氧化锆陶瓷可塑成形工艺原理

　　氧化锆陶瓷可塑泥团是由固相、液相、气相组成的塑性一粘性系统，由粉料、粘结剂、增塑剂和溶剂组成。氧化锆陶瓷可塑泥团与粉浆的重要差别在于固液比不同。氧化锆陶瓷可塑泥团含水一般为19％～26％，而粉浆含水高达30％～35％。泥团颗粒间存在着两种力：

　　①吸力，主要有范德华力、静电引力和毛细管力。吸力作用范围约2nm。毛细管力是泥团颗粒问引力的主要来源。

　　②斥力，在水介质中，斥力作用范围约20nm。当系统中水含量高，颗粒相距较远，表现出以斥力为主。当水含量低时，颗粒接近，表现出以吸力为主，成为泥团。

　　氧化锆陶瓷可塑成型要求泥团有一定的可塑性。所谓氧化锆陶瓷可塑性是指团料在外力作用下产生应变和去除外力后保留这种变形的能力。如果一个泥团在外力作用下极易变形，外力去除后又基本保留这种变形，我们说这种氧化锆陶瓷泥团具有良好的可塑性。力很小时，应力σ与ε应变占呈直线关系，变形是可逆的。这种弹性变形主要是泥团中含有少量的空气和有机塑化剂引起的。如果应力超过矿则出现不可逆的假塑性变形。被称之为流动极限或屈服极限。应力超过σγ后，泥团具有塑性性质。去除应力后，只能部分恢复应变εγ剩下的γη。是不可逆部分。若重新施加应力超过σρ泥团开裂破坏。此时的应变值为艿ερ成形时，希望泥团长期维持塑性状态。如果压力缓慢和多次加到泥团上，则有利于塑性状态的形成。有两个参数对泥团成形是重要的一是屈服极限σρ另一个是ερ现裂纹的变形量。希望氧化锆陶瓷泥团有高的屈服极限，以防偶然的外力引起变形。也希望有足够大的破裂变形量，以便成形过程中不出现裂纹。常用“σγχερ”来评价泥团的成形能力。不同的可塑成形方法对这两个参数的要求是不尽相同的。挤压和{带坯成形要求高些，以使坯体形状稳定。旋坯成形或滚压成形则可小些。影响泥团可塑性的主要因素有：

　　1)氧化锆陶瓷原料的性质和组成。一般来说，氧化锆陶瓷原料本身是不能改变的因素。阳离子交换力强的原料，一方面可使氧化锆陶瓷粒子表面形成水膜，增加可塑性，另一方面由于氧化锆陶瓷粒子表面带有电荷，不会聚集。降低粒度，比表面积增加，也可增加阳离子交换能力。同时细粒原料形成水膜所需的水量多、毛细管力大。这些是细粒泥团可塑性好的原因粘土粒度愈细，含水量愈多，可加工性愈好。

　　2)氧化锆陶瓷吸附离子的影响。从被吸附的阳离子价数来考虑，三价阳离子价数高，和带负电荷的粒子吸引力大，大部分进人胶团的吸附层中，整个胶粒电荷低，因而斥力减小、引力增加，所以泥团可塑性增加。二价阳离子次之，一价阳离子最小。在一价阳离子中，氢是一个例外。因为它实际上是一个原子核，所以电荷密度最高，吸引力也最大，从而可塑性也最大。原料颗粒吸附不同的阳离子时，其可塑性的顺序和阳离子交换的顺序是相同的即：H+>A13+>Ba2>ca2>Mg2>NH2>K+>Na+>Li+

　　3)氧化锆陶瓷溶剂的影响。最常用的溶剂(分散介质)是水。只有含有适当水分时，泥团才有最大的可塑性。一般来说，水膜厚度为0.2mm时泥团的可塑性最高。
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