综合实验预习报告分析

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。

2、实验安排

2.1查找相关资料，进行长石质日用陶瓷坯料的配方设计，完成实验预习报告。

2.2实验过程

2.3性能测试

2.3.1泥浆的流动性性能测试

2.3.2瓷坯的抗弯强度测试

2.4完成实验总结报告

3.实验方案设计

3.1长石质日用瓷使用的各种原料

3.1.1各原料的化学组成

（1）实验室原材料的化学组成

表1实验原料的化学组成（wt%）

原料SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 烧失量石英98.5 0.7 0.1 0.1 - 0.3 0.3

长石64.3 18.9 0.1 - 0.6 0.2 13.7 2.1 0.5

生砂石44.2 39.5 0.2 0.1 0.2 - - - 15.8

碱矸37.5 39.3 0.6 1.4 1.4 1.8 0.2 2.1 15.7

滑石粉62.0 0.4 0.1 - 1.5 30.5 - - 5.5

洪江土49.5 34.4 0.4 －0.3 0.1 1.2 0.4 13.3

苏州土46.43 39.87 0.50 －0.32 0.10 －－12.30

3,1.2各原料的作用及适宜范围

（1）粘土

软质：硬度低，可塑性、结合性好，杂质较多，成泥后干燥收缩率大，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）。

粘土在陶瓷坯料中的作用：

a、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%

b、赋予以一定的干燥强度。保证后续工序顺利进行

c、构成坯体的主体，总量一般50％左右。

d、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。

(2)长石

钾、钠长石，K2O（Na2O）•Al2O3•6SiO2 硬度莫氏 5~6级；无可塑性，瘠性原料。钾长石：肉红色透明感岩石；熔融温度1200～1220℃，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1180～1200℃，高温黏度较小，对黏土和石英的溶解能力较高。

长石在坯料中的作用：

a、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。

b、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。

C、降低干燥收缩，提高干燥速度。

d、降低烧成温度，实验室提供山西闻喜长石引入量20%~40%。

（3）石英

理论组成：SiO2 ；熔点：1713℃；硬度：莫氏7级；白色块状或砂状，瘠性原料。晶型转变：β-石英⇔α-石英（573℃）ΔV＝0.82％，实验室提供河南石英砂引入量20%~40%。

石英在陶瓷坯料中的作用：

a、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。

b、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。

c、降低干燥收缩，提高干燥速度。

d、提高烧成温度。

3.2配方的计算

3.2.1参考配方坯用原料及其化学组成（见表1）

表2瓷坯及原料化学组成（含灼减量）(wt%)

化学组成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaO MgO K2O + Na2O 灼减量日用长石质

68.57 26.79 0.30 0.09 0.39 0.27 2.78 0.80 —

瓷瓷坯

石英98.50 0.70 0.10 0.10 —0.30 ——0.30 长石64.30 18.90 0.10 —0.60 0.20 13.70 2.10 0.50 生砂石44.20 39.50 0.20 0.10 0.20 ———15.80 滑石粉62.00 0.40 0.10 — 1.50 30.50 —— 5.50 洪江土49.50 34.40 0.40 —0.30 0.10 1.20 0.40 13.30 苏州土46.43 39.87 0.50 —0.32 0.10 ——12.30 将原料化学组成中带有“烧失量”者换算成为不含烧失量的各氧化物的质量分

数。上述原料经换算后的原料化学成分的质量分数如表3（K2O、Na2O以合量计）

表3瓷坯及原料化学组成（不含灼减量）(wt%)

化学组成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaO MgO K2O+Na2O 总计

日用长石质瓷

68.57 26.34 0.30 0.09 0.39 0.27 3.58 99.99

瓷坯

石英98.80 0.70 0.10 0.10 —0.30 —100.00 长石64.60 19.0 0.10 —0.60 —15.9 100.20 生砂石52.50 46.91 0.23 0.47 0.23 ——100.34 滑石粉65.61 0.42 0.11 — 1.59 32.28 —100.01

洪江土57.09 39.68 0.46 —0.35 0.12 1.85 99.55 苏州土52.94 45.46 0.57 —0.36 0.11 —99.44

3.2.2列表计算配料质量分数（表8）

注意：为保证成形性能可塑性要求，苏州土使用量不超过15%，洪江土使用量

不超过20%，瓷坯MgO质量分数超过0.50%时，需加入滑石粉满足。拟定苏州土引入

量14.00%，洪江土引入量18.00%

表4配料量计算过程(wt%)

化学组成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaO MgO K2O+Na2O 日用长石质瓷

68.57 26.34 0.30 0.09 0.39 0.27 3.58

瓷坯

苏州土

7.41 6.36 0.08 - 0.05 0.02 -

14.00%

余量61.16 19.98 0.22 0.09 0.34 0.25 3.58 洪江土

10.28 7.14 0.08 - 0.06 0.02 0.33

18.00%

余量50.88 12.84 0.14 0.09 0.28 0.23 3.25 滑石粉

0.44 0.003 微量- 0.01 0.23 - 100×0.23/32.28

=0.71%

余量50.44 12.84 0.14 0.09 0.27 0 3.25 长石

13.20 3.88 0.02 - 0.12 - 3.25 100×3.25/15.9

=20.44%

余量37.24 8.96 0.12 0.09 0.15 - 0 生砂石

10.03 8.96 0.04 0.09 0.04 - - 100×8.96/46.91

=19.10%

余量27.21 0 0.08 0 0.11 - -