烧结陶瓷的工艺包括通过加热和加压,将粉末或颗粒状材料转化为固体,但不会达到熔点。
这种方法模拟了石材的自然形成过程,但在制造耐用且用途广泛的人造石材时会加快速度。
制造耐用人造石的 5 个关键步骤
1.原材料的准备
首先要选择天然材料,如硅石、石英、长石、粘土和矿物颜料,并将其研磨成细颗粒。
选择这些材料的依据是最终产品所需的特性,如强度、硬度和抗环境因素的能力。
2.形成绿色坯体
将粉末状材料与水、粘合剂和解絮凝剂混合,形成泥浆。
然后将浆料喷雾干燥以去除多余的水分,最后在高压下将粉末压入模具中,形成绿色坯体。
这一阶段形成的部件强度较弱,尺寸过大,但仍具有延展性。
3.烧结致密化
将生坯进行低温加热以烧掉粘合剂,然后进行高温烧结。
在烧结过程中,陶瓷颗粒熔合在一起,大大降低了材料的孔隙率,提高了其机械性能。
在这一过程中,随着玻璃相的流动和粉末结构的融合,材料会产生明显的收缩,氧化锆的收缩率通常在 25% 左右。
4.烧结后的特性
烧结后,陶瓷材料的密度、强度和抗划痕、抗极端温度、水和污渍的能力都会提高。
在烧结过程中,氧化锆从单斜晶系转变为多四方晶系,从而提高了硬度和透光性,使其成为一种非常耐用的材料。
5.详细说明
材料的选择
原材料的选择直接影响烧结陶瓷的最终特性。
例如,二氧化硅和石英有助于提高硬度和耐热性,而粘土和长石则可提高可加工性和化学稳定性。
生坯的形成
生坯的形成至关重要,因为它决定了陶瓷的初始形状和结构。
粘合剂的使用有助于在初始阶段保持形状,但必须在烧结前去除,以免影响最终产品的完整性。
烧结技术
烧结可采用多种技术,包括无压烧结、热等静压和使用纳米颗粒烧结助剂。
这些方法有助于获得更加均匀致密的结构,这对材料的耐用性和性能至关重要。
增强性能
烧结工艺不仅能使材料致密,还能增强其他性能,如抗紫外线和化学稳定性。
这使得烧结陶瓷适用于从建筑覆层到厨房台面等广泛的应用领域。
总之,烧结陶瓷工艺是在受控的热量和压力条件下模仿天然石材形成的一种制造耐用和多功能材料的复杂方法。
这种工艺可以生产出具有定制特性的材料,使烧结陶瓷成为各行各业的热门选择。
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