泥浆性能的测定

泥浆性能的测定

泥浆是陶瓷原料在水中的一种悬浮体。为了保证生产工艺的正常进行，要求泥浆应具备许多物理性质，需要对黏度、厚化比、密度、细度、水分、PH值等工艺指标进行测定。

泥浆相对粘度及厚化度的测定

在陶瓷材料的生产中，泥浆黏度、厚化度与渗透性是否恰当，将影响球磨、输送、贮存、榨泥和上釉等生产工艺。特别是注浆成型时，将直接影响浇注制品的质量。如何调节和控制泥浆的流动度、厚化度与渗透性，对于满足生产需要，提高产品质量和生产效率，具有重要意义。

一、实验目的

1.了解泥浆的稀释原理，如何选择稀释剂并确定其用量。

2.了解泥浆性能对陶瓷生产工艺的影响。

3.掌握泥浆相对黏度、厚化度的测试方法及控制方法。

二、实验原理

泥浆在流动时，其内部存在着摩擦力。内摩擦力的大小一般用“黏度”的大小来反映，黏度的倒数即为流动度。纯液体和真溶液可根据泊赛定律测定其绝对黏度。对于泥浆这种具有一定结构特点的悬浮体和胶体系统，一般只测定其相对黏度（即泥浆与水在同一温度下，流出同体积所需时间之比）。粘度越大，流动度就越小。

当流动着的泥浆静止后，常会产生凝聚沉积而稠化。这种现象称为稠化性。这种稠化的程度即为厚化度。

泥浆的流动度与稠化度，取决于泥料的配方组成。即所用黏土原料的矿物组成与性质、泥浆的颗粒分散和配制方法、水分含量和温度、使用电解质的种类。

实践证明，电解质对泥浆流动性等性能的影响是很大的，即使在含水量较少的泥浆内加入适量电解质后，也能得到像含水量多时一样或更大的流动度。因此，调节和控制泥浆流动度和厚化度的常用方法是选择适宜的电解质，并确定其加入量。

在黏土水系统中，黏土粒子带负电，因而黏土粒子在水中能吸附阳离子形成胶团。一般天然黏土粒子上吸附着各种盐的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+阳离子，其中以Ca2+为最多。在黏土系统中，黏土粒子还大量吸附H+。在未加电解质时，由于H+半径小，电荷密度大，与带负电的黏土粒子作用力大，易进入胶团吸附层，中和黏土粒子的大部分电荷，使相邻粒子间的同性电荷减少，斥力减少，以至于黏土粒子易于黏附凝聚，而使流动性变差。、Ca2+以及其他高价离子等，由于其电价高（与一价阳离子相比），与黏土粒子间的作用不是很大，大部分仅进入胶团的扩散层，使扩散层加厚，电动电位增大，黏土粒子间的排斥力增大，故增加泥浆的流动性。

泥浆的最大稀释度（最低黏度）与其电动电位的最大值相适应。若加入过量的电解质，泥浆中这种电解质的阳离子浓度过高,较多的阳离子进入胶团的吸附层，中和黏土胶团的负电荷，从而使扩散层变薄，电动电位下降，黏土胶粒不易移动，使泥浆黏度增加，流动性下降，所以电解质的加入量有一定的范围。

阴离子对稀释作用也有影响。

1.用于稀释泥浆的电解质必须具备三个条件。

（1）具有水化能力强的一价阳离子，如Na+等。

OH，使分散系统呈碱性。

（2）能直接离解或水解而提供足够的-

（3）能与黏土中有害离子发生交换反应，生成难溶的盐类或稳定的络合物。

2.生产中常用的稀释剂可分为三类。

（1）无机电解质，如水玻璃、碳酸钠、六偏磷酸钠46[(NaPO )]、焦磷酸钠4272(Na P O H O)等，电解质的用量一般为干坯料重量的0.3％～0.5％。

（2）能生成保护胶体的有机酸盐类，如腐殖酸钠、单宁酸钠、柠檬酸钠、松香皂等，用量一般为0.2％～0.6％。

（3）聚合电解质，如聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐、阿拉伯树胶。 稀释泥浆的电解质，可单独使用或几种混合使用，其加入量必须适当。若过少则稀释作用不完全，过多反而引起凝聚。适当的电解质加入量与合适的电解质种类，对于不同黏土必须通过实验来确定。一般电解质加入量控制在不大于0.5％（对于干料而言）的范围内。采用复合电解质时，还需注意加入顺序对稀释效果的影响，当采用Na 2CO 3与水玻璃或Na 2CO 3和单宁酸钠复合时，都应先加入Na 2CO 3，后加水玻璃或单宁酸钠。

在选择电解质并确定各电解质的最适宜用量时，一般是将电解质加入黏土泥浆中，并测定该泥浆的流动度。对泥浆胶体，流动度用相对黏度来表示，即测定泥浆与水在同一温度下，流出同一体积所需流出的时间之比来表示。

三、实验仪器及用品 ～～～

1.涂-4黏度计

以前，测定泥浆相对黏度一般用恩格勒黏度计。近年来，.涂-4黏度计被广泛用于测定泥浆的相对黏度，其结构如图4-1所示（无机非金属材料实验 王涛 赵淑金 编P62），该仪器有一个圆筒形容器，容器底部中心开有一个圆锥形流出孔（下部出口孔径为4mm ），供泥浆流出之用，此孔下有一个开关将孔挡住。

圆筒形容器被固定在铁架台上的环形托架托住。在铁架台的底板上放置一个搪瓷杯，供承接从圆筒形容器流出的泥浆。

温度对泥浆黏度的影响很大。在测定不同的泥浆黏度时，最好能保持温度一致。

2.其他

（1）分析天平；（2）粗天平；（3）电动搅拌机；（4）黏度计承受瓶；（5）滴定管；（6）秒表；（7）量筒；（8）泥浆杯。

四、实验步骤

1.试样的制备

（1）电解质标准溶液的制备

配制浓度为5％或10％的Na 2CO 3、水玻璃（或两者混合）等不同电解质的标准溶液。 电解质应在使用时配制，尤其是水玻璃极易吸收空气中的CO 2而降低稀释效果；Na 2CO 3也必须保存在干燥的地方，以免在空气中变成NaHCO 3，而使泥浆凝聚。

（2）黏土试样的制备

①取2kg 左右的黏土，磨细、风干、全部通过100目筛。

②若为已配好的坯泥（釉）浆，可直接取样3～4kg ，并测定含水率。其含水率最好低于试验时的含水率。

2.泥浆需水量的测定

称200.0g 黏土试样（准确至0.1g ），用滴定管加入蒸馏水，充分拌合至泥浆开始呈流动性为止，可通过微测泥浆杯观察泥浆是否呈现初蠕动。或将泥浆注入黏度计，测定流出100mL 的时间为40～50min 来判断，记下加水量V 0（准确至0.1mL ）。不同黏土的需水量应变动于50％～80％之间。