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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划陶瓷材料不变形陶瓷制品的变形是目前比较普遍存在的缺陷。因此，找出变形的原因，采取相应的工艺技术和管理措施来克服变形缺陷，是陶瓷生产中重要的一环。变形缺陷不仅与原料配方、成型、高温烧成等工序有关，还与人为的操作及管理有关。总之，变形的原因是错综复杂的，笔者就以下几个方面进行探讨。一、配方不合理的变形配方中采用钠长石较多，在高温时钠长石玻璃随温度的升高粘度急剧下降，易引起制品的高温变形，如果坯体中氧化钙含量高也增加变形倾向，此外采用的坯泥的收缩率过大，也使制品容易变形。二、生坯密度不均匀
2、的变形生坯的各部分致密程度不同，使坯体在密度低的部分，烧成收缩大，而在密度高的部分烧成收缩小，因而引起制品变形。生坯密度不均匀是由于坯料不均匀以及成型时制品各部分受压不均匀引起。三、制品在成型时粘土薄片方面的变形制品在成型时，薄片状粘土颗粒择优取向排列，使垂直于粘土薄片方向的收缩大，而平行于粘土薄片方向的收缩小。例如：真空练泥机挤出的泥段沿轴向的收缩小于沿径向的收缩。当制品各部分粘土薄片取向不一致时，制品发生不均匀的收缩而导致变形。四、制品在自重作用下的变形当制品含有多种玻璃相，在高温时具有一定的塑性，一些制品可能在自身重量的作用下发生变形，这对大件制品尤其明显。某些制品由于器型的重心偏于一边
3、，例如由于杯把的重力作用，使杯的上口沿着杯把的方向变形成椭圆形。某些大件制品烧成时，由于底面受摩擦力的影响收缩量比上面的要小而发生变形。如设计器形时考虑这些因素，则可以得到适当的补偿，使烧成制品的变型尽量得到克服。五、成型或干燥不合理引起的变形成型干燥不合理而引起的变形在未烧结前并不明显。如成型时滚压机的滚压头部位安装不紧，机器转动不止，滚头压下时受力不均匀，施水不均匀，坯体厚薄不均匀，或含水率不均匀等都易引起变形。成型时取泥以及切泥的方法不对也易引起变形。干燥不均匀往往使制品在石膏模中已经变形，强迫脱模过早或过迟都易引起变形。有时生坯含水较高也易发生变形，随后用人工予以纠正，但烧后还是变形。
4、六、制品烧成时的变形陶瓷制品的导热系数一般较低，制品加热时有的面直接受热，有的面不直接受热，直接受热的面收缩大，而非直接受热的面收缩小，这样也可能引起制品变形。如平盘制品边缘往往向上翘曲。另外，烧成温度过高，升温过快，高温时间太长，钵底不平，钵柱装得不正等都易引起变形。因此，要克服陶瓷制品变形缺陷，从配方上应考虑使制品的收缩率减小，并尽可能使坯料各部分均匀，合理地设计器形，改善成型方法等。装烧时最好设计一定形状垫饼。另外。各工序还要加强管理，克服人为造成的变形。陶瓷材料的超塑性刘文娣齐鲁工业大学材料科学与工程学院材工10-2班山东济南摘要：虽然陶瓷材料在本质上是一种脆性材料；然而研究已表明细晶
5、陶瓷材料具有超塑性，在高温下能产生很大的拉伸形变。陶瓷材料的超塑性可以定义为在拉伸载荷下显示异常高的延伸率，断裂前无颈缩发生。通过对超塑性晶界滑移微观机理的解释，了解超塑性产生的原因，进而分析一下陶瓷材料的形变特征参数，最后简单介绍纳米陶瓷材料，及陶瓷材料超塑性的发展前景。关键词：陶瓷材料；超塑性；晶界滑移；相变超塑性；陶瓷应用引言：陶瓷材料由于具有优良的性能,如高强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨、比重小等,因而得到越来越广泛的应用,尤其适合用于在高温、摩擦和腐蚀介质的场合取代金属部件。陶瓷很容易获得细晶结构，而且结构比较稳定，即使在较高的温度时晶粒长大也不是很明显，这显示了陶瓷具有超塑性变形的潜力
6、，但陶瓷材料在常温下几乎不产生塑性变形，实现超塑性形变要比金属材料困难得多。陶瓷材料的超塑性可以定义为在拉伸载荷下显示异常高的延伸率，断裂前无颈缩发生。陶瓷的超塑性要求1.试验温度应达到材料熔化温度的一半以上；2晶粒尺寸要很小，通常应小于,并在变形过程中保持恒定应变速率较低。相变超塑性：并不要求具有超细晶粒组织，而是在一定的温度和应力条件下，经过多次循环相变或同素异构转变而获得大延伸率。陶瓷材料超塑性变形的结构特征晶界滑动是人们普遍接受的变形机制，从晶界的组织结构出发，可以将晶界滑动分为三种类型：第一，界面结构使晶界上的原子比在晶格内的扩散快得多，这种类型的界面一般来说是大角度晶界；第二种类型
7、，晶界间存在少量液相，如果晶相在液相中有一点溶解度，就可以增强晶间的扩散作用；第三种类型，主要是小角度晶界，推测是晶间位错而产生的超塑性，它具有最大的变形速率，在工艺技术上最有意义。对于受扩散控制的形变过程，高温超塑性形变的特征方程可表达为：bp?AGb()?DkTd?G?.n式中：?为应变速率;A为常数;G为剪切模量;b为伯氏矢量;k为玻尔兹曼常数;T为绝对温度;d为晶粒大小;p为晶粒尺寸指数;?为应力;n为应力指数;D为扩散系数。D?D0exp(?Q/RT)，其中D0.为频率因子;Q为激活能;R为气体常数;n，p和Q是描写形变过程的特征参数。在温度和晶粒尺寸不变的条件下，方程还可进一步简化
8、为:?A?或?B?式中B为常数，m=l/n，称为应变速率敏感性因子。通常当m(或n?3)时，由于流动局部化和颈缩受到有效的抑制，材料才能产生明显的超塑性.。晶体受力时，晶体的一部分相对另一部分发生平移滑动，叫做滑移。滑移是在剪应力作用下在一定滑移系统上进行的。晶体形变后，表面出现一些条纹，在显微镜下可以看到这些条纹组成一些滑移带，.至于多晶陶瓷，其晶粒在空间随机分布，不同方向的晶粒，其滑移面上的剪应力差别很大。即使个别晶粒已达临界剪应力而发生滑移，也会受到周围晶粒的制约，使滑移受到阻碍而终止。所以多晶材料更不容易产生滑移。滑移时存在一位错宽度滑移机制晶体中已滑移的部分和未滑移部分的分界线是以位
9、错作为表征的。但这种分界并不是有一个鲜明的界线，实际上是一过渡区域，这个过渡区域称为位错的宽度，如图所示。位错之所以有一定宽度，是两种能量平衡的结果。从界面能来看，位错宽度越窄界面能越小，但弹性畸变能很高。反之，位错宽度增加，将集中的弹性畸变能分摊到较宽区域内的各个原子面上，使每个原子列偏离其平衡位置较小，这样，单位体积内的弹性畸变能减小了。位错宽度是影响位错是否容易运动的重要参数。位错宽度越大，位错就越易运动。陶瓷材料的形变特征参数应力指数n，含有玻璃相时一般为2以下.粗晶粒的n=1，属于纯扩散蠕变，是受晶格扩散控制的晶界滑移。n=2时的晶界滑移，是受界面反应控制的扩散；无玻璃相时为3左右；
10、当晶粒尺寸由微米增加到微米时，应力指数由减为高温下的晶粒生长引起应变硬化，含有玻璃相时使流动应力下降，强化了超塑性流动，最大变形量增加，形变温度下降。活化能涉及到变形机理和离子的扩散过程，一般为500-600KJ/mol。随着晶粒尺寸的增加而下降，例如当及晶粒尺寸有增加到微米时，活化能由580降低为500KJ/mol.。在高温超塑性变形过程中，由于晶界滑移在晶界处产生应力集中，当应力集中超过临界值时，空洞就成核。空洞主要在应力集中最严重的三晶交汇处成核，随应变的增大而长大，并沿着晶界发展，部分空洞连结在一起形成裂纹，成为断裂的起源，降低了材料的力学性能。空洞的产生意味着扩散过程来不及松弛晶界滑
11、移所产生的局部应力集中，限制了断裂前的最大变形量。在受压条件下，晶间脆性的影响不能得到有效的反映，晶间空洞和晶界分离或裂纹受到一定程度的压抑，故所表现出的塑性形变不能严格地体现真正的超塑性行为，只能说明具有高的延展性。严格地说，按传统习惯把超塑性限定为材料具有异常大的拉伸延展性。但是过去有许多试验是在受压条件下进行，而且也应用压缩成形，如锻造、挤压等的超塑性加工，故从实际出发，应把异常大的压缩延展性也认为是超塑性.二纳米陶瓷的结构与超塑性纳米陶瓷的显微结构特征是，晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是处于纳米量级的水平。超塑性要求晶粒细小，纳米材料完全符合这一要求，预计纳米陶瓷应该具有
12、很好的超塑性。纳米材料的晶界层所占的体积分数可能接近于晶粒的体积，晶界便具有举足轻重的作用，许多界相的结合时不对称和松散的，容易在外力作用下产生相对位移。纳米陶瓷在高温下具有类似于金属的超塑性。扩散系数比普通材料提高了3个数量级，晶粒尺寸降低了3个数量级，扩散蠕变速率高出1012倍。因此，在较低的温度下，纳米陶瓷材料因其高的扩散蠕变速率可对外力作出迅速反应，造成晶界方向的平移，从而出现超塑性。纳米氧化锆陶瓷在1250下，施加不太大的力就约有400%的形变。三陶瓷材料超塑性的发展前景超塑性陶瓷材料的未来应用既取决于它在变形过程中是否成功，也取决于在长期使用中有没有过早破坏的可能性。迄今为止，已经
13、报道过Al2O3。ZrO2和Al2O3-ZrO2陶瓷的热锻造；把Y-TZP烧结坯料锻至净形和完全致密化，挤压加工Y-TZP，扩散连接Y-TZP/Al2O3复合材料。通过对陶瓷材料超塑性的研究，进而可在一些领域如航天等高新技术领域取代金属或金属合金，推动陶瓷材料更广泛的应用。文献：杨斌张小珍Al2O3陶瓷及其复合材料的超塑性研究中国陶瓷工业XX年4月第13卷第2期胡士廉陶瓷材料的超塑性研究中国科学院上海冶金研究所材料物理与化学博士论文XX年叶建东陈楷陶瓷材料的超塑性无机材料学报1998年03期期刊论文：陶瓷材料超塑性研究进展第18卷第4期无机材料学报陶瓷原材料标准1范围本标准规定了陶瓷用原料技术
14、要求、检验规则、运输和贮存。本标准适用于陶瓷用粘土，包括高岭土、瓷泥、膨润土。2引用标准HG/T3210-XX耐酸陶瓷性能试验方法Q/PHT20201-XX陶瓷材料及制品化学分析方法Q/PHT20220-XX陶瓷原材料、坏泥料水分测定方法Q/PHT603-XX泥料3技术要求化学成分粘土化学成份应符合表1规定的要求。表1粘土化学成份质量要求注：符号“”表示灼烧减量。烧后质量工业铝粉、瓷管粉、精洗宜春泥、苏州土、黑泥、常宁泥经1300煅烧后应为白色，不允许有明显肉眼可见斑点、条纹杂质。贵州土、常宁原矿泥、高温界牌泥、麻山泥、麻山高岭石、麻山瓷石经1320煅烧后应为白色块状，允许有少许斑点和条纹杂质
15、。河南高岭土、麻山泥、溆浦泥、宁乡耐火泥、高温界牌泥、广东东莞泥经1320煅烧后呈白、灰白、浅黄色，允许有少量异色斑点和杂质。白泥、界牌泥经1280煅烧后应为白色，允许有少量杂质，烧后不变形、不起气泡。七里山泥、长丰泥经1250煅烧后应为白、浅黄白及浅灰白色，允许有少量异色斑点和条纹杂质，且不变形、不起气泡。醴陵瓷泥、南坑石经12501300温度下煅烧后应为白、浅黄白色及浅灰白色，不允许有明显肉眼可见斑点，且不变形、不起气泡。瓷泥粉经12801420温度下煅烧后应为白、浅灰白、浅黄白等色，烧后不变形、不起气泡，不能有影响外观麻点、斑点。钾长石经1250温度下煅烧后应为白色半透明玻璃状。筛余量精洗宜春泥120目筛余量%。5、试验方法外观质量的鉴别用肉眼进行。化学分析按Q/PHT20201规定进行。煅烧试验在高温电炉内进行，烧后质量用肉眼进行鉴别。水份测定按Q/PHT20220规定进行。筛余量测定按Q/PHT603规定进行6、检验规则原料每次进厂后应
