在目前的陶瓷生產(chǎn)中，由于生坯體強(qiáng)度不足，缺邊掉角現(xiàn)象比較嚴(yán)重，降低了成品率。坯料的制備是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它直接影響到成形、修坯、上光、運(yùn)輸、燒成等工序。坯體干燥強(qiáng)度是一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有著重要的影響。由于當(dāng)?shù)卦牧系南拗?，中?guó)許多工廠，尤其是中國(guó)南部的坯料中粘土的可塑性較差。同時(shí)，由于工藝的限制，坯體的干燥強(qiáng)度較差，即使增大成型壓力，也難以滿足要求。在生產(chǎn)中，特別是國(guó)外先進(jìn)的陶瓷生產(chǎn)廠家，加入強(qiáng)體劑是解決上述問題的有效途徑。

二．坯體增強(qiáng)劑及其增強(qiáng)機(jī)理

 1、坯體增強(qiáng)劑及其分類

坯體增強(qiáng)劑是指用于增強(qiáng)、增塑陶瓷坯體的物料。增強(qiáng)劑一般為有機(jī)高分子聚合物，加入后對(duì)陶瓷生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)無不良影響，并具有良好的燒成特征。常見的坯體增強(qiáng)劑有變性淀粉、甲基纖維素、聚乙烯醇及丙烯酸聚合物、海藻酸鈉、糊精、栲膠等。市面上商品坯體增強(qiáng)劑有粉體和液體兩種，前者易于包裝運(yùn)輸?shù)孜苯Y(jié)團(tuán)，后者則易于在陶瓷漿料中分散，使用更為方便，并能對(duì)漿料起到懸浮穩(wěn)定作用，即使加入量高達(dá)5％也不會(huì)使料漿稠化，而且不影響漿料的流動(dòng)性。

 2、坯體增強(qiáng)劑的增強(qiáng)機(jī)理

坯體增強(qiáng)劑的增強(qiáng)機(jī)理大致可概括為有機(jī)高分子鏈增強(qiáng)、氫鍵增強(qiáng)、粘合增強(qiáng)、靜電力增強(qiáng)和纖維增韌。

 3、有機(jī)高分子鏈增強(qiáng)

在沒有增強(qiáng)劑時(shí)，陶瓷坯體顆粒之間的結(jié)合是依靠范德華力，在加入了坯體增強(qiáng)劑之后，陶瓷坯體顆粒之間的結(jié)合機(jī)制則取決于增強(qiáng)劑分子的結(jié)構(gòu)。對(duì)于有機(jī)高分子類的增強(qiáng)劑，具有足夠鏈長(zhǎng)的高分子聚合物可以在陶瓷顆粒之間架橋，產(chǎn)生交聯(lián)作用而形成不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并形成凝聚，將陶瓷顆粒緊緊包裹，如圖1所示。坯體斷裂前，施加于坯體上的一部分載荷由增強(qiáng)劑分子長(zhǎng)鏈承擔(dān)，而且由于其分子鏈中具有許多可以內(nèi)旋轉(zhuǎn)的單鍵馴，這種內(nèi)旋轉(zhuǎn)的單鍵使得高分子鏈具有較強(qiáng)的柔性和彈性，因而能增加坯體強(qiáng)度。

4、氫鍵增強(qiáng)

在坯體階段，陶瓷顆粒之間還存在少量水分，故顆粒之間還有毛細(xì)管力。毛細(xì)管力的存在使得顆粒擴(kuò)散層產(chǎn)生張緊力，從而將顆粒拉近。當(dāng)成形壓力越大，顆粒之間的距離越近，毛細(xì)管力越大，則顆粒結(jié)合力越強(qiáng)，坯體強(qiáng)度越大。增強(qiáng)劑存在時(shí)，除了上述的范德華力和毛細(xì)管力作用之外由于顆粒表面被高分子材料包裹，還會(huì)使顆粒之間借助于高分子而產(chǎn)生氫鍵作用，因而大大增加了坯體強(qiáng)度，如圖2所示。氫鍵作用強(qiáng)弱取決于增強(qiáng)劑的分子鏈表面電荷密度，電荷密度越大，作用力越強(qiáng)。

5、粘合增強(qiáng)

分子的熱運(yùn)動(dòng)增加，使包裹在一個(gè)顆粒表面的高分子與包裹在另一個(gè)顆粒外表面的高分子纏繞或鏈合，把兩個(gè)顆粒更加緊密的粘合在一起。從而在生坯成型時(shí)，既有外部對(duì)泥料的施加壓力，形成顆粒間的機(jī)械結(jié)合，又有泥料內(nèi)部的高分子粘合效應(yīng)，形成三維網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)，最終使經(jīng)過處理后的生坯強(qiáng)度提高。

6、靜電力增強(qiáng)

粘土顆粒往往形成片狀結(jié)構(gòu)，從結(jié)晶學(xué)和硅酸鹽理論觀點(diǎn)可知，板面常帶負(fù)電，四周棱邊常帶正電，由于片狀厚度很薄，粒度的磨細(xì)往往是板面面積的減少，棱邊變化不大，顆粒成多棱角狀負(fù)電荷作用減弱，相對(duì)的止電荷作用增強(qiáng)。在壓型過程中，顆粒以邊．棱連接為主導(dǎo)，而邊．邊、棱一棱連接很少，因而帶負(fù)電荷的邊與帶正電荷棱由于靜電引力作用而相互凝聚起來，隨著壓型力增加，顆粒問空隙減少，顆粒間距進(jìn)一步縮小，顆粒接觸數(shù)目逐漸增多，靜電引力再度增加，從而使坯體具有一定的強(qiáng)度。

7、纖維增韌

SiC纖維具有高強(qiáng)度模量，高溫耐氧化性能，且高溫下強(qiáng)度、模量損失又少的特點(diǎn)。Brennar等用連續(xù)微晶SiC纖維來補(bǔ)強(qiáng)玻璃陶瓷，與單一玻璃陶瓷相比，強(qiáng)度提高了4倍。Rice也有研究報(bào)道，用SiC纖維補(bǔ)強(qiáng)Zn02時(shí)強(qiáng)度可達(dá)450Mpa。