综合实验内容

综合试验内容1陶瓷工艺试验〔配料、成型〕试验目的：了解和把握陶瓷原料组分；把握陶瓷原料组分对陶瓷性能影响。了解可塑成型。试验原理：陶瓷的进展史，同时也是一部人类文明的进展史。我国陶瓷有着悠久的历史，在我国的文化和工艺的进展史上都有着重要的地位。传统陶瓷概念是指以粘土为主要原料与其他矿物原料经粉碎，混练，成型，烧成等工艺过程制成的各种制品。现代陶瓷是指用生产陶瓷的方法制造的无机非金属固体材料和制品的统称。传统陶瓷与现代陶瓷二者的区分在于：1、用料不同：特陶很少使用粘土，大多特陶不用粘土。而是使用经过加工的不同纯度的化工原料或合成矿物原料。2、特陶具有一般陶瓷不具备的“功能转换性”。3、特陶具有较高的性能指标。如：机械强度，热稳定性，电性能。4、工艺。传统陶瓷与现代陶瓷二者的共性在于：均属于含有单晶或晶须的无机非金属材料。一般陶瓷〔不带釉〕的岩相成分是由晶相，玻璃相，气相构成的不均匀多相系统。1、晶相：(以长石质瓷为例〕莫来石，石英，方石英，少量原料残骸，熟料粒。2、玻璃相：25—70％〔70％〕3、气孔。气孔分为闭气孔和开气孔。闭气孔：与大气不通，不吸水。开气孔：与大气相通，吸水。气孔率越大，吸水越大。陶器：玻璃相少，只够粘接晶粒，胎体气孔多。不致密炻器：玻璃相增多，除粘接晶粒外，还填充局部晶粒间隙，胎体气孔削减。瓷器：玻璃相很多，胎体几乎无气孔。吸水率，反映陶瓷瓷胎气孔率的大小，是一般陶瓷分类的依据。陶和瓷一般来说是以吸水率为标准来划分的，即以制品的致密度来划分。陶器致密度低，吸水率大，断面气孔多，无光泽，敲击声混浊。瓷器致密度高，吸水率小，断面呈贝壳状光泽，敲击声动听韵长。陶瓷的进展史也是由陶到瓷，以及陶器本身日臻完善的过程。陶瓷原料长石长石是一类常见的含钙、钠和钾的铝硅酸盐类造岩矿物。长石在地壳中比例高达60%，在火成岩、变质岩、沉积岩中都可消灭。其主要化学成分包括钾、钠、钙、钡等元素的铝硅酸盐。长石的熔点在1100-1300℃之间，密度2.55-2.67g/cm3，烧矢量约0.54%，硬度波动于6-6.5，化学稳定性好，在与石英及铝硅酸盐共熔时有助熔作用，常被用于制造玻璃及陶瓷坯釉的助熔剂，并可降低烧成温度，在搪瓷原料工业上用长石和其他矿物原料可配制珐琅。长石矿物除了作为玻璃工业原料外〔约占总用量的50-60%〕，在陶瓷工业中的用量占30%，其余用于化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其它行业。玻璃熔剂：长石是玻璃混合料的主要成份之一。长石含Al2O3高，铁质含量低，且比氧化铝易熔，不但熔融温度低而且熔融范围宽，主要用来提高玻璃配料中的氧化铝含量，降低玻璃生产中的熔融温度和增加碱含量，以削减碱的用量。此外，长石熔融后变成玻璃的过程比较缓慢，结晶力量小，可以防止在玻璃形成过程中析出晶体而破坏制品。长石还可以用来调整玻璃的粘性。一般各种玻璃混合料用钾长石或钠长石。陶瓷坯体配料：在烧成前长石能起瘠性原料的作用，削减坯体的枯燥收缩和变形，改善枯燥性能，缩短枯燥时间。在烧成时可作为熔剂降低烧成温度，促使石英和高岭土熔融，并在液相中相互集中渗透而加速莫来石的形成。熔融中生成的长石玻璃体充填于坯体的莫来石晶粒之间，使坯体致密而削减空隙，从而提高其机械强度和介电性能。此外长石玻璃的生成还能提高坯体的透光性。长石在陶瓷坯体中的掺入量随原料不同、产品的要求不同而异。陶瓷釉料：陶瓷釉料主要由长石、石英和粘土原料配成，其中长石含量可达10-35%。在陶瓷工业中〔坯料和釉料〕主要是用钾长石。搪瓷原料：主要用长石和其它矿物原料掺配成法琅。长石的掺入20-30%。磨料：在制作磨轮时常用长石作陶质胶结物成份，其含量为 28-45%。其他：钾长石可作为提取钾肥的原料。石英石英又称硅石，是全部自然二氧化硅矿物的统称。石英的化学组成为SiO2，是自然界中构成地壳的主要成分。SiO2在自然界的存在形式有两种：一种以硅酸盐矿物状态存在，另一局部则以独立状态存在，成为单独的矿物体。由于造岩成矿的条件不同，SiO2有多种状态和同质多象变体。从最纯的结晶态二氧化硅(水晶)到无定形的二氧化硅(蛋白石)均属于石英的范畴。对于硅酸盐工业，石英是一种根本原料。在应用时，人们需要从工艺性质和高温性质进展分析和选择。一般脉石英和石英岩的SiO2含量较高，达95%-99%环;砂岩含SiO290%-95%;硅藻土含SiO2较低，为80%-90%。石英中的杂质成分有三氧化二铝、氧化铁、氧化钛、氧化钙和氧化镁等。这些杂质是成矿过程中残留的夹杂矿物带入的。这些夹杂矿物主要有碳酸盐、长石、云毋、铁的氧化物、金红石等，此外，尚有一些微量的液态和气态包裹物。石英具有很强的耐酸性，除氢氟酸外，一切酸类(包括王水)对它都不产生作用。当石英和碱性物质接触时，能起反响生成可溶性硅酸盐，在高温中与碱金属氧化物作用生成硅酸盐与玻璃态物质。石英是作为瘠性原料加人到陶瓷坯料中的，它是陶瓷坯体中主要组分之一，它在陶瓷生产中的作用概括如下:在烧成前石英是瘠性原料，可调整泥料的可塑性，降低坯体的枯燥收缩，缩短枯燥时问并防止坯体变形。在烧成时，石英的加热膨胀可局部地抵消坯体收缩的影响。在高温下石英能局部溶解于液相中，增加熔体的粘度。而未溶解的石英颗粒，则构成坯体的骨架，可防止坯体发生软化变形等。在瓷中，石英对坯体的机械强度有着很大的影响，合理的石英颗粒能大大提高瓷器坯体的强度。同时，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。在釉中石英是生成玻璃质的主要组分，增加釉料中石英含量能提高釉的熔融温度与粘度，并削减釉的热膨胀系数。同时它是打算釉的机械强度、硬度、耐磨性和耐化学侵蚀性等性质的主要原料。粘土粘土是一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体，其矿物粒径一般小于2μm，主要由粘土矿物以及其它一些杂质矿物组成。粘土依据其成因，分为如下三种。风化残积型：指深成的岩浆岩〔如花岗岩、伟晶岩、长英岩等〕在原地风化后即残留在原地，多成为优质高岭土的主要矿床类型。风化型粘土矿床主要分布在我国南方(如景德镇高岭村、晋江白安、潮州飞天燕等地〕，一般称为一次粘土〔也称为残留粘土或原生粘土〕。热液蚀变型：高温岩浆冷分散晶后，剩余岩浆中含有大量的挥发分及水，温度进一步降低时，水分则以液态存在，但其中溶有大量其它化合物。当这种热液〔水〕作用于母岩时，会形成粘土矿床，这就称为热液蚀变型粘土矿，如苏州阳山、衡阳界牌土。沉积型粘土矿床：是指风化了的粘土矿物借雨水或风力的搬运作用搬离原母岩后，在低洼的地方沉积而成的矿床，称为二次粘土〔也称沉积粘土或次生粘土〕，如南安康垅，清远源潭。粘土的种类不同，物理化学性能也各不一样。粘土可呈白、灰、黄、红、黑等各种颜色。有的粘土疏松松软且可在水中自然分散，有的粘土则呈致密坚硬的块状。粘土的性能取决于粘土的组成，包括粘土的矿物组成、化学组成和颗粒组成。粘土主要化学成分为 SiO2、A12O3和结晶水〔H2O〕，含有少量的碱金属氧化物K2O、Na2O，碱土金属氧化物CaO、MgO，以及着色氧化物Fe2O3、TiO2等。风化残积型粘土矿床一般SiO2含量高，而A12O3含量低。不同化学组成粘土在肯定程度上影响粘土的工艺性质。SiO2：假设以石英状态存在的SiO2多时，粘土可塑性降低，但是枯燥后烧成收缩小。A12O3：含量多，耐火度增高，难烧结。Fe2O3＜1％，TiO2＜0.5％：瓷制品呈白色，含量过高，颜色变深，还影响电绝缘性。CaO、MgO、K2O、Na2O：降低烧结温度，缩小烧结范围。H2O、有机质：可提高可塑性，但收缩大。2块状的固体物料在机械力的作下而粉碎，这种使原料的处理操作，即为原料粉碎。粗碎粗碎装置常承受颚式裂开机来进展，可以将大块原料裂开至 40-50毫米的碎块，这种裂开机是无机材料工厂广泛应用的醋碎和中碎机械。是依靠活动颚板做周期性的往复运动，把进入两颚板间的物料压碎，颚式裂开机具有构造简洁，治理和修理便利，工作安全牢靠，使用范围广等优点。它的缺点是工作间歇式，非生产性的功率消耗大，工作时产生较大的惯性力，使零件承受较大的负荷，不适合裂开片状及软状粘性物质。中碎碾轮机是常用的中碎装置。物料是碾盘与碾轮之间相对滑动与碾轮的重力作用下被碾磨与压碎的，碾轮越重尺寸越大，则粉碎力越强。陶瓷厂用于制备坯釉料的轮碾机常用石质碾轮和碾盘。一般轮子直径14-40轮碾机碾碎的物料颗粒组成比较合理，从微米颗粒到毫米级粒径，粒径分布范围广，具有较合理的颗粒范围，常用于碾碎物料。细碎球磨机是陶瓷厂的细碎设备。在细磨坯料和釉料中，其起着研磨和混合的作用。陶瓷厂多数用间歇式湿法研磨坯料和釉料，这是由于湿式球磨时水对原料的颗粒外表的裂缝有劈尖作用，其研磨效率比干式球磨高，制备的可塑泥和泥浆的质量比矸干磨得好。泥浆除铁比粉除铁磁阻小效率高，而且无粉尘飞扬。筛分筛分是利用具有肯定尺寸的孔径或缝隙的筛面进展固体颗粒的分级。当粉粒经过筛面后，被分级成筛上料和筛下料两局部。筛分有干筛和湿筛。干筛的筛分效率主要取决于物料温度。物料相对筛网的运动形式以及物料层厚度。当物料湿度和粘性较高时，简洁黏附在筛面上，使筛孔堵塞，影响筛分效率。当料层较薄而筛面与物料之间相对运动越猛烈时，筛分效率就越高，湿筛和干筛的筛分效果主要却决于料将的稠度和黏度。陶瓷厂常用的筛分机有摇动筛，回转筛以及振筛。除铁A坯料和釉料中混有铁质将使制品外观受到影响，如降低白度，产生斑点。因此，原料处理与坯料制备中，除铁是一个很重要的工序。B自动连续作业，无需手工操作具有较高和较稳定的除铁效率。使那些含铁量属于等外的陶瓷原料通过磁选后能成为二级原料，争取到达一级原料。以充分利用原料资源。尽量削减有用物料的夹带量。以削减资源损失，磁选机有干法和湿法两种，干法一般用于分别中碎后粉料的铁质，而湿法是用于泥浆除铁的。目前，我国陶瓷工业所用干法除铁设备有轮式磁选机和传送式磁选机。在湿法除铁中，一般承受过滤式湿法磁选机，操作时先在线圈中通入直流电，使带筛格板的铁芯磁化，泥浆由漏斗进入，然后在静水压得作用下，由下往上经过筛格板，含铁杂质被吸住，而净化的泥浆由溢流槽流出，。由于泥浆通过格筛板，成薄层细流状，因此，湿法磁选机的除铁效果比较好。因此在制备陶瓷的过程中，选湿法磁选机比较好。泥浆脱水泥浆脱水常用的有两种方法，压滤脱水和喷雾枯燥脱水。喷雾枯燥是以喷雾枯燥塔为主体，并附用泵，风机与收集细粉的旋风分别器等设备构成的机组；来完成的。泥浆由泵压送到枯燥塔的雾化器将泥浆雾化成细滴，进入枯燥塔内，相遇热空气进展热交换时期枯燥脱水。尚含有肯定水分的固体颗粒自由下降到枯燥塔底部。由出口卸出。而带有微粉及水汽的空气经旋风分别器，收集微粉后，从排风机口排出。本次工艺选用压力混合流法，二者各有缺点。喷雾枯燥器的枯燥介质温度过高，则枯燥速度过快。颗粒外表形成一层硬皮而里面仍旧是湿的，一般进口枯燥器介质的温度不高于400-500℃。陈腐陈腐是指将坯料放入封闭的仓库和池中，保持肯定温度和湿度，存放肯定时间，泥料经一段时间陈放后，可使其组分趋于均匀，可塑性提高，造粒后的压制坯料在密闭的仓库放一段时间，可使坯料的水分更加均匀，陈腐对提高坯料的成型性能和坯体强度有重要作用。但陈腐需要占用较大的面积，同时延长了坯料的周转期，使生产过程不能连续化，因而现代化的生产不期望延长陈腐时间来提高坯料的成型性能，可通过对坯料的真空出理来到达这一目的。练泥练泥可以排解泥饼中的残留空气，提高泥料的致密度，和可塑性，并使泥料组织均匀改善成型性能，提高枯燥强度和成瓷后的机械强度。可塑法成型可塑法成形是在外力作用下，使具有可塑性的坯料发生塑性变形而制成坯体的方法。由于外力和操作方法不同，日用陶瓷的可塑法成形可分为手工成形和机械成形两大类。雕塑、印坯、拉坯、手捏等属于手工成形，这些成形方法较为古老，多用于艺术陶瓷的制造。而旋压和滚压成形，则是目前工厂广为承受的机械成形方法，可用于盘、碗、杯、碟等制品的生产。另外，在其他陶瓷工业中还承受了挤制、车坯、压制、轧膜等可塑成形方法。试验原料:钠长石粉、石英粉、粘土、水。试验用器材：刮刀、方形不锈钢碟、游标卡尺、一次性手套、保鲜袋、高温炉、高铝陶瓷板试验步骤：1.依据如下配料比例范围各自打算各组分含量，并称取粘土、长200实际称取原料记录：2.18-23%内。将揉捻混合后的泥料制成长宽高为70mm×10mm×10mm立方块；制备8个上述尺寸的立方块；2陶瓷工艺试验〔枯燥〕试验目的：1．理解陶瓷枯燥原理；2．理解陶瓷枯燥缺陷分析。试验原理：枯燥是指排出湿坯水分的工艺过程。枯燥的作用就是将坯体中所含的大局部机械结合水排出同时赐予坯体肯定的枯燥强度，使坯体能够有肯定的强度以适应修坯，粘接及施釉等工序的要求。同时避免了在烧成时由于水分大量汽化而带来的能量损失。枯燥过程1等速枯燥降速枯燥阶段平衡阶段枯燥收缩与变形影响坯体枯燥收缩的因素主要有以下几个方面A坯体中粘土的性质，粘土越细烧成收缩和变形就越大。B坯体的化学组成，坯体中粘土的阳离子对坯体枯燥收缩有很多影响。在坯体参加钠离子可以促使粘土颗粒平行排列。实践证明含有钠离子的粘土矿物比含钙离子的粘土矿物收缩率大。C坯料的含水率，与收缩率成正比。DE〔2〕枯燥方法枯燥方法分为：1热空气枯燥;2工频电枯燥;3直流电枯燥;4辐射枯燥;5其中热空气枯燥依据枯燥设备不同可分为室式枯燥，隧道式枯燥，喷雾枯燥，链式枯燥，辊道传送式枯燥，喷雾枯燥，热泵枯燥，少空气快速枯燥技术。工频电枯燥是将干坯两端加上电压，通过交变电流，这样湿坯就相当于电阻而被并联与电路中，当电流通过时，坯体内部就会产生热量，是水分蒸发而枯燥。这样的方法效率很高。直流电枯燥，承受直流电枯燥同样可以使水分在枯燥过程中削减而且均匀分布。辐射枯燥分为高频枯燥和微波枯燥.综合枯燥:1辐射枯燥和热空气对流枯燥相结合;2电热枯燥与红外枯燥，热风枯燥相结合。试验步骤：将已经制备好的样品条，放在玻璃板上空气中自然枯燥6天；将放置6天后的样品称取重量为W1；将称后的样品放在200℃的烘箱中枯燥24小时，冷却称量为W2；计算自然枯燥6天的样品中的自由水含量。5.计算方法为：自由水含量=〔W1-W2〕/W1*100%6.枯燥后的样品用砂纸打磨或小刀刮拭，制外形更加规章的立方体；用游标卡尺测量样品长途。陶瓷工艺试验〔烧成〕试验目的：1.把握陶瓷烧结的原理；2．了解陶瓷烧结的留意事项。试验原理：烧成是陶瓷制造工艺过程中最重要的工序之一。对坯体来说，烧成过程就是将成型后的生坯在肯定条件下进展的热处理，经过一系列物理化学变化，得到具有肯定矿物组成和显微构造，到达所要求的理化性能指标的成坯。A〔300℃〕本阶段工艺目的的主要是坯体的预热与坯体剩余水分的排解。这时窑内升温速度与坯体速度与坯体剩余水分，坯体尺寸外形，窑内温差，窑内制品装载密度等有关。如掌握入窑坯体含水率在1%-2%以下时，剩余水分排出时坯体根本不受收缩，坯体内部所含水分蒸发溢出通畅，因此升温速度可以加快，反之参加窑体皮料含水率过高。入窑后水分猛烈蒸发，坯体易爆裂。厚壁及外形简单的产品这种状况更为严峻。这时应掌握升温不能太快，剩余水分排出也与坯体组分有关，当坯体中可塑粘土质原料含量高时，坯体较致密，水分排出困难，这个因素应在确定这段升温速度时确定。对于大断面窑炉，特别是断面高度比较大的窑炉，由于预热带烟气分层而形成较大的上下温差，这使同一断面不同部位制品受热不均匀，为削减其影响，只有降低升温速度，加以弥补，实行相应措施，如调整装窑密度，设置预热带搅拌气幕设置高温等速烧嘴特别是承受断面高度比较小的窑炉，可以很大程度上解决这一问题。传统大断面隧道窑及间歇窑如倒焰窑中，产品常用匣钵或棚架构造窑具进展叠装，这时装置密度更大，通气不畅，增大了窑炉断面上下温差。B〔300-950℃〕陶瓷坯釉在此阶段发生的物理变化主要有质量减轻，强度降低，发生的化学变化主要有结晶水排出，，有机物，硫化物氧化，碳酸盐分解，石英晶型转变等。本阶段升温速度和气氛主要有坯料化学组成，颗粒组成，坯体尺度，外形及装窑密度等因素有关。由于坯釉发生的化学反响可看出，本阶段窑内有大量气体产生，排出，因此主要考虑相关因素对气体排出的影响，如致密度，尺寸大小，壁厚坯料细度大等都影响气体排出的速率。如上述因素影响较小，本阶段可较快升温，石英用量较多的坯体，应考虑 573℃左右由于晶型转变引起的体积膨胀，适当掌握升温速度。此阶段宜用氧化焰烧成。C高温阶段〔950-最高烧成温度〕该阶段坯体开头消灭液相，釉层开头熔融。本阶段依据坯釉铁钛含量及对制品外观的颜色要求来打算是否承受复原气氛烧成。在使用复原气氛烧成时吗，本阶段又可分为氧化保温期，强化复原，弱复原期，这三个阶段之间的两个转化温度点及后两段还原气氛是确定气氛制度的关键。为使釉完全熔融前氧化反响能充分进展，气体完全排解，临界温100-150℃。强复原阶段气氛浓度一氧化碳为3%-6%.这时，燃料燃烧的空气过0.9.。高温阶段也常称为成瓷阶段。在这个阶段，由于液相量增加，气孔率减小，坯体产生较大的收缩，这时应特别留意窑内烟气与制品间的传热状况，，并加以调整，力求削减制品不同局部，同一局部表层及内部的温差，防止由于收缩相差太大而导致制品变形或开裂。在接近最高烧成温度段时，升温要早，但平均升温速度要小。以削减不同部位产品及产品内温度分布梯度，对壁厚级外形简单的制品，只一点更应留意。最高烧成温度一般要依据成品所要求的吸水率烧成收缩，抗折强度，等性能指标确定，。最高烧成温度还与烧成周期有关，对于同一产品。烧成周期较长，最高烧成温度则应较低，反之，烧成周期较短，最高烧成温度应较高。D如前所诉，高火保温阶段即到达最高烧成温度后，在保持一段时间，由于制品不同，所使用的窑炉不同，装窑密度不同，。烧成周期不同，高火保温时间也应不同，但这一阶段是必不行少的。高火保温阶段的主要作用是削减制品不同局部，同一局部表层及内部的温差，从而使坯体内各局部物理化学反响将进展的同样安全，组织构造趋于均已。同时也削减窑内各局部的温差，使窑内不同部位的制品处于接近相等的受热条件下，从而具有根本的成品理化性能。E冷却阶段850℃以上由于有较多液相，因此坯体还处于塑性状态，故可进展快冷，快冷防止了液相析晶，晶体长大以及低价铁再氧化，从而提高了坯体的机械强度，白度以及釉面光泽度。同一产品，由于冷却时间不同，其中氧化铁和氧化亚铁的相对含量有明显差异；可见快冷对防止氧化亚铁的再次氧化有很大作用。在850℃以下由于液相开头凝固，石英晶型转化，坯体固化，故应缓冷，防止因坯体快速收缩而开裂。特别是对含碱和游离石英较多的坯体，由于碱玻璃热膨胀系数较大。石英晶型转变也引起体积变化，降温过快后果尤为严峻。急冷时的降温速度可掌握在150-300℃每小时，缓冷阶段40-70℃每小时。瓷器在400℃以下可适当快冷，降温速度可达100℃以上。对含大量方石英原料的陶瓷坯料，在晶型转化温度段仍需缓冷。产品的出窑温度还要考虑窑外环境温度，一般把握在100℃以下。试验步骤：生疏高温电炉的组成构造；生疏高温电炉的掌握原理；生疏高温电炉的使用留意事项；用游标卡尺测量试样的长度并记录；5.陶瓷工艺试验〔烧结性测试〕试验目的：了解陶瓷材料的烧结和性能检测的工艺流程，把握吸水率，外表气孔率，实际密度，线收缩率的测定方法。利用试验找出材料的最优烧结工艺，包括烧结温度和烧结时间。试验原理：在粉体变成的型坯中，颗粒之间结合主要靠机械咬合或塑化剂的粘合，型坯的强度不高。将型坯在肯定的温度下进展加热，使颗粒间的机械咬合转变成直接依靠离子键，共价键结合，极大的提高材料的强度，这个过程就是烧结。陶瓷材料的烧结分为三个阶段，升温阶段，保温阶段和降温阶段。在升温阶段，坯体中往往消灭挥发分排出、有机粘合剂等分解氧化、液相产生、晶粒重排与长大等微观现象。在操作上，考虑到烧结时挥发分的排解和烧结炉的寿命，需要在不同阶段有不同的升温速率。保温阶段指型坯在升到的最高温度〔通常也叫烧结温度〕下保持的过程。粉体烧结涉及组成原子、离子或分子的集中传质过程，是一个热激活过程，温度越高，烧结越快。在工程上为了保证效率和质量，保温阶段的最高温度很有讲究。烧结温度与物料的结晶化学特性有关，晶格能大，高温下质点移动困难，不利于烧结。烧结温度与材料的熔点有关系，对陶瓷而言是其熔点的0.7—0.9倍，对金属而言是其熔点0.4-0.7冷却阶段是陶瓷材料从最高温度到室温的过程，冷却过程中伴随有液相凝固、析晶、相变等物理化学变化。冷却方式、冷却速度快慢对陶瓷材料最终相的组成、构造和性能等都有很大的影响，所以全部的烧结试验需要细心设计冷却工艺。由于烧结的温度假设过高，则可能消灭材料颗粒尺寸大，相变完全等严峻影响材料性能的问题，晶粒尺寸越大，材料的韧性和强度就越差，而这正是陶瓷材料的最大问题，所以要提高陶瓷的韧性，就必需降低晶粒的尺寸，降低烧结温度和时间。但是在烧结时，假设烧结温度太低，没有充分烧结，材料颗粒间的结合不严密，颗粒间仍旧是靠机械力结合，没有发生颗粒的重排，原子的传递等过程，那么材料就是不行用的。性能检测材料是否烧结良好，需要肯定的检测手段。烧结的致密程度一般表现在密度是否高、材料内部的气孔的多少、外表的气孔多少和大小以及吸水力量的强弱。在本试验中，主要考察材料外表气孔率、相对密度、吸水率以及线收缩率。目测很多的试验，在烧结的过程中，可能由于很多的缘由而消灭外表裂纹，有些会消灭外表的凹陷，所以，烧结后检测的第一步就是目测试样。假设消灭以上的问题，则试样确定是不合格的，其他的试验可以不用做了。目测的工程有是否消灭外表裂纹、是否有变形现象，是否外表消灭凹陷或者突出。密度测试试样经110C°枯燥之后之重量与试样总体积之比，用g/cm3表示。材料烧结好坏的一个重要方面就是密度是否接近理论密度。在烧结过程中，随着晶界的不断移动，伴随着液相和固相传质的进展，颗粒间的空隙会渐渐在外表消逝，其中会有些气孔保存，大多数的气孔会渐渐缩小甚至消逝。到达良好烧结的标准就是气孔率小，密度接近理论密度。例如原料承受99%的氧化铝，则理论密度为3.9g/cm3(全部依据α-Al2O3线收缩率在烧结后，最直观，最明显的变化就是尺寸的巨大收缩，假设在变形量很小的状况下，线收缩率越大，说明样品烧结得越致密。一般的收缩率有体积收缩率和线收缩率两种，由于工具简便，准确度较高，所以线收缩率是比较常见的测试方法。取几个比较具有代表性的尺寸〔对圆片状的样品来说，取直径d和高度h〕，计算每一个尺寸的缩小尺寸和原尺寸的百分比，然后平均。外表气孔率和密度相关的量，假设气孔率越大，则密度就越小。而外表气孔率可以在很程度上反映材料的致密程度。如外表有很多的开口气孔，则材料的烧结就是不致密的。其定义是肯定外表的气孔的体积和材料的总体积的比，用百分数来表示。吸水率吸水率——试样孔隙可吸取水的重量，与试样经110C°枯燥之后之重量之比，用百分率表示。和外表气孔率相像，假设外表气孔越多，吸取水的力量就越强。和外表气孔率一起更加准确的表示材料的致密程度。试验步骤：1.目测将烧结好的试样从炉中取出，观看试样外表是否有裂纹，裂纹的大小、深浅和个数；观看材料是否发生了变形、弯曲。2.尺寸变化承受游标卡尺测定材料烧前和烧后的尺寸〔包括烧前长度L0和烧后长度L〕。线收率〔％〕=(L0－L)/L0思考：原料中不同的成分对材料烧结性能有什么影响？不同的烧结温度对材料的性能有什么影响？从结果上看，吸水率、外表气孔率、体积密度、线收缩率之间是否有肯定的相关性？如何解释？5陶瓷工艺试验〔釉料制备〕试验目的：生疏熔块釉料的制备工艺；生疏釉料的根本学问。试验原理：釉是掩盖在陶瓷坯体外表上的玻璃状薄层。釉的目的与作用：改善陶瓷产品的外观质量〔如光泽度、颜色、画面等〕或者提高产品的技术与使用性能〔如机械强度、化学稳定性、电绝缘性、防污性、渗水透气性、辐射散热力量等〕。釉料使用：将调制好的釉浆涂布在坯体外表，经过高温煅烧后，它会熔融、平铺开来，冷却后形成玻璃状薄层，和坯体结合在一起。釉的根本特点釉层的性质和玻璃有很多相像之处。由于釉的功能是多方面的，它的组成较一般的玻璃更为简单，而且其构造又受烧成条件的影响，烧后的釉层中总还保存有一些异相颗粒。3.釉不是单独使用的材料，而是粘附在坯体上的“外衣”；要求其性能和坯体相适应；高温下，釉料还会和坯体发生肯定程度的反响。所以，釉层的组成、显微构造与性质各方面又和玻璃有明显的差异。我们生疏釉层时，固然可沿用玻璃的规律作分析与比照，而更应该争论与把握它的共性、特征，以便于更符合于陶瓷领域的实际状况。釉料分类釉的用途广泛，对其内在性能和外观质量的要求各不一样，因此实际使用的釉料种类繁多。1外观：以外观来区分是最常见的方法。有透亮釉、乳浊釉、半乳浊釉、亮釉、白亮釉、无光釉、结晶釉、裂纹釉等等。用途：因制品本身之用途来分类：陶釉、瓷釉、珐琅釉、瓷砖釉、艺品釉、日用瓷釉、电瓷釉等等。组成：因釉药之组成不同而有长石釉、石灰釉、铅釉、无铅釉、铁红釉、铜红釉、铁青釉等等。制造、制备：因烧成温度区分：低温釉〔<1000℃〕中温釉〔1000～1200℃〕、高温釉〔>1200℃〕。因烧成速度或方式区分：快速烧成釉〔1hr〕、传统釉、一次烧成釉〔坯与釉同时一次烧成〕、二次烧成釉〔坯先素烧，施釉后再一起烧成〕。因釉浆制备方式不同区分：生料釉、熔块釉、盐釉。特性：耐磨釉、低膨胀釉、装饰釉、化学瓷釉、半导体釉、导电釉等。釉的组成玻璃形成剂玻璃相是釉层的主要物相。形成玻璃的主要氧化物在釉层中以多面体的形式相互结合为连续网络，所以它又称为网络形成剂。常见的玻璃形成剂有SiO2，B2O3，P2O5等。助熔剂在釉料熔化过程中，这类成分能促进高温化学反响，加速高熔点晶体构造键的断裂和生成低共熔点的化合物。助熔剂还起着调整釉层物理化学性质的作用。常用的助熔剂化合Li2O,Na2O,K2O,PbO,CaO,MgO等。乳浊剂它是保证釉层有足够掩盖力量的成分，也就是保证烧成时熔体析出的晶体、气体或分散粒子消灭折射率的差异，引起光线散射产生乳浊的化合物。配釉时常用的乳浊剂有悬浮乳浊剂〔SnO2，CeO2,ZrO2,Sb2O3〕；析出式乳浊剂〔ZrO2·SiO2，TiO2,ZnO〕；胶体乳浊剂〔碳、硫、磷〕。着色剂它促使釉层吸取可见光波，从而呈现不同颜色。一般有三种类型：①有色离子着色剂，如过渡元素及稀土元素的有色离子化合物，如Cr3+，Mn3+，Mn4+，Fe2+，Fe3+，Co2+，Co3+，Ni2+，Ni3+，La、Nd、Rh②胶体粒子着色剂，呈色的金属与非金属元素与化合物，如Cu，Au，Ag，CuCl2，AuCl3.③晶体着色剂，指的是经高温合成的尖晶石型，钙钛矿型氧化物及柘石榴型、榍石型、锆英石型硅酸盐。其他关心剂为了提高釉面质量、改善釉层物化性能，掌握釉浆性能〔如悬浮性，与坯体的粘附性〕等常参加一些添加剂。例如：提高色釉的明媚程度可参加稀土元素化合物及硼酸；BaO参加MgO或ZnO可增加釉面白度与乳浊度；引入粘土或羧甲基纤维素可改善釉浆悬浮性与粘附性；有的釉料参加瓷粉可提高釉的始熔温度。釉料配方原则总原则是釉料必需适应于坯料。1、釉料组成要能适应坯体性能及烧成工艺要求釉料应在坯体烧结范围内成熟；熔化范围要求宽些，以削减釉面形成气泡或针孔；使釉的热膨胀系数与坯体热膨胀系数相适应。一般要求热膨胀系数略低于坯体的热膨胀系。2、釉料性质应符合工艺要求釉料应使釉下彩或釉中彩不熔解或不使其变色。3、正确选用原料釉用原料的选择应全面考虑制釉过程、釉浆性能、釉层性能的作用和影响。4、釉料配方应参照以下阅历配制熔块釉时，除按上述配釉的共同原则外，还需参照以下阅历规律使制得的熔块到达不熔于水，熔制温度不至太高，高温粘度不至太大的要求。〔1〕〔SiO2+B2O3〕:〔R2O+RO〕=〔1:1〕～(3:1)，这样不PbO,B2O3在熔块中碱性金属氧化物与碱土金属氧化物之比应小于1.含硼熔块中,SiO2/B2O3应在2以上。熔块中AI2O3的摩尔数应小于0.25釉料的配方步骤1.拟定一种釉料配方，应先把握以下一些因素：a、坯体的烧成温度和它的根本化学性质b、制釉原料的化学组成，含杂质的状况；c、对釉料的要求，如白度，透光度等方面。2.拟定釉的组成范围：a、在成功的阅历配方根底上加以调整b、参考釉的组成_釉成熟温度图等文献资料和阅历数据加以调整；c、参考测温锥的标准成分进展配料。3.配方计算：a、生料釉的计算可参照坯料的配方计算。b、熔块釉的计算包括两局部，即熔块和生料应分别进展计算试验步骤：依据如下配方配置原料；配方：120克氧化钙5克20克10克40克氧化锆5克将配置好的原料混合均匀；在1300℃熔化用水淬冷，得到熔块。6陶瓷工艺试验〔施釉、枯燥〕试验目的：了解釉料料浆要求与施釉的方法。试验原理：釉用原料要纯洁、配料要准确。生料釉的备用与坯料类似，可直接配料磨成釉浆。研磨时应先将瘠性的硬质原料磨至肯定细度后，再参加软质粘土。为防止沉淀可在3-5%的粘土。熔块釉的制备包括熔制熔块和制备釉浆两局部。熔制熔块的目的主要是降低某些釉用原料的毒性和可溶性，同时也可使用釉料的熔融温度降低。熔块的熔制视产量大小及生产条件在坩埚炉、池炉或回转炉中进展。熔制熔块时应留意以下几点问题1、原料的颗粒度及水分应掌握在肯定范围内，以保证混料均匀及40-602、熔制温度要恰当。温度过高高温挥发严峻，影响熔块的化学组成。对含色剂熔块，会影响熔块色泽；温度过低，原料熔制不透，则配釉时易水解。3、掌握熔制气氛。如含铅熔块，假设熔制时消灭复原气氛，则会生成金属铅。釉料的质量要求为保证顺当施釉并使烧后釉面具有预期的性能，对釉浆性能应有肯定要求。细度釉浆细度直接影响浆稠度和悬浮性，也影响釉浆与坯的粘附力量，釉的熔化温度及烧成后制品的釉面质量，一般透亮釉的细度以万孔筛0.1%-0.20.1%釉浆比重釉浆比重直接影响施釉时间和釉层厚度。颜色釉比重往往比透亮釉大些，生坯浸釉时，釉浆比重约为 1.4-1.45；素坯浸釉时比重约为 1.5-1.7；机械喷釉的釉浆比重范围一般在1.4-1.8之间。流淌性与悬浮性釉浆的流淌性和悬浮性直