最新无机材料工艺原理03配方(料)设计与计算ppt课件

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
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。
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
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。
无机材料工艺原理03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。
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，
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。
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
理性能要求，并全面考虑釉浆生产工 艺性能设计原则。 方法：在传统长石釉基础上引入更多的瓷粉 及加入锂辉石、氧化锌、碳酸钡等添 加剂（用正交法做了40多个配方）。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
4. 釉料配方的确定 结果：提高釉料的始熔温度，降低高温粘度，克服
釉泡等缺陷。使制品的釉面光泽度、平整度、 釉面硬度等有了显著提高，且由于锂辉石等 的引入，有效调整了釉的热膨胀系数，且大 量的瓷粉加强了离子间的相互扩散，增进了 坯釉结合和中间层的形成，有效提高了制品 的热震性能。
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
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
- 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
球粘土 45.98 35.69 0.64 0.57 0.12 0.26 0.26 0.13 16.35 100.00
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
合计
石英 98.61 0.48-
-
-
0.38
-
0.28 0.25
- 100.00
烧滑石 66.40 0.18
-Leabharlann Baidu
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
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
4.69
12.88
75.2
0.13
140.3
5.33
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
4. 釉料配方的确定 目标：提高坯釉适应能力、釉面光泽度等物
-
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
-
-
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
熟建宁 59.01 36.21 0.22 0.06 0.10 0.30 3.84 0.26