陶瓷工艺学综合实验12

1、陶瓷工艺设计性综合实验 题目： 陶瓷坯料配方设计、试样制备及其性能测试,指导老师：任 强王 莹 实验老师：何选盟 2014年9月29日,2,1 实验目的 通过陶瓷工艺设计性综合实验，达到以下目的： （1）了解常用陶瓷原料在陶瓷坯料中的作用； （2）掌握坯料配方设计和实验研究方法； （3）掌握实验技能，提高动手能力； （4）提高分析问题和解决问题的能力； （5）为毕业论文实验、进一步深造或从事专业技术工作奠定良好的基础。,3,2 实验整体安排 （1）查资料，进行坯体配方设计和计算， 完成实验方案设计报告。 （每人1份、9月21日交1C306） （2）实验过程（3-4周） （3）完成实验总结报告（

2、1周）,4,3 实验方案设计报告格式要求 （1）封面要求：（打印） 见word文档 （2）正文格式要求 见word文档,5,4 实验方案设计依据 （1）在传统陶瓷范围内选择设计配方 瓷质墙地砖、日用瓷 、卫生陶瓷配方 （2）参考文献来源 教材、陶瓷科技书、图书馆科技阅览室陶瓷杂志、 图书馆期刊网 总量不少于5篇，要求至少1篇打印或复印附于最后。 （3）实验设备,6,实验原料的化学组成（wt%）,（4）原材料化学组成,7,5 配方设计注意 根据参考文献配方化学组成及实验室原料化学组成、 物理性能，计算出实验配方。（本设计报告的核心内容）,5.1粘土 软质：硬度低，可塑性、结合性好，杂质较多， 成

3、泥后干燥收缩率大，烧后白度低。 苏州土、洪江土、碱矸（实验室提供）等。 硬质：硬度较高，可塑性、结合性较差，杂质少， 干燥收缩率小，烧后白度高。 实验室提供大同土（生砂石）。,8,粘土在陶瓷坯料中的作用： （1）赋予坯料以可塑性或结合性。保证成型性能及 泥浆稳定性。强可塑性粘土一般小于15% （2）赋予以一定的干燥强度。保证后续工序顺利进行 （3）构成坯体的主体，总量一般50左右。 （4）烧成过程中转化为莫来石等铝硅化合物，构成坯 体和材料的骨架。,9,5.2 长石 钾、钠长石，K2O（Na2O）Al2O36SiO2 硬度莫氏 56级；无可塑性，瘠性原料。 钾长石：肉红色透明感岩石； 熔融温度

4、12001220，高温黏度较大，对黏土和 石英的溶解能力较低。 钠长石 ：淡肉红色略白色透明感岩石； 熔融温度11801200，高温黏度较小，对黏土和 石英的溶解能力较高。,10,长石在坯料中的作用： （1）约1000长石开始熔融，液相填充于固相颗粒 之间，提高坯体的致密度，冷却后转化为玻璃相与固 相颗粒牢固结合，提高产品的强度、透明度等性能。 （2）溶解黏土和长石，在液相中析出晶须状莫来石 晶体，提高产品的强度、热稳定性等。 （3）降低干燥收缩，提高干燥速度。 （4）降低烧成温度。 实验室提供山西闻喜长石引入量20%40%,11,5.3 石英 理论组成：SiO2 ；熔点：1713； 硬度：莫

5、氏7级；白色块状或砂状，瘠性原料。 晶型转变： -石英 -石英（573）V0.82 实验室提供河南石英砂引入量20%40%,12,石英在陶瓷坯料中的作用： （1）高温下部分溶解于液相，提高液相的高温黏度， 未熔石英颗粒与黏土转化物一起构成坯体骨架，防止 产品变形。 （2）对产品的力学性能影响较大，合理的颗粒度能 够提高强度，否则降低强度。 （3）降低干燥收缩，提高干燥速度。 （4）提高烧成温度。,13,6 实验过程（1）原料处理（粉碎机或研钵） （颗粒小于1mm或全部通过20目筛） （2）配料、球磨、烘干、造粒 配料量 300g （3）成型 按模具尺寸、每个7g原料成型试样33个以上， 测试烧

6、结温度范围用20个，按烧成温度烧成10个。,14,20目,实验流程,配料,400g+0.5%减水剂,料:球:水=1:2:0.6,球磨,过筛,80目,烘干,研磨过筛,喷水造粒,陈腐,过筛,40目,压制成型,烧成温度测定,试样烧成,性能测试,15,（4）烧成过程的变化及烧成温度的确定 烧成过程的变化 物理变化：体积收缩至稳定，气孔率大变小至 很小稳定，强度增大，密度增大。 化学变化：高岭土莫来石、无定形铝硅化合 物、液相 长石 液相、析出二次莫来石 石英 液相、石英,16,烧成温度的确定 烧成温度：达到性能要求所需的热处理温度。 瓷化温度：气孔率最小、密度最大时的温度（范围） 此时强度最大 确定方法：测定不同温度小收缩率、气孔率（吸水率） 作温度收缩率，温度吸水率图 （设计升温曲线、取样温度点）,17,温度,18,（5）在烧成温度条件下烧成试样10个,（6）力学性能测试 抗弯强度测试， 三点弯曲法。 抗弯强度测试测定仪,Rf=3PL/2bh2 式中：Rf-抗弯强度，N/m2 P -试样断裂时负荷，N L -支撑刀口间距，m b -试样断口处宽度， m h -试样断口处厚度， m