文档介绍：陶瓷坯料配方实训报告
实验目的
1·熟悉并掌握陶瓷坯料配方的操作步骤和技能;
2·通过对比试验了解影响陶瓷坯料配方的因素并提出改进方案;
3·通过教学过程培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力和创新能力等。
基本理论
陶瓷及其他硅酸盐制品所用原料大部分是天然矿物或岩石,其中多为硅酸盐矿物。这些原料种类繁多,资源蕴藏丰富,在地壳中分布广泛这为陶瓷工业的发展提供了有利条件。
早期的陶瓷制品,均是用单一的黏土矿物原料制作的,后来,随着陶瓷工艺技术的发展及对制品性能要求的提高,人们逐渐地在坯料中加入了其他矿物原料,即除用黏土作为可塑性原料以外,还适当添入石英作为瘠性料,添入长石以及其他含碱金属及碱土金属的矿物作为熔剂原料。
目前,陶瓷原料的分类尚无统一的方法,一般按原料的工艺特性划分为可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料和功能性原料四大类。
可塑性原料的矿物成分主要是黏土矿物,它们均属层状结构的硅酸盐,其颗粒一般属显微粒度以下(<10µm),并具有一定可塑性的矿物。如高岭土、多水高岭土、膨润土、瓷土等。可塑性原料在生产中主要起塑化和结合作用,它赋予坯料可塑性能和注浆成型性能,保证干坯强度及烧后的各种使用性能如机械强度、热稳定性、化学稳定性等,它们是成形能够进行的基础,也是黏土制陶瓷的成瓷基础。
瘠性原料的矿物成分主要是非可塑性的硅、铝的氧化物及含氧盐。如石英、蛋白石、叶腊石、黏土煅烧后的熟料、废瓷粉等。瘠性原料在生产中起减黏作用,可降低坯料的粘性,烧成后部分石英溶解在长石玻璃中,提高液相黏度,防止高温变形,冷却后再瓷坯中起骨架作用。
溶剂性原料的矿物成分主要是碱金属、碱土金属的氧化物及含氧盐。如长石、石灰石、白云石、滑石、锂云石、伟晶石花岗岩等。它们在生产中起助熔作用,高温熔融后可以溶解一部分石英及高岭土分解产物,熔融后的高黏度玻璃可以起到高温胶结作用。常温时也起减黏作用。
功能性原料是除上述三种原料以外的其他原料及辅助原料的统称。如氧化锌,锆英石、色料、电解质等。它们在生产中不起主要作用,也不是成瓷的必要成分,一般是少量加入就能显著提高制品某方面的性能,有时是为了改善坯釉料性能而不影响到制品的性能,从而有利于生产工艺的实现。
在实训中配方中用到的主要原料有长石、石英、高岭土(苏州土)和少量其他矿物。
长石是分布在地壳中最广的造岩矿石, 被用在陶瓷配方中的主要是钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)和钠长石().长石在陶瓷原料中是作为熔剂使用的,因而长石在陶瓷生产中的作用主要表现为它的熔融与溶解其他物质的特性。
石英又称硅石,是所有天然二氧化硅矿物的统称。适应的化学式为SiO2,是自然界中构成地壳的主要成分。石英的主要类型有脉石英、石英砂、硅质砂岩、石英岩、隐晶质石英等。石英是作为瘠性料加入到陶瓷坯料中的,是陶瓷坯体重主要组成之一,生成玻璃质,构成坯体骨架,可防止坯体变形,同时也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。
黏土是一类含水的铝硅酸盐矿物。具有可塑性,颗粒微细,一般小于10µm。黏土不仅能保证陶瓷制品的成形,而且能决定制品烧后的性质。它是瓷坯化学组成中Al2O3的主要来源,也就是烧成时生成莫来石的主要来源,莫来石晶体的存在及其数量决定着瓷器的许多使用性能。
滑石是一种含水镁硅酸盐矿物,化学式为3MgO·4SiO2·H2O。其主要作用是扩大烧成温度的范围。
石灰石(方解石)化学式为CaCO3在坯料配方中起到高温助熔作用。
实验式中各氧化物的排列顺序如下: aR2O }cRO3·dRO2
b2O
在配料过程中,计算各原料的量时的计算顺序和配料时加入料的顺序均是上式,碱性氧化物、碱土金属氧化物, 然后是中性氧化物,最后是酸性氧化物。a,b,c,d分别为各氧化物的摩尔数,用来表示各氧化物之间的相互比例。
需用的计算公式:干燥(烧成)线收缩率L=(L前-L后) /L前x100%
吸水率W=(g烧后-g吸水后)/g烧成后x100%
烧失率M=(g烧前-g烧后)/g烧前x100%
仪器设备
万孔筛,石膏模(吸水用),电子天枰,自动高速球磨机,水浴坩埚,电炉,铁钳,直尺,容器(碗),药匙,250ml量筒。
实验步骤及操作
1·选取试验配方进行坯料配方计算。下面是以本小组的配方为例。计算方法(一)
景德镇坯黏土的化学组成%
组成
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
Mgo
K2O
Na2O
含量
一
解(1)计算钾长石的含量。将钾长石和钠长石合并来计算。钾长石的理论组成是:K2O %,Al2O3 %,Si