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1、-日用长石质瓷坯料配方设计、试样制备及其性能测试1. 前言实验目的及意义：通过瓷工艺设计性综合实验，到达：1深刻常用瓷原料在瓷坯料中的作用；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根底。2. 文献综述瓷行业在我国是一个古老的行业大约已有8000多年的历史在唐宋时期，瓷制造已相当兴旺，并形成一定的生产规模。宋代钧、汝、官、哥、定五大名窑产品闻名于世，瓷器作为商品开场批量输出海外明清两代，是我国瓷业开展的历史鼎盛时期。以瓷器为代表，其精巧多样的产品、精湛的技艺，在全世界享有极高的声誉。建
2、国以前，我国瓷行业受到了严重的摧残，一蹶不振；而此间西方制瓷业却得到了很大的开展，我国的瓷国地位受到了严重的挑战。建国以来，我国的瓷行业得到了迅速的开展，瓷企业遍布全国，形成、，宜兴，醴陵，德化，、，海城等重点瓷产区；建立了瓷研究所、大专院校与瓷装备制造、装饰材料制造等专业工厂，一个完整的工业体系业已建立；产品品种也由日用瓷、设艺术瓷扩展到建筑卫生瓷、工业瓷及高技术瓷等领域。近年来，我国传统的日用瓷行业引进了国外先进的制瓷技术和装备，使许多产区、企业的生产进一步现代化，产品质量不断提高，产品出口创汇增加，我国日用瓷工业和世界先进水平的差距在逐步缩小。目前国际瓷业正在逐步重组，生产格局在调整变化
3、之中。一些兴旺国家，如德国、美国、日本，凭借技术、资金优势转向重点开展高技术瓷；而日用瓷的生产由于原料、人工费用增加、附加值相对较低等原因，正逐步转移到开展中国家，这就为我国瓷产品抢占国际市场提供了难得的机遇。目前我国日用瓷出口数量占世界第一位但平均售价偏低的局面仍无明显改观，其主要原因是产品档次低，花色品种不适应国际市场需求因此，从原料、燃料、辅助材料、技术装备、生产管理等诸多环节人手，提高出1：3产品的质量是我国瓷行业开展的关键，必须走。以质取胜之路。长石质瓷是目前国外瓷工业所普遍采用的一种瓷质。它是以长石作助熔剂的“长石石英高岭土三组分系统瓷，由粘土、石英、长石以 211左右的比例配合，
4、经制泥、成型、枯燥、 上釉、烧制(12001400)等工序制成。这种瓷利用长石在较低温度下熔融并形成高粘度玻璃的特性。瓷胎是由玻璃相50%60%、莫来石晶相10%20%、剩余石英晶相8%12%、半安定方石英晶相6%10%及微量气孔相0.5%构成。原料来源丰富、价格低廉,能制成大型制品，又具有相当好的电绝缘性能、力学性能、热性能、化学稳定性和耐气候性等特点。3. 实验过程总体安排 首先查阅资料选择一种长石质瓷坯的化学组成，估计其烧成温度和抗弯强度，再根据已有的原料计算出配料量，然后根据配方，制备试样假设干，通过对不同温度下烧制的试样的吸水率和线收缩率测定，绘制温度收缩率，温度吸水率曲线，确定烧成
5、温度，最后测量在此温度下烧成试样的抗弯强度，另补充电解质稀释泥浆实验。4. 实验配方设计计算近似计算4.1瓷坯及原料化学组成“灼减量换算成不含灼减量的质量分数表1表2瓷坯为日用长石质瓷坯料通过查阅文献得到一种长石质瓷的配方如下表一所示表一*瓷器的配方wt% 石英长石砂石土碱干烧成温度2820252071280通过换算得到这种原料不含酌减的各化学组成组成如下表二所示表二 不含酌减量的各原料的化学组成wt% 化学组成工程SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O + Na2O石英98.880.850.450.28长石67.4718.00.4911.44 2.68砂石56.2742.74
6、0.150.230.340.27土71.2326.310.22微量0.680.330.36 0.64碱干50.7546.770.730.350.550.57 0.26通过各种原料中每种氧化物的质量，然后将各原料的同种氧化加和结果如下组成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O + Na2O质量g59.0223.060.260.080.340.233.08从而得到这种长石质瓷的化学组成如下所示组成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O + Na2O质量百分数68.5726.790.300.090.390.273.58因此可以用所给的以下原料进展配料量的计算实验室原料
7、使用石英、长石、生砂石、滑石粉、洪江土、土表3 瓷坯及原料化学组成含灼减wt% 单位: %化学组成工程SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O + Na2O灼减量日用长石质瓷瓷坯68.5726.790.300.090.390.272.78 0.80石英98.500.700.100.100.300.30长石70.1013.600.700.6010.90 3.200.70生砂石46.7037.500.200.400.100.100.10 14.60滑石粉62.000.400.101.5030.505.50洪江土49.5034.400.400.300.101.20 0.4013.30土
8、46.4339.870.500.320.1012.30表4 换算后瓷坯及原料化学组成无灼减wt% 单位： %化学组成工程SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O+Na2O总计日用长石质瓷瓷坯68.5726.340.300.090.390.273.5899.99石英98.800.700.100.100.30100.00长石70.5913.700.700.6014.2099.79生砂石54.6943.910.230.470.120.120.1299.66滑石粉65.610.420.111.5932.28100.01洪江土57.0939.680.460.350.12 1.8599.55
9、土52.9445.460.570.360.1199.444.2列表计算配料质量分数表5注意：为保证成形性能可塑性要求，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，需参加滑石粉满足。拟定土引入量14.00%，洪江土引入量18.00%表5 配料量计算过程化学组成工程SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2O+Na2O日用长石质瓷瓷坯68.5726.340.300.090.390.273.58土14.00%7.416.360.08-0.050.02-余量61.1619.980.220.090.340.253.58洪江土18.00%10.287.14
10、0.08-0.060.020.33余量50.8812.840.140.090.280.233.25滑石粉1000.23/32.28=0.71%0.440.003微量-0.010.23-余量50.4412.840.140.090.2703.25长石1003.25/14.20=22.82%16.113.130.16-0.14-3.25余量34.339.710.080.090.13-0生砂石1009.71/43.91=22.11%10.339.710.080.020.02-余量24.00000.070.11-石英10024.00/98.8=24.29%24.000.170.020.02-0.06 余
11、量0-0.02-0.020.11-4.3将算得的配料质量分数换算回含灼减量的配料质量分数，并按百分比折算一次即得配方原料 计算值/% 换算值/% 配料百分比/%土 14.00 15.96 14.42洪江土 18.00 20.76 18.75滑石粉 0.710 0.75 0.68长石 22.82 22.98 20.76生砂石 22.1125.89 23.38 石英 24.29 24.36 22.00合计 110.70 100.00即最终设计的配方为 土14.42%、洪江土18.75 %、滑石粉0.68%、长石20.76%、生砂石23.38%、石英22.00%5. 材料技术指标该长石质瓷烧成温度控
12、制在12501280，抗弯强度应在5070MPa。6.实验工艺流程、设备及工艺参数6.1实验工艺流程及工艺参数料：球：水=1:2:0.6=120目配料球磨过筛烘干研磨过筛喷雾造粒陈腐过筛40目压制成型烧成温度测定试样烧成性能测试300g 0.5%减水剂34个以上24个 10个6.2实验设备电子天平，双头快速球磨机，电热恒温枯燥箱，成型压机，高温箱式电阻炉，抗弯强度测试测定仪。7. 检测工程7.1吸水率、烧成线收缩率测定吸水率计算公式 W=G1-G0/G0100% 式1式中： W试样的吸水率，% G0试样干重，克 G1试样吸水饱和后的重量，克烧成线收缩率计算公式Y=L0-L/L0100% 式2
13、式中： Y试样的烧成线收缩率，% L0试样枯燥后长度，mm L试样烧成后的长度，mm在2001300围选取时选取25个温度点，设计升温曲线，分别在这些温度点测试试样的吸水率和烧成线收缩率，并绘制温度收缩率，温度吸水率曲线确定烧成温度。 温度7.2抗弯强度测定三点弯曲法Rf=3PL/2bh2 式3式中： Rf抗弯强度，N/m2P试样断裂时负荷，NL支撑刀口间距，mB试样断口处宽度， mh试样断口处厚度， m确定烧成温度后，在该温度烧制试样10个，分别用抗弯强度测试仪测定它们的抗弯强度，并取平均值。8.电解质稀释泥浆实验1稀释剂：碳酸钠、硅酸钠溶液2定量泥浆，参加等体积不同浓度稀释剂，3恩氏粘度计测试相对粘度；4确定最正确稀释围。9. 参考文献1家驹，缪松兰，马铁成，林绍贤，朱振峰.瓷工艺学.中国轻工业 2021.82裴秀娟，石振江，金宝元.日用瓷工厂技术员手册.化学工业2007.73徐刚.关于GB3299-82日用瓷吸水率测定方法的探讨.瓷工程1997 30卷36页4王瑞生，正余.用蒙呼和土研制日用细瓷.矿产综合利用.2005年8月4期5樊震坤,贤纪,仁花,王志义,儒岭.钠长石质高级日用细瓷的研究. 中国瓷.一九九三年第一期6中华人民国轻工行业标准QB/T1548-1992瓷坯泥料线收缩率测定方法 7中华人民国国家标准GB/T4741-1999瓷材料抗弯强度试验方法. z.
