CN102853669B - 用于烧结陶瓷同心球的盒钵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用V字型截面锥形内腔的盒钵用于陶瓷同心球烧结的方法，其特征是：盒钵内腔截面为V字型，顶角角度为60°，锥形为圆锥形和正棱锥形，并在盒钵内所用氧化铝细粉内配入锯末等有机物粉末，以使陶瓷同心球在高温烧结时氧化铝细粉能一起收缩并始终保持与盒钵壁密实接触，避免陶瓷同心球因高温烧结时受力不均衡而引起变形和开裂。

Description

用于烧结陶瓷同心球的盒钵

技术领域

本发明涉及一种工艺品制造领域，特别是一种用于陶瓷同心球烧结的盒钵设计。

背景技术

制成的陶瓷同心球坯体是由多层壳状球面陶瓷层和多层壳状球面隔离层交替组成的，经过高温烧成后去掉已成为粉末状的隔离层，即成为各层可以自如活动的陶瓷同心球。在陶瓷同心球完成了坯体的制作后，如何使烧制出的陶瓷同心球不变形、不开裂就成了工艺难题。层数越多、层厚越薄、球形越大，在烧结时就越容易造成变形和开裂。在层数很多时，由于层与层之间的间隙很小，稍有变形，层间便不能自如活动，使整个制作失败而前功尽弃。为使陶瓷同心球整个球体在烧结过程中受力均匀，最好将它置于盒钵中并埋于氧化铝粉末中。一般用于陶瓷烧结的盒钵腔体都是圆柱形的，在高温烧结时，陶瓷同心球球体产生收缩，球体周围的氧化铝粉将随着球体收缩产生塌陷和滑动，这就仍然会使陶瓷同心球烧结时周围受力不均匀，并可能造成球体变形。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对陶瓷同心球烧结时容易开裂和变形的问题，提供一种有益于陶瓷同心球烧结的盒钵设计。

技术方案：针对陶瓷同心球在高温烧结时容易变形和开裂的问题，除要解决隔离层与陶瓷层同步收缩的问题外，还要使陶瓷同心球坯体在高温烧结体积产生改变时球体外部受力均匀。我们将陶瓷同心球坯体埋入氧化铝粉中，这时同心球坯体整体受力基本上是均衡的，但是当高温烧结同心球产生体积收缩后，同心球与氧化铝细粉之间会产生空隙，氧化铝细粉要填补这些空隙，就要产生塌陷和滑移，这时球体受力又要产生不均衡现象。要使氧化铝细粉不产生塌陷现象，可以在氧化铝细粉中也加入锯末等有机物粉末，使氧化铝细粉在烧结后也产生体积收缩，这样在高温烧结时同心球、氧化铝细粉基本保持整体收缩，不再产生氧化铝细粉塌陷现象。但这时又会产生一对新的矛盾，即氧化铝细粉与盒钵间力的均衡被打破。盒钵在装好同心球坯体和氧化铝细粉后，装满的氧化铝细粉对盒钵底有垂直压力，对侧壁也有侧向推力，盒钵壁也有反作用力作用在氧化铝细粉上并传递到同心球球体上，这时的力都是互相抵消的，球体受力是均衡的。一旦高温将同心球和氧化铝细粉中的有机物烧掉产生体积收缩，氧化铝细粉受到盒钵侧壁的力就要消失或减弱，这种力的均衡被打破必然要对同心球烧结产生不利影响。为了不使氧化铝细粉与盒钵间力的均衡被打破，就要对盒钵的形状重新设计，即可将盒钵的内腔形状设计成截面顶角为60°的倒圆锥形，使得在高温烧结前后氧化铝细粉能与盒钵壁始终接触紧密，不再出现氧化铝细粉塌陷及脱离盒钵壁的现象，这就保证了陶瓷同心球在烧结的整个过程中球体受力均匀，而避免同心球开裂和变形。综上所说，要烧结好陶瓷同心球必须采取两个措施：一是在氧化铝细粉中也混入锯末等有机物粉末，使其在高温中烧掉让氧化铝细粉也产生接近于陶瓷同心球的体积收缩；二是将盒钵的内腔形状设计成截面顶角为60°的V字型倒圆锥形，使氧化铝细粉在整个烧结过程中始终与盒钵壁保持紧密接触。

本发明包括以下步骤：

步骤一，根据陶瓷同心球的烧结收缩率确定氧化铝细粉中所要添加的锯末等有机物粉末的比例；

步骤二，改进盒钵设计，将盒钵内腔设计成截面顶角为60°的V字型倒圆锥形；

步骤三，在V字型倒圆锥形的盒钵底部放入加有锯末等有机物粉末的氧化铝细粉，将制作好的陶瓷同心球坯体小心放入，再加入氧化铝细粉并填没陶瓷同心球坯体，同时摇动盒钵使球体与氧化铝粉体均匀密实接触；

步骤四，将装填好陶瓷同心球及氧化铝细粉的盒钵放入高温炉中进行烧结，烧结时陶瓷层产生体积收缩，同心球隔离层中和氧化铝细粉中的锯末等有机物粉末被烧掉也产生了体积收缩，由于盒钵内腔形状是截面顶角为60°的V字型倒圆锥形，虽然烧结后氧化铝细粉在盒钵内的高度有所降低，但和盒钵壁接触的氧化铝细粉始终保持着与盒钵壁的密实接触；

步骤五，从高温炉中取出盒钵，在氧化铝细粉中取出烧结好的陶瓷同心球，清理干净氧化铝粉末，陶瓷同心球的烧结即告完成。

从上述的盒钵设计和同心球烧结过程我们可以看出，在配制氧化铝细粉时按比例配进了在高温下可以被挥发和烧掉的锯末等有机物粉末材料，同时使用内腔形状截面顶角为60°的V字型倒圆锥形的盒钵用于同心球的烧结，陶瓷同心球的变形和开裂现象就可得到有效改善。

有益效果：使用本发明所述的方法，就可以烧结出不变形不开裂的陶瓷同心球。

附图说明

图1，为将陶瓷同心球坯体用氧化铝细粉掩埋于盒钵中的情况。图中1为盒钵，深灰色区2为同心球坯体，浅灰色区3为填充料氧化铝细粉；

图2，为高温烧结陶瓷同心球收缩，氧化铝细粉产生塌陷的情况。图中1为盒钵，2为同心球坯体，3为填充料氧化铝细粉，虚线4为同心球收缩前的位置，虚线5为同心球收缩前氧化铝细粉的高度位置；

图3，为在氧化铝细粉中配有锯末等有机物粉末再烧结陶瓷同心球，氧化铝细粉与同心球一起产生收缩的情况，这时氧化铝细粉与盒钵壁产生分离现象。图中1为盒钵，2为同心球坯体，3为填充料氧化铝细粉，虚线4为同心球收缩前的位置，虚线5为同心球收缩前氧化铝细粉的高度位置；

图4，为使用V字型截面盒钵装载陶瓷同心球坯体烧结前的情况。图中1为盒钵，深灰色区2为同心球坯体，浅灰色区3为填充料氧化铝细粉；

图5，为使用V字型截面盒钵装载陶瓷同心球坯体烧结后的情况。这时氧化铝细粉中因配有的锯末等有机物粉末高温时会烧掉，所以不再出现塌陷现象；锥形盒钵的使用使氧化铝细粉与盒钵壁始终密实接触。图中1为盒钵，2为同心球坯体，3为填充料氧化铝细粉，虚线4为同心球收缩前的位置，虚线5为同心球收缩前氧化铝细粉的高度位置。

具体实施方式：

如图所述，本发明公开了一种使用V字型截面盒钵烧结陶瓷同心球的方法，包括以下步骤：

步骤一，根据陶瓷同心球的烧结收缩率确定氧化铝细粉中所要添加的锯末等有机物粉末的比例；

步骤二，根据所制作陶瓷同心球的大小设计V字型倒锥形的盒钵，盒钵内腔截面顶角为60°，锥形为圆锥形和正棱锥形，盒钵内壁面尽可能做得光滑；

步骤三，如图4所示，在V字型倒圆锥形的盒钵1底部放入加有锯末等有机物粉末的氧化铝细粉3，将制作好的陶瓷同心球坯体2小心放入氧化铝细粉3上，再加入氧化铝细粉3并填没陶瓷同心球坯体2，同时摇动盒钵1使球体2与氧化铝粉细体3均匀密实接触；

步骤四，将装填好陶瓷同心球坯体2及氧化铝细粉3的盒钵1放入高温炉中进行烧结。烧结时陶瓷同心球2产生体积收缩，氧化铝细粉3中的锯末等有机物粉末被烧掉也产生了体积收缩，由于盒钵1V字型内腔倒圆锥形的壁比较光滑，氧化铝细粉又很容易流动，在重力的作用下陶瓷同心球2和氧化铝细粉3都是依盒钵1内腔最低点也即椎体的顶点为基点向下收缩移动。与图中虚线5所示的原氧化铝细粉3高度相比氧化铝细粉3表面高度有所降低，但氧化铝细粉3始终保持着与盒钵1壁的密实接触；与虚线4所示的原同心球坯体相比同心球2收缩变小位置下降，但基本保持在氧化铝细粉3的中央位置；

步骤五，从高温炉中取出盒钵1，在氧化铝细粉3中取出烧结好的陶瓷同心球2，清理干净氧化铝细粉3，陶瓷同心球2的烧结即告完成。

从上述的盒钵设计和同心球烧结过程我们可以看出，使用内腔V字型截面的盒钵加上配有锯末等有机物粉末的氧化铝细粉保护陶瓷同心球坯体，就可以烧结出不变形不开裂的陶瓷同心球。

本发明提供了一种使用内腔V字型截面的盒钵加上配有锯末等有机物粉末的氧化铝细粉保护陶瓷同心球坯体烧结陶瓷同心球的方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于烧结陶瓷同心球的盒钵，其内腔截面为60°V字型的锥形设计，其特征在于，V字型盒钵内腔是只有侧面没有底面的倒圆锥形。