无机材料工艺原理03配方料设计与计算精品PPT课件

例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
3. 确定坯料配方
坯体的化学成分
配方 IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO 1 8.39 50.81 36.41 0.34 0.06 2 7.73 49.42 38.34 0.20 0.08 0.40 3 6.96 47.39 40.50 0.23 0.08 0.52 4 3.33 47.38 42.49 0.53 0.09 0.32 5 5.60 43.28 44.97 0.23 0.20 0.34
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
原料化学组成（wt%）
SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O IL
合计
石英 98.61 0.48-
-
-
0.38
-
0.28 0.25
- 100.00
烧滑石 66.40 0.18
-
0.18 0.40 35.52
0.32 100.00
长石 68.86 15.95 0.21 0.08 0.64 0.12 10.37 3.20 0.56 99.99
瓷粉 72.27 20.40 0.79 0.03
-Hale Waihona Puke Baidu
1.52 4.03 0.44 0.51 99.99
苏州土 47.84 37.26 0.62
-
-
-
0.56
-
13.73 100.01
安溪土 50.21 35.94 0.19
熟建宁 59.01 36.21 0.22 0.06 0.10 0.30 3.84 0.26
- 100.00
宽城土 59.63 25.28 0.89 0.21
-
0.88 2.95
-
10.15 100.00
膨润土 66.40 13.17 0.22 0.04 4.44 3.34 1.99 1.77 9.29 100.00
配方研制的准备工作
在拟定配方之前，应对所用原料的化学 组成、矿物组成、物理性质以及工艺性能做 全面分析，并根据分析结果有选择地运用到 配方设计中去。
尤其要注意与相应的工艺装备联系起来。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
• 提高陶瓷强度的途径： 1. 高硅质瓷 2. 高铝质瓷
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
配方（料）设计与计算
本部分讲授内容
• 配方设计方法 • 配方（料）计算原理 • 配方（料）计算方法及实例
配方设计方法－引言
引言 无机非金属材料的生产是一个系统工程：
原料选择、配方设计，原料加工、成型制作、 窑炉烧成都是其重要内容。
配方的设计与计算是获得好产品的一个 关键性内容。
配方设计方法－引言
MgO K2O 1.26 2.39 1.07 2.08 1.15 2.73 0.68 4.33 1.78 3.70
Na2O Li2O 0.35 0.33 0.35 0.44 1.85 0.45
合计 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
实现莫来石、刚玉晶粒的均匀细化，避免大裂纹的出现； 采用复合熔剂，利用多碱效应降低烧成温度，同时严格
烧成制度，增强熔剂效果。可按正交表安排试验。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
改进的坯料配方
配方 IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO 26 3.83 48.04 42.58 0.25 0.07 0.15
本研究通过引入工业氧化铝和一些稀有元 素，控制坯体的显微结构和坯釉中间层以在 接近普通陶瓷烧成温度的条件下，生产出高 强度、高热稳定性的日用陶瓷。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
1. 确定原料 选 用 石 英 、 烧 滑 石 、 长 石 、 瓷 粉 、 α-
Al2O3、苏州土、安溪土、龙岩土、徐水土、 建宁土、熟建宁、宽城土、膨润土、球粘土、 碳酸钡、氧化钇、氧化锌、锂辉石等为原料。
3. 确定坯料配方
配方号 1 2 3 4 5
烧成后各试样的性能
抗冲击强度(kJ/m2)
抗折强度(MPa)
1.0
56.8
1.3
67.6
1.4
76.4
2.1
96.1
1.8
82.3
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
3. 确定坯料配方 在上表，4号配方的性能最好，但也与所要求的目标相距
甚远。 改进方法： 加入高可塑性粘土（如球粘土）来改善成型性能； 引入微量的添加剂（如氧化钇）来控制制品的显微结构，
确定最佳配方及配方方法的“希望 寄托在你们身上！”
配方研制的过程
• 确定目标 • 评价原料 • 初拟配方 • 加工配料 • 试烧产品 • 测定性能 • 评价效果
目标确定是配方研制的关键
在配方设计中，要准确全面地确定配方 的目标。一切工作都要围绕目标来安排。
产品的定位－－确定目标的出发点 新建厂或是老厂－－确定配方的基础 新研发产品或是老产品调整－－确定配 方的主要因素。
球粘土 45.98 35.69 0.64 0.57 0.12 0.26 0.26 0.13 16.35 100.00
锂辉石 75.62 18.65 0.08
-
-
-
0.35 0.25 5.04 99.99
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
2. 选定工艺过程 原料→ 配料→球磨 →过筛 →压滤 →陈
腐 →成型 →素烧→ 检测→施釉 →釉烧 →检 验
MgO K2O 0.61 3.85
Na2O 合计 0.61 99.99
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
改进坯料配方后的性能
塑性指标 线收缩/% 烧后白度/％ 吸水率/% 抗折强度/MPa 抗冲击/kJ/m2
-
-
0.48 0.97
-
12.20 99.99
龙岩土 52.68 33.63 0.12 0.03
-
0.39 2.89
-
10.26 100.00
徐水土 71.19 18.67 0.62
-
0.29 1.20 2.80 0.36 4.88 99.97
建宁土 52.72 32.35 0.20 0.05 0.09 0.27 3.43 0.23 10.63 100.00
传统陶瓷配方的计算程序： 靠经验选定化学成分，确定所使用的原料，用 原料来满足各种氧化物成分要求，得出配方。 再实测该配方所制产品的性能指标，决定是否 采用该配方。 所得配方往往不是最优的配方。也不便于了解 该配方系统的性质和进行配方调整。
配方设计方法－引言
如何获得合理的配方？ 现在已有许多种方法，尚没有最好的方法。