陶瓷工艺学第7章-干燥课件.ppt

1、多媒体课件无机非金属材料教研室无机非金属材料教研室第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学本章要点本章要点：l 掌握坯体的干燥机理及干燥方法；l 掌握如何制定干燥制度；l 了解干燥时容易产生的缺陷及防止方法。l 掌握如何制定干燥曲线和选择干燥方法。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学干燥：干燥：是从含水物料中排除其所含水分的工艺过程。是从含水物料中排除其所含水分的工艺过程。干燥的作用：干燥的作用：（1）由泥浆或泥饼制取符合成型要求水分的粉料；（2）使成型坯体具有一定强度，以便于运输和加工；（3）使坯体具有一定吸附釉浆的能力，以便于施釉；（4）能够顺利进行入窑

2、烧成，提高效率。研究干燥过程的目的：研究干燥过程的目的：l 要解决在保证干燥质量的前提下，强化干燥过程，尽量提高干燥速度的问题；l 要解决在保证产量、质量的前提下尽力降低消耗的问题。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学一、一、物料中的水分物料中的水分 物料中水分：有物理结合水和化学结合水两大类。化学结合水在物料组成中与某些成分互相化合，结合比较牢固，排除时需要有较高的能量。因此，化学结合水的排除不属于干燥过程。物理结合水又分自由水和大气吸附水两种。自由水是物料与水直接接触时所吸收水分，它存在于物料大毛细管中，与物料结合松弛，故也称机械结合水。自由水排除时，体积收缩，又称收缩

3、水。大气吸附水是存在于物料微毛细管中及物料细分散的胶体颗粒表面的水，它处于分子力场所控制的范围内，与物料结合较牢。大气吸附水排出时，物料体积不发生收缩。7.1、干燥原理、干燥原理 第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学二、物料的干燥过程二、物料的干燥过程 1、加热阶段、加热阶段 物料受热后温度升高，当物料表面温度达到干燥介质的湿球温度时，表面获得热与蒸发耗热达到平衡，温度不变。2、等速干燥阶段、等速干燥阶段 表面维持潮湿状：表面蒸发多少，内部就能补充多少。表面温度恒定：外界传给表面的热量等于水分气化所需热量。分压恒定：物料表面的水汽分压等于表面温度下的饱和水汽分压，干燥速率恒

4、定，故称等速干燥阶段。坯体会产生体积收缩，速度过快，坯体出现裂纹或变形。对干燥速率应慎重进行控制。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学3、减速阶段、减速阶段 物料含水量逐渐下降到表层开始出现大气吸附水时，此时等速干燥阶段结束，进入降速干燥阶段。由于物料含水量减少，内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度，表面不再维持潮湿，干燥速率逐渐降低，物料表面温度开始逐渐升高。当物料水分下降至等于平衡水分时，干燥速率降为零，干燥过程停止。降速干燥阶段，坯体已不再有明显的体积收缩，提高温度，促进内扩散速度，加速干燥过程并无危险。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学

5、 三、影响干燥速率的因素三、影响干燥速率的因素1、物料的性质和结构 粘土的可塑性愈强，加入量愈多，颗粒组成愈细，干燥速率就愈难以提高。2、坯体形状和大小，单面干燥还是双面干燥 坯体愈大，愈重，形状愈复杂，则干燥愈慢。变单面干燥为双面干燥，可以加快干燥过程。3、坯体最初含水量和干燥后残余水分要求 坯体最初含水量愈多，干燥时间愈长；对坯体的残余水分要求越少，则烧成时升温可以越快，但过少，可能发生开裂。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学4、干燥介质的温度和湿度 干燥介质的温度越高，湿度越小，吸收水分的能力越大。5、干燥介质的流速 增大干燥介质的流速，减薄边界层的厚度，增大对流传

6、质系数，则干燥速率可以加快。6、加快对物料的传热 提高干燥介质温度，加快传热过程，可缩短干燥时间。7、使热扩散与湿扩散的方向一致 湿扩散是由温度高的地方指向湿度低的地方。热扩散是由温度高的地方指向温度低的地方。在对流干燥时，湿扩散与热扩散方向相反。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学 7.2、干燥方法、干燥方法l 自然对流干燥自然对流干燥 是以空气（大气）作为干燥介质，由于空气密度不同而引起对流，当空气源源不断掠过湿坯时，即带走湿坯表面逸出的水汽，而使坯体得以干燥。为了加快干燥过程，可利用工厂的余热或另设热源来加快空气和制品。多用于泥料和成型后湿坯的干燥。第七章第七章 干燥

7、干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学l 强制对流干燥强制对流干燥 是采用强制通风手段，利用具有一定流速的热空气吹拂欲干燥的坯体表面，使其得到干燥的方法。1、间歇式干燥器 适用于大型或难以干燥制品的干燥,但操作过程较复杂,能源消耗较高.2、连续式干燥 特点：湿坯连续不断进入干燥器，在不同区段时，与温度湿度或流速不同的干燥介质相遇，干燥后离开干燥器。包括：隧道式；链式；自动立式；辊道式。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学l 辐射式干燥辐射式干燥 是利用红外线、微波等电磁波的辐射能，使物料除去水分的方法。1、红外线干燥（0.721000m）红外线干燥不污染制品，特别适用于施釉

8、制品及对表面质量要求高的产品的干燥。2、微波干燥（0.0011m）坯体加热干燥均匀；能源消耗少；穿透能力强；干燥速度快而均匀。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学微波干燥微波干燥第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学7.3、干燥缺陷及原因分析、干燥缺陷及原因分析 主要缺陷是变形和开裂 一、产生原因一、产生原因 1、原料制备方面、原料制备方面 a.坯料配方中塑性粘土用量过多，以致干燥时收缩过强，易产生变形和开裂。b.坯料颗粒度过粗、过细或粗、中、细颗粒级配不当。c.坯料粒度不匀，成型后生坯密度不同。d.坯体含水量过大，或坯体内水分不均匀。第七章第七章 干燥干

9、燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学2、成型方面、成型方面 a.器型设计不合理，难以实现均匀干燥；b.压制成型时，坯体各部位受压不均或压制操作不正确；c.注浆成型时因泥浆未经陈腐；泥浆流动性差形成空气间层；未倒净余浆使坯体底部过厚等造成干燥收缩不一致；d.注浆时石膏模过干或模型构造有缺点；脱模过早；石膏模各部位干湿程度不一致，吸水不同，造成密谋不一致；e.在练呢或成型时所形成的颗粒定向排列，引起干燥收缩不一致。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学3、干燥方面、干燥方面 a.干燥速度过快，坯体表面收缩过快、过大；b.干燥不均，干燥介质温度不均匀，局部流速过快等；c.即使干燥介

10、质本身温度均匀，但坯体本身传热传质的条件不同，边角处升温、干燥快，易出现开裂缺陷；d.坯体放置不平或放法不当；若坯体与垫板间摩擦阻力过大，当摩擦阻力超过坯体强度时，即造成开裂缺陷；e.干燥介质湿度过大。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学二、解决措施二、解决措施1.坯料配方应稳定，粒度级配应合理，并注意混合均匀；2.严格注意控制成型水分；3.成型应严格按操作规程进行；4.器型设计要合理，避免厚薄相差过大；5.设法变单面干燥为双面干燥；6.加强干燥监测，制定合理的干燥制度；7.为防止边缘部位干燥过快，可在边缘部位作隔湿处理；8.加强干燥制度和干燥质量的监测。第七章第七章 干燥

11、干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学 本章主要介绍了陶瓷坯体的干燥机理，影响干燥速度的本章主要介绍了陶瓷坯体的干燥机理，影响干燥速度的因素；因素；常见的几种干燥方法的原理及主要设备；如何制定干燥常见的几种干燥方法的原理及主要设备；如何制定干燥制度。最后分析了在干燥过程中坯体容易产生的缺陷及防制度。最后分析了在干燥过程中坯体容易产生的缺陷及防止方法。止方法。第七章第七章 干燥干燥第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学思考题思考题 1、成型后的坯体为什么要进行干燥？2、陶瓷湿坯中水存在的形式？3、坯体在干燥过程中要经历哪几个阶段？4、影响干燥速度的因素是什么？5、坯体干燥过程中缺陷产生的原因是什么？