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河南省精品课程——陶瓷工艺原理 河南省精品课程——陶瓷工艺原理 陶瓷工艺原理 第二章 粉体的制备与合成 第三章 配料计算 第六章 陶瓷的加工及改性 　　　间接法爆炸烧结装置 （a.单面飞片；b.单活塞；c.双活塞） 直接法爆炸烧结装置 爆炸烧结机理 ① 颗粒的塑性变形以及颗粒问的相互碰撞、孔隙塌缩、颗粒表层的破坏导致颗粒表面的沉热和熔化：发生焊接。 ② 颗粒的破碎、孔隙的填充、颗粒表面由于热量的沉积而发生部分熔焊或固态扩散结合。 5.6 烧结设备 　　烧结是在热工设备中进行的，这里热工设备指的是先进陶瓷生产窑炉及其附属设备。烧结陶瓷的窑炉类型很多，同一种制品可在不同类型的窑内烧成，同一种窑也可烧结不同的制品。 　　本节将介绍常用的间歇式窑炉、连续式窑和辅助设备，如：电炉、电隧道窑以及电发热元件等。 5.6.1 间歇式窑炉 按其功能新颖性可分为电炉、高温倒焰窑、梭式窑和钟罩窑。 一、电炉 电炉（electric furnace）是电热窑炉的总称。一般是通过电热元件把电能转变为热能，可分为电阻炉、感应炉、电弧炉等。 箱式电阻炉实物图（a）和炉体结构示意图（b） 管式电阻炉实物图（a）和炉体结构示意图（b） 电磁感应加热炉（magnetic induction heating） 由于电磁感应作用在导体内产生感应电流，而这种感应电流因为导体的电阻而产生热能的一种电炉。它又可分为感应熔炼炉和感应加热炉，常利用感应炉研制氮化硅等。 电弧感应加热炉（arc induction heating） 热量主要由电弧产生的电加热炉，用于人工合成云母、生产氧化铝空心球及硅酸铝耐火纤维优质保温材料等。 二、高温倒焰窑（reverse flame kiln） 倒焰窑工作流程 1-窑室；2-燃烧室；3-灰坑；4-窑底吸火孔；5-支烟道；6-主烟道；7-挡火墙；8-窑墙；9-窑顶；10-喷火口 三、梭式窑（drawer kiln） 梭式窑结构示意图 1-窑室；2-窑墙；3-窑顶；4-烧嘴；5-升降窑门； 6-支烟道；7-窑车；8-轨道 四、钟罩窑（bell kiln） 5.6.2 连续式窑 连续式窑炉的分类方法有多种，下面按制品的输送方式可分为隧道窑、高温推板窑和辊道窑。 与传统的间歇式窑相比较，连续式窑具有连续操作性，易实现机械化，大大地改善了劳动条件和减轻了劳动强度，降低了能耗等优点。 一、隧道窑（tunnel kiln） 二、高温推板窑 椎扳式电热隧道窑的通道由一个或数个隧道所组成，通道底由坚固的耐火砖精确砌成滑道，制品装在推板上由顶推机构推入窑炉内烧成。 三、辊道窑（roller kiln） 辊道窑是电热式隧道窑的一种，只是传递烧结样品的传递系统不是传统的窑车、推板，而是同步转动的陶瓷或金属辊棒。每条辊子在窑外传动机构的作用下不断地转动；制品由隧道的预热端放置在辊子上，在辊子的转动作用下通过隧道的预热带、烧成带和冷却带。 5.6.3 窑炉辅助设备 发热元件 电炉按炉温的高低可以分为低温（工作温度低于700℃）、中温（工作温度为700—1250℃）和高温（工作温度大于1250℃）三类。炉温在1200℃以下，通常采用镍铬丝、铁铬钨丝，炉温为1350—1400℃时采用硅碳棒；炉温为1600℃可采用二硅化钼棒为电热体。 元件的寿命取决于以下三个因素： 正确的安装，控制合理的升温降温速率，元件的碰撞。 常见硅钼棒形状 5.7 最佳烧成制度的确定 烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度，影响产品性能的关键是温度及其与时间的关系，以及烧成时的气氛。 其中温度制度，气氛制度需要根据不同产品要求而定，而压力制度是保证窑炉按照要求的温度制度与气氛制度进行烧成。 制定烧成制度的依据： （1）以坯釉的化学组成及其在烧成过程中的物理化学变化为依据。 （2）以坯件的种类、大小、形状和薄厚为依据。 （3）以窑炉的结构、类型、燃料种类以及装窑方式和装窑疏密为依据。 （4）以相似产品的成功烧成经验为依据。 5.7.1 温度制度的确定 温度制度包括升温速度、烧成温度、保温时间及冷却速度等参数，并最终制定出适宜的烧成曲线。一般通过分析坯料在加热过程中的性状变化，初步得出坯体在各温度或时间阶段可以允许的升、降温速率等。这些是拟定烧成制度的重要依据之一。 具体可利用现有的相图、热分析资料（差热区县、