預(yù)混液溫度隨凝膠反應(yīng)發(fā)生時(shí)間的變化，定義了反應(yīng)的誘導(dǎo)期，并且指出了凝膠開始發(fā)生的時(shí)間和溫度——膠凝點(diǎn)[34]。國(guó)內(nèi)科研人員也定義了陶瓷漿料的凝膠點(diǎn)，并且設(shè)計(jì)了測(cè)定凝膠點(diǎn)的試驗(yàn)裝置，系統(tǒng)研究了影響膠凝點(diǎn)的各種因素。

(3)排膠對(duì)坯體強(qiáng)度及其顯微結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在排膠過(guò)程中，隨著排膠溫度的升高，坯體強(qiáng)度及其顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生階段性的變化。低于200℃時(shí)，坯體強(qiáng)度稍有下降；350~500℃時(shí)，由于坯體內(nèi)部高分子網(wǎng)絡(luò)逐漸軟化、分解，其強(qiáng)度顯著下降；高于500℃時(shí)，由于坯體內(nèi)部局部燒結(jié)，強(qiáng)度則逐漸回升[35]。

五．凝膠注模成型工藝的應(yīng)用情況分析

水溶性凝膠注模與傳統(tǒng)的注漿工藝在制漿上類似，且使用的分散劑一樣。該成型方法對(duì)設(shè)備也沒(méi)有特殊要求，使用該工藝已成功制備出氧化鋁、熔融石英、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、高鋁礬土以及它們的復(fù)合材料，以及鎳基高溫合金、BaFe12O19磁性材料、不銹鋼、鎢、鋁合金、金紅石電容器等[36]。該工藝制備的部件可作為汽車零件、鑄造成型用模殼和模芯、導(dǎo)彈頭整流罩和光學(xué)裝置等[37,38]。導(dǎo)彈整流罩過(guò)去多使用耐熱微晶玻璃，雖然Si6-zAlzOzN8-z很早就被認(rèn)為是耐熱微晶玻璃的替代產(chǎn)品，但該類材料在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有合適的工藝把它商品化，而采用凝膠注模成型工藝可以將其制備成近凈尺寸的價(jià)格適中的導(dǎo)彈整流罩[39]，從而使Si6-zAlzOzN8-z材料在美國(guó)“麻雀”和常規(guī)導(dǎo)彈上得到推廣應(yīng)用。凝膠注模成型工藝的優(yōu)勢(shì)為生產(chǎn)形狀復(fù)雜的部件，如軸直徑為50mm，葉片尖端厚度僅為1.5mm的渦輪轉(zhuǎn)子[19]。該轉(zhuǎn)子坯體平均密度為理論密度的53.7%，坯體各部分密度偏差僅在0.2%以內(nèi)。凝膠注模成型工藝在制備多孔陶瓷方面也顯示出良好的前景。據(jù)文獻(xiàn)[40,41]報(bào)道，采用該工藝制備的剛玉質(zhì)多孔陶瓷于1550℃×5h燒結(jié)后的收縮率低于6%；氣孔率為40～50%；平均氣孔尺寸為3.65μm。由于凝膠注模成型所得到的坯體強(qiáng)度高，故可用金屬或便宜的塑料材料作模具來(lái)制作大型形狀簡(jiǎn)單的部件，如制造一個(gè)直徑為60cm、厚度為2.5cm的圓環(huán)形部件。如上述部件采用機(jī)壓，則需要投入較大的模具費(fèi)。盡管凝膠注模成型是一種近尺寸的成型技術(shù)，但生坯具有可加工強(qiáng)度仍然重要，如制備帶螺紋且多孔的復(fù)雜部件，僅靠模具設(shè)計(jì)很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即使能夠達(dá)到要求，制造成本也會(huì)非常昂貴。由于凝膠注模成型工藝的實(shí)用性和先進(jìn)性，世界各國(guó)對(duì)它均顯示出濃厚的研究興趣。主要的研究方向是研制新型高效無(wú)毒的凝膠體系[42]、開發(fā)凝膠注模新的應(yīng)用領(lǐng)域[43-46]、發(fā)展新型無(wú)缺陷凝膠注模工藝等[47-49]。利用凝膠注模工藝可成型的材料包括單相體系材料和復(fù)相體系材料，所研究的粉體尺寸從微米、亞微米到納米，成型坯體的形狀可以從簡(jiǎn)單的塊體到復(fù)雜形狀的部件，如薄壁和厚壁的管子、密封環(huán)、活塞、轉(zhuǎn)子等。由于其工藝先進(jìn)，我國(guó)不少學(xué)者對(duì)它十分重視，相繼對(duì)該工藝進(jìn)行了深入研究[50-52]。

六．凝膠注模成型工藝研究進(jìn)展

凝膠注模成型技術(shù)是20世紀(jì)90年代初一種全新的陶瓷材料濕法成型技術(shù)。該工藝與傳統(tǒng)的濕法成型工藝相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成型坯體組分均勻、密度均勻、強(qiáng)度高、缺陷少、不需脫脂、不易變形、易成型復(fù)雜形狀零件及使用性很強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大重視。凝膠注模成型技術(shù)已經(jīng)被稱為成型技術(shù)史上的一次革命[19]。而且由于凝膠注模成型工藝對(duì)于原料的塑性沒(méi)有要求，可望成為解決瘠性原料成型的新途徑。參考文獻(xiàn)：

[1] 陳學(xué)文，劉維良，陳建華．高性能陶瓷原位凝固成型技術(shù)的研究進(jìn)展．陶瓷學(xué)報(bào)，2005，26(4)：290-291 [2] Binner J G P, McDermott A M, Yin Y, et al.In situ coagulation moulding: a new route for high quality, net-shape ceramics.Ceramics International, 2006,32(1):29–35 [3] Husman W, Graule T, Gaucklerl L J.Centrifugal slip casting of zirconia(TZP).European Ceramic Society, 1994,13(1):33-35 [4] Moreno R, Salomoni A, Stamenkovic I.Influence of Slip Rheology on Pressure casting of Alumina.European Ceramic Society, 1997, 17(2-3):327-331 [5] Graule T J，Baader F H.Shaping of ceramic green compacts direct from suspension by enzyme catalyzed reaction Ceram Forum Int.Bet DKG，1994，71(6)：317-323 [6] Bergstrom L.Method for Forming Ceramic Powders by Temperature Induced Flocculation.US Patent 5340532, 1994-8-23 [7] Lange F.F，Valamakanni B V.Method for Preparation of Dense Ceramic Products.US Patent 5188780,1993-2-23 [8] Xie Z P,Yang J L,Huang Y.The Efect of Silane Additionon Fluidity and Green Strength for Ceramic Injection Moulding.Mater Sci Lett, 1997, 16:1286-1288

第二篇：工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 - 注漿成型制作陶瓷工藝品

注漿成型制作陶瓷工藝品

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.應(yīng)用《無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)》課程中所學(xué)的陶瓷工藝?yán)碚?，認(rèn)識(shí)原料，并確定原料組成及配比范圍。

2.掌握簡(jiǎn)易石膏模具的制做方法，通過(guò)注漿成型制作陶瓷工藝品的流程。

3.以小組為單位制作一件陶瓷工藝品。

4.能對(duì)燒后制品的缺陷作合理的分析，在此基礎(chǔ)上通過(guò)改善制備條件，獲得優(yōu)良的工藝品。

二、實(shí)驗(yàn)原理及步驟

1.原料：

建筑石膏：做石膏模具時(shí)使用。

鉀長(zhǎng)石：為肉紅色，當(dāng)塊度較大時(shí)，經(jīng)破碎、球磨、過(guò)篩后備用。

石英砂：白色，夾雜時(shí)帶黃色。經(jīng)破碎、球磨、過(guò)篩后備用。

紫木節(jié)：為軟質(zhì)粘土，紫色?？煞稚⒃谒?。

大同土：為硬質(zhì)粘土，白色。經(jīng)破碎、球磨、過(guò)篩后備用。

滑石：為白色。

無(wú)水碳酸鈉：白色。

2.儀器及設(shè)備：電子天平，振動(dòng)磨，球磨瓷瓶（帶鵝卵石），空桶（陳腐料漿用），比重計(jì)，石膏模具（帶捆綁繩），燒杯，小刀（或鋸條），燒結(jié)爐

3.步驟：

①稱料：總量：1kg，石英：25%，長(zhǎng)石：27%，紫木節(jié)：22%，大同土：24%，滑石：2%，無(wú)水碳酸鈉（外加）：0.4%，料 ：水=1 ：1

②球磨：料 ：水 ：球=1 ：1 ：2（24h）

③陳腐：陳腐一周。

④測(cè)比重：用比重計(jì)測(cè)定料漿比重。

⑤成型：將石膏模具組裝后捆緊，從注漿口倒入攪拌均勻的泥漿，等坯體到達(dá)一定厚度后，將多于的泥漿倒出，放置4-8h。

⑥脫模：當(dāng)濕坯具有一定強(qiáng)度后，解開模具捆綁繩，平放在桌子上，脫模。

⑦干燥：自然干燥濕坯至坯體顏色發(fā)白且具有一定強(qiáng)度。

⑧修坯：用小刀或鋸條鈍面將坯體表面凸凹不平的部分修理平整。

⑨燒成：自定燒成制度。

⑩缺陷分析：分析制品缺陷并提出解決方案以完善制備條件。

石膏模具的制作：

①根據(jù)成型品的大致形狀折紙模型。

②配制少量石膏漿，80%左右水，待粘稠后倒入紙模型中以粘住底部，防止漏漿。

③依據(jù)紙模型體積稱量石膏粉，85%左右水，混勻并使氣泡盡可能少。粘稠后倒入紙模型內(nèi)。④將事先抹好肥皂的模型浸入石膏中，留少許邊緣以方便取出。放置位置要正。⑤在石膏即將凝固時(shí)旋轉(zhuǎn)模型以將其取出。

⑥靜置至石膏體完全干燥。

⑦使用前用砂紙將工作面打光，并用海綿蘸水除去做石膏模時(shí)留下的脫模劑（肥皂沫）

三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

本次的實(shí)驗(yàn)是最讓人興奮的，因?yàn)榭梢灾谱魈沾晒に嚻罚瓉?lái)都只是在市場(chǎng)上看見陶瓷工藝品，不知道怎么制作的，而通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，不僅使我了解了用注漿成型陶瓷工藝品的制

作流程，也懂得了一件產(chǎn)品的形成過(guò)程。

在做好料漿后，開始挑選模具——一個(gè)小豬存錢罐的模具，它是由兩部分組成的，然后用細(xì)繩將其捆綁好，再用泥料填補(bǔ)好模具縫隙，開始注漿，注漿的厚度通過(guò)模具的?？诳刂疲?dāng)達(dá)到3毫米左右時(shí)停止注漿，然后靜置一段時(shí)間后倒掉料漿，等待4小時(shí)后脫模，在脫模后，一件工藝品就出來(lái)了；這次實(shí)驗(yàn)比較成功，不過(guò)在脫模后發(fā)現(xiàn)做成的小豬工藝品身上有些小洞，這是由于模具在注漿前沒(méi)有擦干凈造成的，細(xì)節(jié)決定成敗，這就是由于細(xì)節(jié)沒(méi)做好，導(dǎo)致最后的成品出現(xiàn)了瑕疵。所以我得到了啟示：今后不管做什么事，我都要注意細(xì)節(jié)。

第三篇：實(shí)驗(yàn)四 鈦酸鋇陶瓷的成型與燒結(jié)

實(shí)驗(yàn)四 鈦酸鋇陶瓷的成型與燒結(jié)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)鈦酸鋇的壓片成型與燒結(jié)工藝，掌握固相法合成陶瓷樣品的一般原理與實(shí)驗(yàn)方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理：化學(xué)反應(yīng)方程式

BaCO3+TiO2=BaTiO3+CO2↑

三、實(shí)驗(yàn)方法： a）工藝流程

造粒---壓片---熱處理

b)原料

鈦酸鋇粉體（實(shí)驗(yàn)一制備）、PVA 7%、無(wú)水乙醇、去離子水H2O c)實(shí)驗(yàn)步驟

（1）稱取實(shí)驗(yàn)一制備好的鈦酸鋇粉體，加入低于粉末質(zhì)量10％的PVA溶液（濃度7%），研磨，用40目篩子過(guò)篩造粒。

（2）秤取2g造粒好的粉末進(jìn)行壓片，模具直徑13mm，壓力5MPa。將控制坯體的密度控制在45～50％（每人壓一個(gè)片）。（3）高溫合成：

I將壓好的陶瓷片放在坩堝里，然后放入電爐內(nèi)，小心關(guān)上爐門。II合上電爐電源，III 設(shè)定反應(yīng)溫度1300℃，保溫3h，升溫程序：rt—300min—600℃—140min—1300℃—180min—1300℃——隨爐冷卻

當(dāng)電爐溫度降低到100℃方可以打開爐門，取出樣品。（4）取出，物性分析：進(jìn)行XRD、SEM或光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察。

四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求

（1）簡(jiǎn)述鈦酸鋇陶瓷壓片成型及熱處理的原理和過(guò)程。

（2）每位學(xué)生必須親自操作，整理完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將自己合成的粉末選擇一種方法（XRD、SEM或光學(xué)顯微鏡）進(jìn)行分析或觀察，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

壓片機(jī)操作規(guī)程

1、接通電源，閉合電源開關(guān)；

2、松開注油孔螺釘，將電接點(diǎn)壓力表上的上限指針調(diào)到所需壓力位置（5MPa）；

3、清理模具，用無(wú)水乙醇將模具表面擦拭干凈，將造好粒的粉末樣品裝入模具中；

4、將模具或需要加壓的樣品放在工作臺(tái)上，并旋緊手輪，將模具固定；擰緊放油閥；按下綠色啟動(dòng)開關(guān)，即開始加壓，直至達(dá)到設(shè)定壓力，電機(jī)會(huì)自動(dòng)停止工作，開始保壓；

5、加壓過(guò)程中，如需提前停止工作，直接按下紅色停止鍵即可；

6、保壓結(jié)束，松開放油閥泄壓；

7、取出模具，倒置，取下模底，墊上退模套，將模具放回壓片機(jī)中心，旋下壓片機(jī)絲桿使樣品退出（嚴(yán)禁用電機(jī)加壓擠出樣品）；

8、清理模具；

第四篇：古陶瓷鑒定方法

古陶瓷鑒定方法

經(jīng)常聽專家講：“該器物器型、胎質(zhì)、紋飾、工藝、款識(shí)……與某某朝完全一致，鑒定為某某朝真品”或“該器物青花發(fā)色艷麗、紋飾生動(dòng)、流暢，但胎質(zhì)、工藝等與某某朝有較大差異，故鑒定為現(xiàn)代贗品，古陶瓷鑒定方法?！甭犉饋?lái)很是有理，但細(xì)一思量，又有不少疑問(wèn)。疑問(wèn)一，如果仿制科學(xué)進(jìn)步到能仿制出與某某朝完全一致的東西怎么辦呢?如今，人類都能在太空漫步，何況是重金誘-惑下的仿制呢?這并非沒(méi)有可能。疑問(wèn)二，如果某一器物是那一時(shí)代的另類，或者是特殊地方窯，與該朝標(biāo)準(zhǔn)器有較大區(qū)別怎么辦?疑問(wèn)三，極貴重的東西往往數(shù)量較少，甚至是孤品，而我們又沒(méi)有其標(biāo)準(zhǔn)怎么辦?這就是標(biāo)型學(xué)的不足。

標(biāo)型學(xué)是以紀(jì)年墓葬出土，或已有定論的器物為標(biāo)準(zhǔn)器，利用類比推理得出結(jié)論的一種鑒定方法。目前在文物鑒定中普遍使用此方法。鑒定程序是：當(dāng)被鑒定物出現(xiàn)時(shí)，鑒定者馬上在頭腦中調(diào)動(dòng)庫(kù)存資料比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果作出判斷。(參閱《中國(guó)考古學(xué)通論》)

首先，從理論上講，標(biāo)型學(xué)使用的類比推理、結(jié)論不具有必然性，即使被鑒定物與標(biāo)準(zhǔn)器特征完全吻合，也不能確定其真?zhèn)危@也是高仿品能混進(jìn)大型知名拍賣會(huì)的原因。同時(shí)，即使兩者在某些特征上不吻合，也不能必然否定其真假，只能說(shuō)結(jié)論是或然的。其次，從當(dāng)前實(shí)際看，標(biāo)型學(xué)主要依賴于鑒定者經(jīng)驗(yàn)，還停留在眼學(xué)階段，不可避免地會(huì)受到鑒定者主觀影響。除經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、品德以外，甚至健康原因、情緒等都會(huì)影響鑒定結(jié)果，所以各位專家意見不一就不足為怪了。再次，許多特定器物的標(biāo)型難以確定。比如汝窯，事實(shí)上現(xiàn)存?zhèn)鞒杏行虻娜旮G器以及汝官窯窯址出土的汝器、瓷片，兩者之間也不完全一致，古董鑒定《古陶瓷鑒定方法》。又比如爭(zhēng)論極多的元青花，在鬼谷子下山大罐拍出2億多后，人們更是議論紛紛，其主要原因就在于標(biāo)型不一致。最后，標(biāo)型要大量積累，并存入大腦中，這也不是一般人所能為的。

總的來(lái)說(shuō)，標(biāo)型學(xué)對(duì)鑒定常規(guī)器、官窯器是有一定作用的(標(biāo)型比較統(tǒng)一)，而對(duì)鑒定非標(biāo)準(zhǔn)器，特殊地方窯就有一定局限了。

為了克服標(biāo)型學(xué)的缺陷，人們嘗試用科學(xué)儀器測(cè)量鑒定法，如：熱釋光測(cè)定、碳14測(cè)定、熒光光譜分析等，儀器測(cè)量法完全避免了人的主觀性，其結(jié)論是客觀的，定量的。但是，又帶來(lái)新的問(wèn)題。首先，一些科學(xué)鑒定法仍需要大量標(biāo)型樣品，而只要需要標(biāo)型樣品，就不能完全避免標(biāo)型學(xué)固有的缺陷。其次，科學(xué)鑒定法只能對(duì)鑒定對(duì)象樣品的結(jié)果負(fù)責(zé)，但鑒定樣品的真?zhèn)尾⒉灰欢ň褪潜昏b定對(duì)象整體的真?zhèn)?，如?duì)胎土樣品鑒定為明代，并不能確證該瓷器就是明代。因?yàn)榭赡艹霈F(xiàn)老胎新彩，接底、換頭等可能。再次，科學(xué)鑒定法結(jié)論往往有一定局限性，如在時(shí)間上只能定在某時(shí)間段內(nèi)，這對(duì)于鑒定清以前器物基本可以，但鑒定近現(xiàn)代器物就有局限了。不管是熱釋光，還是碳14，對(duì)鑒定文-革器就無(wú)能為力了。最后，對(duì)科學(xué)儀器鑒定也可以作做假。如用老瓷片磨細(xì)作胎土對(duì)付碳14法，用人工輻射對(duì)付熱釋光法等。

除了以上鑒定法外，還有“野戰(zhàn)派”最愛用的“痕跡學(xué)”，筆者自身屬于不入流的野戰(zhàn)人士，不揣冒昧，將野戰(zhàn)常用的痕跡法詳述于下，就教于方家。

痕跡大至可以分為兩種：歷史痕跡和工藝痕跡。

先說(shuō)歷史痕跡，歷史痕跡是器物歲月歷煉的結(jié)果，如果排除了人為傷痕的因素，即可證明器物的歷史性。歷史痕跡又可分為增加和減少，即歲月使器物增加或減少了某些東西，傳世器物和出土器的歷史痕跡是不同的。(至于窖藏、庫(kù)藏筆者沒(méi)有體會(huì)，故存而不述。)

第五篇：塑料包裝容器成型方法及模具設(shè)計(jì)論文[范文模版]

【摘要】塑料是構(gòu)成包裝容器的主要材質(zhì)，應(yīng)用范圍較廣。塑料在包裝容器加工過(guò)程中成型較為容易，并且不會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，會(huì)根據(jù)包裝容器的設(shè)計(jì)隨意的改變外觀適應(yīng)不同的產(chǎn)品。隨著科學(xué)水平的不斷發(fā)展以及人們環(huán)保意識(shí)的樹立。塑料包裝容器在設(shè)計(jì)與應(yīng)用上的要求不斷的提升。對(duì)塑料包裝容器成型方法進(jìn)行優(yōu)化，強(qiáng)化模具設(shè)計(jì)，將會(huì)提升塑料的應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】塑料；包裝容器；成型方法；模具設(shè)計(jì)

成型方法與模具設(shè)計(jì)是塑料包裝容器加工的重要方面。能夠根據(jù)產(chǎn)品的主要特點(diǎn)進(jìn)行塑料成型?，F(xiàn)代科技在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與塑料成型上的影響逐漸的擴(kuò)大，并且發(fā)揮著重要的作用。本文對(duì)塑料包裝容器成型方法和模具設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的分析。

1塑料包裝容器成型方法

二次熱成型技術(shù)是塑料包裝容器加工應(yīng)用較為廣泛的方法。主要針對(duì)陰模和陽(yáng)模兩種形式。陰模成型主要是對(duì)溫度進(jìn)行控制，利用熱量將塑料進(jìn)行軟化處理。同時(shí)馬上對(duì)模具內(nèi)部抽取空氣形成真空。這之后軟化之后的塑料會(huì)隨著空氣的抽取在外部壓力影響下改變形狀，形成陰模。陰模主要適用于淺度塑料包裝容器，深度在50mm以下，并且利用陰模成型的方式需要保證材料的厚度能夠符合加工要求。陽(yáng)模成型與陰模具有一定的相似處。在基本原理上較為相同。但是陽(yáng)模成型需要保證模具壁厚度均勻性，并且成型的塑料包裝容器在美觀上要優(yōu)于陰模。陽(yáng)模成型主要應(yīng)用在表面不平整的塑料包裝容器，并且會(huì)隨著塑料包裝容器尺寸的變化產(chǎn)生不同的效果。吹泡成型法相比陽(yáng)模陰模成型方法優(yōu)勢(shì)更加的明顯，能夠?qū)δ＞弑诘暮穸冗M(jìn)行均勻性控制。同樣在對(duì)塑料進(jìn)行加熱軟化的過(guò)程中需要特別注意加熱幅度的變化。在塑料簡(jiǎn)單成型之后就要注入經(jīng)過(guò)壓縮之后的空氣，能夠保證塑料進(jìn)行適度的拉伸。吹泡成型法主要是應(yīng)用在尺寸較大的包裝容器。栓塞推下真空成型方式通過(guò)對(duì)板材進(jìn)行受力影響，能夠使栓塞進(jìn)行延伸，同時(shí)進(jìn)行抽取空氣形成真空。栓塞推下真空成型方式較為簡(jiǎn)便，對(duì)模具壁的厚度進(jìn)行有效的掌握，主要應(yīng)用在較深的型腔制作。

2模具設(shè)計(jì)

模具成型需要進(jìn)行真空制作，這樣就需要進(jìn)行抽氣孔的制定。明確抽氣孔的大小需要按照成型模具進(jìn)行制作。模具材質(zhì)要保證塑料的流動(dòng)性，根據(jù)抽氣狀況進(jìn)行選擇。較好的塑料可以將抽氣孔設(shè)置小一些；同時(shí)材質(zhì)較差的塑料，可以將抽氣孔設(shè)置較大。尺寸要保證對(duì)材質(zhì)厚度相適應(yīng)。抽氣孔的數(shù)量要隨著容器增大不斷的提升。抽氣孔間距要保證在25mm以上，30mm以下。有效的間隔能夠使空氣順利的排除。抽氣孔的設(shè)置需要將模具中的空氣能夠在短時(shí)間內(nèi)排除。抽氣孔要設(shè)置在模具的最低點(diǎn)。模具在成型的過(guò)程中需要確定塑料的收縮率。這樣能夠保證模具成型之后形成更好的真空效果。收縮率在模具成型的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，在一般情況下收縮量25%是取出后在室溫下1h內(nèi)產(chǎn)生的，其余的收縮量25%是在取出后的24h內(nèi)產(chǎn)生的。影響收縮率的因素有很多，針對(duì)這種情況需要對(duì)型腔進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證塑料的收縮路率能夠控制在合理的范圍之內(nèi)。模具在成型的過(guò)程中都會(huì)形成不同程度的邊角。這種邊角要比材質(zhì)厚。為了能夠更好的提升模具的質(zhì)量，在進(jìn)行模具成型的過(guò)程中需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬A斜，保證一定的成型角度。斜度應(yīng)取0.50-30，通常取20為宜。而對(duì)于陽(yáng)模的斜度則應(yīng)取20-50，通常取50。成型角度能夠更好的實(shí)現(xiàn)模具質(zhì)量水平的提升。在完成模具成型之后形成的真空效果表面較為粗糙，對(duì)脫模會(huì)造成很大的影響。針對(duì)這種情況，在進(jìn)行模具成型時(shí)真空條件下需要對(duì)空氣進(jìn)行必要的壓縮。這樣就會(huì)降低成品的粗糙度，不容易使模具粘到一起，使脫模更加的簡(jiǎn)便。真空情況下的模具會(huì)在表面形成一定的粗糙感，這是不能夠避免的情況，只能夠通過(guò)有效的方式降低粗糙度。可以通過(guò)打磨等方式對(duì)模具表面進(jìn)行平整處理。模具的壓縮與真空效果對(duì)于型腔的形成都具有各自的特點(diǎn)，但都是對(duì)空氣進(jìn)行的有效處理。模具邊緣會(huì)設(shè)置一定的邊界，這種邊界要比模具相對(duì)較高。邊界的高度位于模具邊緣的0.4mm左右，更有利于將空氣順利排出。對(duì)模具的邊緣要進(jìn)行密封處理，這樣能夠更好的阻止外界空氣流通到模具內(nèi)部，影響到真空效果。模具邊緣部分也需要進(jìn)行密封設(shè)置，充分進(jìn)行空氣隔絕流通。對(duì)塑料進(jìn)行的加熱主要是通過(guò)電阻絲加熱實(shí)現(xiàn)的，或者是紅外線燈以及石英管加熱器。無(wú)論是采用哪種方式對(duì)塑料進(jìn)行加熱，都要根據(jù)不同材質(zhì)的塑料設(shè)定合適的溫度，并且能夠?qū)訜崞鬟M(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，利用材質(zhì)特點(diǎn)與溫度的變化進(jìn)行加熱。

3模具材質(zhì)

模具在材質(zhì)的選擇上需要考慮在真空狀態(tài)下成型的特點(diǎn)，因此主要是金屬與非金屬兩種。木材、塑料等是較為常見的非金屬模具材質(zhì)。非金屬材質(zhì)價(jià)格較低，易于大范圍采購(gòu)應(yīng)用。同時(shí)非金屬材質(zhì)組織較為緊密，不會(huì)發(fā)生變形，同時(shí)在生產(chǎn)量上能夠保證模具的使用。但同時(shí)非金屬材質(zhì)不容易保存，在運(yùn)輸或者使用的過(guò)程中都會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。在一般情況下,為了能夠增加非金屬材質(zhì)的強(qiáng)度，會(huì)添加一定的水泥，并且會(huì)設(shè)置鐵絲，這樣能夠提升非金屬模具的使用效果。但是要保證非金屬模具一定的生產(chǎn)批量，避免使用不當(dāng)造成不必要的損失。非金屬材質(zhì)的模具很容易進(jìn)行加工，生產(chǎn)周期相對(duì)較短，能夠更好的應(yīng)對(duì)腐蝕等。在生產(chǎn)規(guī)模上適用于批量較大。主要的塑料為酚醛樹脂等。金屬材質(zhì)的模具適合長(zhǎng)期使用，但是金屬模具造價(jià)相對(duì)較高。不容易控制成本，因此在模具生產(chǎn)上需要進(jìn)行數(shù)量上的控制。金屬模具在耐腐蝕性上效果最為明顯。鋁作為金屬模具的主要材質(zhì)在由于自身特點(diǎn)的原因在生產(chǎn)量上能夠進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用。并且在鋁模具表面鍍上銅等會(huì)增加抗磨性，應(yīng)用時(shí)間和效果上會(huì)更加的明顯。對(duì)塑件的收縮率要控制在一定的范圍之內(nèi)。例如陽(yáng)模PS要在0.5—0.8之間；PE、PP在2—3之間；ABS為0.4；PC0.6；同時(shí)陰模PS在0.8—1.0之間；PE、PP是3—4之間；ABS為0.8；雙向PS也是0.8.根據(jù)不同的材料對(duì)加熱蕊數(shù)也要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。例如增韌聚苯乙烯為1.5K-3.5K（W/cm2）之間；聚乙烯為5K（W/cm2）；聚碳酸酯為3.5K-5K（W/cm2）；定向聚苯乙烯為4.7K（W/cm2）。材料和塑件的收縮率在塑料包裝容器模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，能夠提升塑料包裝容器成型效果。對(duì)不同的材料引起的收縮情況進(jìn)行分析，將會(huì)更好的指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)工作的開展。同時(shí)還能夠?qū)λ芰铣尚瓦M(jìn)行影響。不同材料在融合應(yīng)用過(guò)程中要做好各熔點(diǎn)的控制，使材料更好的結(jié)合發(fā)揮自身的功能性作用。

結(jié)語(yǔ)

人們生活水平不斷的提升對(duì)于環(huán)保事業(yè)的發(fā)展越來(lái)越重視。對(duì)包裝容器的材料選擇上更加注重安全節(jié)能環(huán)保效果。實(shí)現(xiàn)塑料包裝容器的可降解，循環(huán)利用能夠更好的推動(dòng)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。塑料包裝容器在生產(chǎn)工藝上要不斷的進(jìn)行創(chuàng)新，嚴(yán)格控制成型方式，強(qiáng)化模具設(shè)計(jì)。選擇合適的生產(chǎn)工藝進(jìn)行塑料包裝容器的加工。對(duì)塑料包裝容器加工進(jìn)行積極產(chǎn)業(yè)調(diào)整，快打綠色包裝技術(shù)的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)整體行業(yè)生產(chǎn)模式不斷的優(yōu)化改革，更好地推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

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