陶瓷工艺学资料

一、名词解释：
1.等静压成型：利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。

3.造粒：为了干压和半干压成型的需要，将细磨后的陶瓷粉料制备成具有一定大小的团粒的坯料，这个过程成为造粒。

4.原料标准化：将开采的陶瓷原料用科学的方法按化学组成、颗粒组成分成若干个等级，是每个等级的原料的化学组成颗粒组成在一个规定的范围内波动。

5.烧结温度及烧结温度范围：随着温度的升高，粘土的气孔率不断降低，收缩不断增大，当其密度达到最大状态时，称为完全烧结，相应于此时的温度称为烧结温度。

烧结温度到软化温度之间粘土式样处于相对稳定阶段的温度范围成为烧结范围。

6.触变性：泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下，也会出现变稠和固化现象。

影响触变性因素：粘土矿物组成，粒度大小与形状，水分含量，使用电介质种类与用量以及泥料的温度。

7.拱桥效应：粉料自由堆积的孔隙率往往比理论计算值大很多，这因为实际粉料不是球形，加上表面粗糙结果颗粒互相交错咬合，形成拱桥型空间，增大孔隙率。

8.压制成型：利用压力将置于模具内的粉料压紧至结构紧密而具有一定形状和尺寸的坯体的成型方法。

9.二次粘土：由风化形成的，可塑性好，耐火度差的粘土。

10.粘土结合性：指粘土能粘结一定细度的瘠性物料，形成可塑泥团并有一定干燥强度的性能。

11.低温烧成：烧成温度有较大幅度降低，且产品性能与通常烧成产品性能相近的烧成方法。

12.可塑性：粘土与适量的水混炼以后形成泥团，这种泥团在一定的外力作用下，产生形变，但不开裂。

当外力去掉以后，仍能保持其形状不变，粘土这种性质成为可塑性。

13.釉：是施于陶瓷坯体表面一层极薄的玻璃态物质。

14.熔块釉：部分原料以熔块的形式引入釉。

15.湿传导：水分浓度差英气的水分传导。

16.喷雾干燥：将物料置于干燥室中将其雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化达到干燥物料的方法。

17.助磨剂：在水泥粉磨过程中，掺入的可提高粉磨效率，消降或者降低阻碍粉磨正常工作的物质。

二、填空题：（10×4'）
1.粘土的触变性用厚度来表示，它是以泥料的粘度变化之比或剪切应力变化的百分数表示。

2.硅酸铝类矿物原料包括粘土类和长石类。

3.影响粘土触变性的因素有很多，主要有粘土的矿物组成、粒度大小与形状，水分的含量，使用电解质的种类及其水化性，泥料的温度等。

4.我国的陶瓷产品可以分为陶器、瓷器、炻器。

5.粘土的耐火度是用反映材料无荷重时抵抗高温作用的稳定性的性能指标。

主要取决于它的化学组成。

6.长石的种类有钠长石、钾长石、钙长石和钡长石。

7.压制用粉料的成型工艺性质主要包括粉料具有较高的体积密度、流动性好、合理的颗粒级配、在压力下易于粉碎、水分要均匀。

8.陶瓷的透光程度是以透过一定厚度坯体的光线强度，以入射光强度的百分比表示。

9.釉层加热过程中主要发生的当坯、釉的组成不变时，釉层中产生的应力和坯釉两者的膨胀系数有密切关系。

反应有原料的分解、化合与固相反应、氧化物的挥发、烧结、熔融。

10.陶瓷生产中基本注浆法可分为（单面注浆）和（双面注浆）两种。

11.粘土的成因大致可以分为机械风化作用、化学风化作用、生物风化作用。

12.粘土的矿物组成主要有高岭石类、蒙脱石类、伊利石类、水铝英石和叶腊石。

13.陶瓷生产中常用可塑性指数和可塑性指标来表示粘土可塑性的大小。

14.在陶瓷生产中，长石主要是作为熔剂使用的，因此要求它有较低的熔化温度、较宽的熔融范围、较高的熔融液相浓度、良好的熔解其他物质的能力。

15.在陶瓷生产中，常用的调整坯料性能的添加剂主要有解凝剂、结合剂和润滑剂。

16.在陶瓷工业中，粉料的制备可分为机械法和合成法两种。

17.当釉的膨胀系数大于坯体的膨胀系数(а釉>а坯)时,冷却过程中釉的收缩比坯体收缩大,釉层受到坯体给予的张应力；当釉的膨胀系数小于坯体的膨胀系数(а釉<а坯)时,冷却过程中釉的收缩比坯体收缩小,釉层受到坯体给予的压应力。

18.根据成型方法的不同，坯料通常可以分为三类：塑性成型用坯料、注浆成型用坯料、压制成型用坯料。

19.陶瓷产品中的气孔可分为开口气孔、闭口气孔和连通气孔。

20.粘土的组成有矿物组成、化学组成、颗粒组成。

21.粘土的收缩性主要取决于它的组成、含水量、吸附离子及其他工艺性质。

22.陶瓷制品属于无机非金属材料的硅酸盐制品，其采用的原料来源繁多，就其来源可以分为天然矿物原料和人工合成原料。

23.在陶瓷工业中，粉料的机械制备方法常用的机械粉碎和气流粉碎。

24.陶瓷坯体中水分的主要类型有化学结合水、大气吸附水和自由水。

25.釉料按化学组成分可分为主要着气剂和主要溶剂等。

26.粘土的离子交换的能力用交换容量来表示。

它是１００ｇ干粘土所吸附的能够用语交换的阳离子或阴离子的数量，单位是mol×10/g。

27.泥浆注浆过程中的物理化学变化主要有物理脱水和化学凝聚。

28.釉层加热过程中主要发生的反应有原料的分解、化学反应、氧化物挥发及凝固。

29.当坯、釉的组成不变时，釉层中产生的应力和坯釉之间的热膨胀系数有密切关系。

30.在陶瓷工业中，选择助磨剂时，要考虑待粉碎物料的，一一般说来，助磨剂与物料的越好，则助磨作用越强。

31.陶瓷生产中，常用的长石的代用品有绢云母、磷酸盐和铝硅酸盐。

33.影响陶瓷透明度的因素有烧成、坯体的显微结构、制造工艺。

34.陶瓷生产中，施釉的基本方法有釉浆施釉、静电施釉、干法施釉三种。

35.釉料按熔融特性分可分为高温釉、低温釉和中文釉。

36.粘土的化学组成在生产中具有重要的指导意义，根据分析的化学成分，可初步估计出粘土的矿物组成和工艺性能。

37.压制成型的粉料中，它的流动性取决于它的内摩擦力。

38.陶瓷坯料和粘土原料的收缩实际可分为三种干燥收缩，烧成收缩和总收缩
39.陶瓷材料的显微结构是由莫来石、玻璃相、气孔和石英组成的。

40.粘土的干燥敏感性主要取决于矿物组成，干燥收缩率及与其有关的一些因素。

41.烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度
42.原料的精选方法，从机理上可以为水簸法、水力旋流法、浮选法。

43.可塑泥团是由固相、液相、少量气相组成的弹性塑性系统。

44.在陶瓷工业中，粉料的制备可分为机械法制粉和合成法制粉两种。

喷雾干燥是属于机械法制粉的方法。

三、问答题
１．简述石英在陶瓷生产中的作用。

（6’）
【1】在烧成前是瘠性原料，对泥料可塑性起调节作用，能降低坯体的干燥收缩，缩短干燥时间并防止坯体变形。

【2】烧成时，石英加热膨胀可部分抵消坯体收缩的影响，玻璃质大量出现时，石英能部分熔解于液相中，增加熔体的粘度，而未熔解的石英颗粒，则构成坯体骨架，可防止坯体发生软化变形等缺陷。

【3】在瓷器中，石英对坯体力学强度有着很大的影响，合理的石英颗粒能大大提高坯体的强度，否则效果相反。

同时，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。

【4】在釉料中二氧化硅是生成玻璃质的主要组分，增加釉料中石英含量能提高釉的熔融温度与粘度，并减少釉的热膨胀系数。

同时它赋予釉以高的力学强度、硬度、耐磨性和耐化学侵蚀性的主要因素。

２．水对坯料、制品性能有什么影响？
水中含有矿物杂质，如可溶性的钙、镁、钠的碳酸氢盐、硫酸盐及氯化物等，Ca2+、Mg2+、SO42+对泥浆的稳定性能影响较大，容易引起泥浆絮凝。

当含量较大时，对可塑性坯料的化学成分也会带来影响。

软化后除去Mg2+、Ca2+离子，使泥浆悬浮剂的用量显著减少，泥浆稳定性将得到改善。

水的PH值会影响坯料的可塑性。

３．影响粘土可塑性的因素有哪些，如何衡量粘土可塑性？（6’）【1】固相的性质【2】液相的性质【3】固相与液相的相对数量
４．确定釉料组成的原则是什么？（6’）
【1】根据坯料烧结性能来调节釉的熔融性质【2】坯釉膨胀系数与弹性模量相适应【3】坯釉化学组成相适应【4】坯料对釉下彩和釉中彩不致溶解和变色【5】合理选用原料
５．以高岭土为列，叙述粘土加热过程中的物理化学变化。

化学变化：【1】粘土干燥后，继续加热出现脱水反应，高岭石中的结构水排出生成偏高领土【2】温度继续升高，脱水产物继续转化，偏高岭石由925度开始转化为尖晶石型新的结构物物理变化：【1】气孔率下降【2】脱水阶段前后出现失去部分质量现象【3】900度钱相对密度稍微降低，在900—1000度之间，相对密度大大增加【4】发生收缩至达到粘土烧结温度终止【5】超过烧结温度范围后，将重新出现气孔增加，坯体膨胀乃至熔融。

６．在陶瓷生产中，确定陶瓷配方的主要依据有哪些？
【1】产品的物理化学性质以及使用性能要求是考虑坯料、釉料组成的主要依据。

【2】在拟定配方时可采用一些工厂或研究单位积累的经验和数据，这样可节省时间，有助于提高效率。

【3】了解各种原料对产品性质的影响是配料的基础。

【4】配方应满足生产工艺要求。

【5】采用的原料希望来源丰富、性能稳定、运输方便、价格低廉，还强调就地取材、量材使用、物尽其用。

８．陶瓷坯料基本的质量要求是什么？
配方准确，组分均匀，细度合理，气孔少
９．在坯料计算中，坯料组成的表示方法有哪些，各有何特点？
【1】实验式表示法特点：反应了各氧化物之间的相互关系，使各氧化物之间的组成一目了然，便于识别。

除了能估计出有害杂质与降低熔融温度的成分对坯体的影响外，还能表明其高温化学性能，这是陶瓷工作者所习惯的表示方法之一。

【2】化学组成表示法特点：从坯料的化学组成可大致估计出此配方的工艺性以和产品烧后的最终性能。

【3】示性矿物组成表示法特点：只能粗略地反映一些情况，但用矿物组成进行配料计算是比较方便的。

【4】配料量表示法特点：这是一种最常见的方法，列出每种原料的质量分数。

此方法简单，直观性强，易于称量配料理于记忆，但它只适用于本地工厂对其它产区的参考意义不太大。

１０．陶瓷生产中快速烧成应满足的条件是什么？【1】干燥收缩和烧成收缩均小。

【2】坯料的热膨胀系数要小，随温度的变化接近线性关系，在烧成过程中不致开裂。

【3】示坯料的导电性能好，使烧成时物理化学反应能迅速进行，又能提高坯体的抗热震性。

【4】希望坯料中少含晶型转变的成分，以免因体积变化破坏坯体。

【5】快烧用的釉料要求其化学活性强，始熔温度要高些，高温粘度比普通釉料低些，而且随温度升高粘度降低较多，以便获得平坦光滑无缺陷的釉面，膨胀系数较常规烧成时要小些，便于和坯体配料。

１１．简述泥浆稀释的三个阶段。

【1】悬浊液稳定阶段，当加入电解质的量小于该物料的吸附量时，物料所吸附的阳离子被电解质的钠离子所置换，由此产生了解凝作用。

结果曾被质点聚集体机械的占有的水解脱出来，但是因为疏松结合水量在这个阶段有所增加，所以不发生稀释作用，相反的甚至可能使泥浆的粘度有所增加【2】稀释阶段，在继续加入电解质时，增加了电解质在溶液中的浓度，这就使吸附着的钠解离作用降低，由此疏松结合水膜的厚度减少，部分水转变为自由状态，结果产生了泥浆的稀释现象。

【3】稠化阶段，此后如果继续加入电解质，水膜的大小达到临界值，呈现水膜已不能阻止质点相互吸引的现象。

此时部分自由水被封闭在质点之间，由于自由水的减少，泥浆的粘度增加了。

12、气孔对陶瓷材料的性能影响主要有哪些？（6’）气孔在坯体中的多少，大小，形状，分布，位置对瓷坯的强度、透光度、致密度、介电性能、热传导性能、吸湿膨胀性能等都有较为明显的作用。

13、影响粘土可塑性的因素有哪些，如何衡量粘土可塑性？
【1】可塑性的大小主要取决于固相和液相的性质和数量。

固相的性质主要是指固体物料类型、颗粒形状、颗粒大小及力度分布、颗粒的离子交换能力等，液相性质主要是指液相对固相的浸润能力和液相的粘度。

【2】固相与液相的相对数量也对粘土的可塑性也有很多大的影响。

用可塑性指数法和可塑性指标法衡量。

１４．简述长石类原料在陶瓷生产过程中的作用。

（5’）
长石在陶瓷原料中是作为溶剂使用的，因此它在陶瓷生产中的作用主要表现为它的熔融和融化其他物质的性质。

【1】长石在高温下熔融，形成粘稠的玻璃熔体，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，有利于成瓷和降低烧成温度。

【2】熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒。

也相中Al2O3与SiO2相互作用，促进莫来石晶体的形成和长大，提高力学强度和化学稳定性。

【3】长石熔体能填充颗粒之间空隙，冷却后长石，能增强瓷的透明度，有助于提高力学强度。

【4】釉料中，长石是主要溶剂。

【5】长石是瘠性原料，减少坯体干燥收缩和变形。

１５、叙述陶瓷坯体煅烧时的结构与物理性能的变化。

【1】低温预热阶段（质量减轻，气孔率增加，体积收缩）【2】氧化分解阶段（有机物及碳素的氧化；碳酸盐分解；结晶水排除及晶型转变）【3】高温玻化成瓷阶段（继续进行氧化分解阶段；熔融长石与低共融物，构成瓷坯中的玻璃相，粘土颗粒及石英部分熔解在这些玻璃相中，未被石英逐渐填充空隙。

）【4】由于玻璃相及莫来石的生成，制品强度增加，气孔率增加，坯体急剧收缩，硬度增大。

【5】釉料熔融成为玻璃体。