无机非金属专业材料科学与工程学院精细陶瓷中心陶瓷坯料配方

无机非金属专业材料科学与工程学院精细陶瓷中心陶瓷坯料配方第一页，共15页。1.1陶瓷坯料配方实验一、实验目的1．掌握陶瓷坯料配方的实验原理及实验方法。2．熟悉陶瓷坯料配方操作技能。3．初步掌握陶瓷生产工艺方案的确定方法，全面了解陶瓷生产的工艺过程。第二页，共15页。二、实验原理

根据产品性能要求，选用原料，确定配方及形成方法。

图1粘土－长石－石英三轴图第三页，共15页。三轴图法即三种原料组成图，图中共有66个交点和100个小三角形，其中由三种原料组成的交点有36个，由二种原料组成的交点有27个，由一种原料组成的交点有3个，如图1所示，配料时先决定该种坯料所选用各种原料之适当范围，初步确定三轴图中几个配方点（配方点可以在交点上，也可以在小三角形内）。第四页，共15页。三、仪器设备1．粘度计（恩氏的或漏斗形的）；2．停表、温度计；3．抗弯强度试验机；4．试条模（10×l0×l20mm）及小刀、成形碾棒；5．切刀、CoO料浆（编号用）；6．小磅秤，白铁桶；7．瓷质球磨罐，匙瓢；8．普通天平（台式）；9．量筒：100mL，50mL；10．砂浴锅、铁钳、电炉及水浴锅；11．铜质烧杯、玻棒；12．布袋或石膏模或匣钵（泥浆吸水用）。第五页，共15页。四、实验步骤1．根据产品性能要求，确定所选用的原料，这些原料的化学成分、矿物组成及工艺性能一般是已知的，否则要进行分析测定；2．从三轴图上选取6-10个配方点，并将这些配方点的原料组成百分比算出来列在表上；3．按三轴图上配方点原料百分比称取投料量，并确定料、球、水比，称取、料、球水质量投入球磨滚筒中进行球磨；4．符合细度要求后出球磨、搅拌、除铁、脱水；5．真空练泥后成符合操作要求的塑性泥料，稍加陈腐备用；在实验室中如因投料量太少，不便压滤，即可利用布袋或石膏模或匣钵除去泥浆中之水分，成为塑性泥料；第六页，共15页。6．用手进行揉练，以进一步除去泥料中的空气泡并使水分分布均匀，再和模型制成10mm×l0mm×l20mm的试条5块，8mm×50mm×50mm试块3片；7．试条、试块阴干后用氧化钴浆料编号，制定干燥制度，再经干燥并检查干燥结果（如开裂、收缩、变形等）；确定烧成制度，入炉（窑）烧成并测定吸水率、抗折强度及断面情况，即可得出最合适的坯料。第七页，共15页。如用正交试验法举例如下：1．试验课题：用正交试验法寻找粘土、长石、石英的最佳配比。2．试验目的：获得性能优良的坯料配方，以提高产品质量。3．试验考核指标：烧成温度1350℃以下，抗折强度达到588.4×105N／m2以上。4．因素水平表表1水平因素粘土量/%长石量/%石英量/%15025252222028第八页，共15页。5．L8（27）正交表列号12345671111221222122111312222214221212251121122621112217121111182221212实验号表2第九页，共15页。6．试验结果粘土长石石英烧成温度1231300℃1330℃1350℃1502525566.8×105N/m2589.4×105N/m2592.3×105N/m22522528549.2×105N/m2588.4×105N/m2623.0×105N/m23502028531.5×105N/m2539.3×105N/m2576.6×105N/m24522025566.8×105N/m2498.2×105N/m2589.2×105N/m25502528583.4×105N/m2590.3×105N/m2599.2×105N/m26522525589.4×105N/m2576.6×105N/m2613.9×105N/m27502025590.4×105N/m2579.6×105N/m2608.0×105N/m28522028565.8×105N/m2588.4×105N/m2597.2×105N/m2表3第十页，共15页。7．数据处理1300℃温度下烧成的：粘土长石石英I227.2×106N/m2230.7×106N/m2231.3×106N/m2

II227.1×106N/m2225.5×106N/m2223.0×106N/m2

R0.1×106N/m26.2×106N/m28.3×106N/m21330℃温度下烧成的：粘土长石石英I229.9×106N/m2234.5×106N/m2224.4×106N/m2II225.2×106N/m2220.6×106N/m2230.7×106N/m2R4.7×106N/m213.9×106N/m26.3×106N/m2

1350℃温度下烧成的：粘土长石石英I237.6×106N/m2242.8×106N/m2241.2×106N/m2II243.2×106N/m2238.0×106N/m2239.6×106N/m2R5.6×106N/m24.8×106N/m21.6×106N/m2

第十一页，共15页。8．结果分析（1）按考核指标要求为588.4×105N/m2，从试验结果符合要求的配方1300℃为烧成的6＃、7＃；1330℃烧成的1＃、2＃、5＃、8＃；1350℃烧成的1＃、2＃、4＃、5＃、6＃、7＃、8＃。而1300℃烧成时最好的配方为7＃；1330℃烧成时最好的配方为5＃；1350℃烧成时最好的配方为2＃。（2）符合要求的配方1300℃烧成的为两个，1330℃烧成的为4个，1350℃烧成的为7个。由此可见在所给三个因素、两个水平配方中随着烧成温度的提高符合抗折强度技术指标要求的配方越来越多，即烧成温度是外因条件中的关键。（3）从极差R值的分析来看，长石的极差最大，说明长石含量增减对抗折强度影响大，所以在这两种配方中长石是三个因素中的主要因素。第十二页，共15页。五、实验记录与计算1．进行坯料配方时的计算数据，包括化学组成、示性矿物组成、坯式等的配料记录与计算数据；2．用正交试验法设计坯料配方方案时要按正交试验的程序进行设计计算；3．三轴图法、孤立变量法、示性分析法和综合变量法（正交试验法）等四种方法或者还有其他方法，在坯料配方时可以应用其中任意一种方法或两种方法或四种方法全用都可以。4．依