無機材料工藝學(xué)陶瓷坯料及其成型性能答案PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 無機材料工藝學(xué)陶瓷坯料及其成型性能無機材料工藝學(xué)陶瓷坯料及其成型性能 答案答案 一、概念及分類一、概念及分類 （一）（一）坯料的概念：坯料的概念：將原料經(jīng)過配料和加工后，得到的具有良好將原料經(jīng)過配料和加工后，得到的具有良好 成型性能的多組分均勻混合物，稱為坯料。成型性能的多組分均勻混合物，稱為坯料。 （二）（二）坯料的分類：坯料的分類： 1 生產(chǎn)上，根據(jù)成型方法分為：生產(chǎn)上，根據(jù)成型方法分為： 2 學(xué)術(shù)上，根據(jù)所采用的主要熔劑原料種類分為：學(xué)術(shù)上，根據(jù)所采用的主要熔劑原料種類分為： 注漿坯料：含水率注漿坯料：含水率 2835% 可塑坯料：含水率可塑坯料：含水率 1825% 壓制坯料：

2、含水率壓制坯料：含水率 815%（半干壓）；（半干壓）；37%（干壓）（干壓） 長石質(zhì)坯料長石質(zhì)坯料 絹云母質(zhì)坯料絹云母質(zhì)坯料 磷酸鹽質(zhì)坯料磷酸鹽質(zhì)坯料 其他坯料其他坯料 系在對日用陶瓷坯料進行研究和統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上得出的結(jié)論。系在對日用陶瓷坯料進行研究和統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上得出的結(jié)論。 第1頁/共47頁 2.1 坯料的概念、分類及質(zhì)量要求坯料的概念、分類及質(zhì)量要求 組成規(guī)律：組成規(guī)律：SiO2/ Al2O3=5左右（分子數(shù)之比）；左右（分子數(shù)之比）；Al2O3 2（分子（分子 數(shù)）。數(shù)）。 第2頁/共47頁 2.1 坯料的概念、分類及質(zhì)量要求坯料的概念、分類及質(zhì)量要求 組成規(guī)律：組成規(guī)律：SiO

3、2/ Al2O3 5左右（分子數(shù)之比）；左右（分子數(shù)之比）；Al2O3 2（分（分 子數(shù)）。子數(shù)）。 SiO2分子數(shù)分子數(shù) Al2O3分子數(shù) 分子數(shù) 2 4 SiO2/Al2O3= 5 軟瓷區(qū)軟瓷區(qū) 硬瓷區(qū)硬瓷區(qū) 硬質(zhì)瓷配料中長石較少，粘土較多，燒成溫度較高，莫來石相較多，硬質(zhì)瓷配料中長石較少，粘土較多，燒成溫度較高，莫來石相較多， 玻璃相較少，故瓷坯的硬度大、強度高。軟質(zhì)瓷相反。玻璃相較少，故瓷坯的硬度大、強度高。軟質(zhì)瓷相反。 第3頁/共47頁 第4頁/共47頁 骨灰瓷中各化學(xué)成分的相對含量大致為：當(dāng)骨灰瓷中各化學(xué)成分的相對含量大致為：當(dāng)Al2O3的分子數(shù)的分子數(shù) 為為1時，其他成分的分子數(shù)

4、為時，其他成分的分子數(shù)為SiO2：34.5；CaO: 1.83.0; P2O5: 0.61.0 第5頁/共47頁 二、坯料的質(zhì)量要求二、坯料的質(zhì)量要求 （一）（一）基本質(zhì)量要求?；举|(zhì)量要求。從生產(chǎn)上講，無論采用何種成型方法，各從生產(chǎn)上講，無論采用何種成型方法，各 種陶瓷坯料均應(yīng)滿足以下基本質(zhì)量要求：種陶瓷坯料均應(yīng)滿足以下基本質(zhì)量要求： （二）（二）各種坯料的具體質(zhì)量要求。各種坯料的具體質(zhì)量要求。由于不同成型方法的工藝過程由于不同成型方法的工藝過程 及要求不同，各種坯料除滿足上述基本質(zhì)量要求外，還需滿足一及要求不同，各種坯料除滿足上述基本質(zhì)量要求外，還需滿足一 些具體的特定要求：些具體的特定要

5、求： （1）坯料的化學(xué)組成符合配方要求。）坯料的化學(xué)組成符合配方要求。 （2）各種原料成分混合均勻。）各種原料成分混合均勻。 （3）坯料中各組分的細度符合工藝要求。）坯料中各組分的細度符合工藝要求。 （4）坯料中空氣含量盡量的少。）坯料中空氣含量盡量的少。 第6頁/共47頁 二、坯料的質(zhì)量要求二、坯料的質(zhì)量要求 1. 注漿坯料注漿坯料 a. 流動性好。便于輸送，以及澆注時容易充滿模具流動性好。便于輸送，以及澆注時容易充滿模具 的各個角落。的各個角落。 b. 穩(wěn)定性好。便于輸送，以及使得到的坯體厚薄及穩(wěn)定性好。便于輸送，以及使得到的坯體厚薄及 密度均勻。密度均勻。 c. 觸變性適當(dāng)。觸變性適當(dāng)。

6、 d. 滲濾性好。澆注時成型速度快。滲濾性好。澆注時成型速度快。 e. 在保證流動性良好的前提下，泥漿含水率盡可能在保證流動性良好的前提下，泥漿含水率盡可能 小。以縮短模型吸漿時間和小。以縮短模型吸漿時間和 提高坯體強度。提高坯體強度。 第7頁/共47頁 二、坯料的質(zhì)量要求二、坯料的質(zhì)量要求 2. 可塑坯料可塑坯料 a. 具有良好的可塑性，能完全滿足成型要求具有良好的可塑性，能完全滿足成型要求 ，并保證坯體有足夠的強度，不致產(chǎn)生變形，并保證坯體有足夠的強度，不致產(chǎn)生變形 。 b. 在保證可塑性的前提下，坯料含水量盡可在保證可塑性的前提下，坯料含水量盡可 能少，以縮短干燥時間，減小干燥收縮。能少

7、，以縮短干燥時間，減小干燥收縮。 c. 泥料中固體顆粒排列的有序程度低，即不泥料中固體顆粒排列的有序程度低，即不 形成定向排列。以免在成型坯體中形成各向形成定向排列。以免在成型坯體中形成各向 異性結(jié)構(gòu)，引起干燥變形甚至開裂。異性結(jié)構(gòu)，引起干燥變形甚至開裂。 第8頁/共47頁 2. 可塑坯料可塑坯料 泥料中的顆泥料中的顆 粒定向排列粒定向排列 第9頁/共47頁 二、坯料的質(zhì)量要求二、坯料的質(zhì)量要求 3. 壓制坯料壓制坯料 a. 流動性好。能迅速充滿模具的各個角落，以保證坯體的密度均勻一致。流動性好。能迅速充滿模具的各個角落，以保證坯體的密度均勻一致。 b. 堆積密度大，壓縮比小。即粉料中空氣含量

8、小。堆積密度大，壓縮比小。即粉料中空氣含量小。 c. 含水率適當(dāng)且水分分布均勻。粉料含水率直接影響成型操作及坯料的密度和強度，一般地，成型壓力大時要求坯料的含水率較低些，反之依然。但無論如何均要求水分分布應(yīng)均勻一致。含水率適當(dāng)且水分分布均勻。粉料含水率直接影響成型操作及坯料的密度和強度，一般地，成型壓力大時要求坯料的含水率較低些，反之依然。但無論如何均要求水分分布應(yīng)均勻一致。 第10頁/共47頁 第11頁/共47頁 2.2 陶瓷坯料組成的表示方法陶瓷坯料組成的表示方法 第12頁/共47頁 2.2 陶瓷坯料組成的表示方法陶瓷坯料組成的表示方法 第13頁/共47頁 SiO2Al2O3Fe2O3Ca

9、OMgOK2ONa2OIL（灼減（灼減 量）量） 66.8021.630.470.610.372.941.605.47 2.2 陶瓷坯料組成的表示方法陶瓷坯料組成的表示方法 第14頁/共47頁 2.2 陶瓷坯料組成的表示方法陶瓷坯料組成的表示方法 232 2 dROOcR bRO OaR 第15頁/共47頁 2.2 陶瓷坯料組成的表示方法陶瓷坯料組成的表示方法 第16頁/共47頁 （一）根據(jù)化學(xué)組成計算坯式（釉式）（一）根據(jù)化學(xué)組成計算坯式（釉式） 一、配方的換算一、配方的換算 注：坯（釉）式中不包括注：坯（釉）式中不包括 “灼減灼減”，而化學(xué)組成中往往含，而化學(xué)組成中往往含“灼減灼減”，故計

10、算時應(yīng)先將，故計算時應(yīng)先將 各氧化物含量折算為不含灼減的含量。各氧化物含量折算為不含灼減的含量。 第17頁/共47頁 SiO2Al2O3Fe2O3TiO2P2O5CaOMgOK2ONa2O 60.1101.9159.780.114256.140.394.262.0 第18頁/共47頁 SiO2Al2O3Fe2O3TiO2P2O5CaOMgOK2ONa2OI.L.合計合計 34.5214.380.210.0618.3421.412.092.411.644.6599.71 第19頁/共47頁 解：解： 第20頁/共47頁 第21頁/共47頁 第22頁/共47頁 2 2 223 2 23 25 0.

11、181 4.060 0.1880.993 0.005 2.6980.007 0.913 0.369 K O SiO Na OAl O TiO CaOFe O PO MgO 第23頁/共47頁 （二）根據(jù)坯式（釉式）確定化學(xué)組成（二）根據(jù)坯式（釉式）確定化學(xué)組成 一、配方的換算一、配方的換算 第24頁/共47頁 2 223 2 23 0.158 0.1210.987 4.794 0.0730.013 0.010 K O Na OAl O SiO CaOFe O MgO 第25頁/共47頁 第26頁/共47頁 第27頁/共47頁 一、配方的換算一、配方的換算 2.3 坯料配方的計算坯料配方的計算

12、第28頁/共47頁 一、配方的換算一、配方的換算 2.3 坯料配方的計算坯料配方的計算 （三）根據(jù)配料量計算實驗式（坯式）（三）根據(jù)配料量計算實驗式（坯式） 第29頁/共47頁 第30頁/共47頁 第31頁/共47頁 R2O+RO=1 m=0.307 第32頁/共47頁 第33頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 2.3 坯料配方的計算坯料配方的計算 （一）根據(jù)坯式（或釉式）及原料組成計算配料比（一）根據(jù)坯式（或釉式）及原料組成計算配料比 基本方法：基本方法： 先求出滿足實驗式的各種礦物原料的分子數(shù)。先求出滿足實驗式的各種礦物原料的分子數(shù)。 再求出各種原料的配比。再求出各種原料的配比。

13、例例A: 已知某廠衛(wèi)生瓷坯料的實驗式如下，試用鉀長石、鈉長石、方解石、已知某廠衛(wèi)生瓷坯料的實驗式如下，試用鉀長石、鈉長石、方解石、 滑石、高嶺土、石英等原料進行配料，算出配方?；⒏邘X土、石英等原料進行配料，算出配方。 0.128 K2O 0.084 Na2O 0.984 Al2O3 5.220 SiO2 0.040 CaO 0.016 Fe2O3 0.017 TiO2 0.101 MgO 第34頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 （一）根據(jù)坯式（或釉式）及原料組成計算配料比（一）根據(jù)坯式（或釉式）及原料組成計算配料比 解解：（：（1）求各礦物原料應(yīng)配入的分子數(shù)）求各礦物原料應(yīng)配入的

14、分子數(shù)用各礦物原料去滿足坯料用各礦物原料去滿足坯料 中有關(guān)化學(xué)成分的含量，先滿足堿性氧化物，后滿足中有關(guān)化學(xué)成分的含量，先滿足堿性氧化物，后滿足Al2O3及及SiO2。 坯料組成坯料組成 原料用量原料用量 SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O 5.2200.9840.0160.0400.1010.1280.084 引入引入0.128分子分子 KAS6，剩余：剩余： 0.768 4.452 0.128 0.856 - 0.016 - 0.040 - 0.101 0.128 - - 0.084 引入引入0.084分子分子 NAS6，剩余：剩余： 0.504 3.948 0.084

15、 0.772 - 0.016 - 0.040 - 0.101 -0.084 - 引入引入0.040分子分子 CaCO3，剩余：剩余： - 3.948 - 0.772 - 0.016 0.040 - - 0.101 - 引入引入0.0337(0.101/3) 分子分子M3S4H，剩余：剩余： 0.134 3.814 - 0.772 - 0.016 - - 0.101 - - - - - 引入引入0.772分子分子 AS2H2，剩余：剩余： 1.544 2.270 0.772 - - 0.016 - - - - - - - - 引入引入2.270分子分子 SiO2，剩余：剩余： 2.270 - -

16、 - - 0.016 - - - - - - - - 第35頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 （一）根據(jù)坯式（或釉式）及原料組成計算配料比（一）根據(jù)坯式（或釉式）及原料組成計算配料比 解解：（：（2）求所用各礦物原料的重量：）求所用各礦物原料的重量： KAS6: 0.128557 = 71.30 NAS6: 0.084524 = 44.02 CaCO3: 0.040100 = 4.00 M3S4H2: 0.0337120 = 4.04 AS2H2: 0.772258 = 199.18 SiO2: 2.27060 = 130.20 Total: 452.74 第36頁/共47頁 二、配

17、方的計算二、配方的計算 （一）根據(jù)坯式（或釉式）及原料組成計算配料比（一）根據(jù)坯式（或釉式）及原料組成計算配料比 解解： KAS6: (71.30/452.74) 100% = 15.75% NAS6: (44.02/452.74) 100% = 9.73% CaCO3: (4.00/452.74) 100% = 0.88% M3S4H2: (4.04/452.74) 100% = 0.89% AS2H2: (199.18/452.74) 100% = 43.99% SiO2: (130.20/452.74) 100% = 28.76% 100% （3）求所用各礦物原料的百分配比：）求所用各礦

18、物原料的百分配比： 另外，由以上計算亦可見該坯料的示性礦物組成為：另外，由以上計算亦可見該坯料的示性礦物組成為： 粘土礦物：粘土礦物：43.99 % 石英礦物：石英礦物：28.76 % 長石礦物：長石礦物：27.24 % 第37頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 2.3 坯料配方的計算坯料配方的計算 （二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比（二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比 基本方法：基本方法： 將化學(xué)組成折算為不含將化學(xué)組成折算為不含I.L的化學(xué)組成的化學(xué)組成。 列表計算各種原料的配入量列表計算各種原料的配入量根據(jù)原料的化學(xué)組成情況，根據(jù)原料的化學(xué)組成情況， 選用適當(dāng)?shù)脑先M

19、足坯料中有關(guān)成分的含量要求。選用適當(dāng)?shù)脑先M足坯料中有關(guān)成分的含量要求。 將各原料的分子數(shù)重新?lián)Q算為含將各原料的分子數(shù)重新?lián)Q算為含I.L的重量，并求出重量百分比。的重量，并求出重量百分比。 第38頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 2.3 坯料配方的計算坯料配方的計算 （二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比（二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比 例例B: 已知某廠釉面磚坯料及所用原料的化學(xué)組成如下，試計算配方。已知某廠釉面磚坯料及所用原料的化學(xué)組成如下，試計算配方。 SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOKNaOI.LTotal 坯坯 料料68.1014.600.9016.10

20、0.050.25-100.00 粘粘 土土63.4025.301.220.56-0.908.5799.95 葉臘石葉臘石66.0825.050.220.030.080.145.0396.63 石灰石石灰石1.280.620.0855.250.10-43.30100.63 石石 英英98.520.880.12-99.52 第39頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 （二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比（二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比 解：解： 先將化學(xué)組成折算為不含先將化學(xué)組成折算為不含I.L的化學(xué)組成的化學(xué)組成。 例例B: 已知某廠釉面磚坯料及所用原料的化學(xué)組成如下，試計算配

21、方。已知某廠釉面磚坯料及所用原料的化學(xué)組成如下，試計算配方。 SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOKNaOTotal 粘粘 土土69.3827.691.340.61-0.98100.00 葉臘石葉臘石72.1427.350.230.030.090.1599.99 石灰石石灰石2.231.080.1496.370.17-99.99 石石 英英98.520.880.12-99.52 計算方法：計算方法： 不含不含I.L的量的量 = 含含I.L的量的量（總量（總量 I.L量）量） 第40頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 （二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比（二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)

22、組成計算配料比 解：解： 列表計算各種原料的配入量列表計算各種原料的配入量根據(jù)原料的化學(xué)組成情況，選用適當(dāng)?shù)脑先M足坯料中有關(guān)成分的含量要求。根據(jù)原料的化學(xué)組成情況，選用適當(dāng)?shù)脑先M足坯料中有關(guān)成分的含量要求。 SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOKNaO備備 注注坯坯 料料 組組 成成68.1014.600.9016.100.050.25 引入引入 16.5% 石石 灰石，灰石，剩余：剩余： 0.37 67.73 0.18 14.42 0.02 0.88 15.90 0.20 0.03 0.02 - 0.25 16.5% = 15.9/96.37 引入引入 20.4% 粘粘 土，土，

23、剩余：剩余： 14.15 53.58 5.65 8.77 0.27 0.61 0.13 0.07 - 0.02 0.20 0.05 20.4% = 0.20/0.98 引入引入 31.1% 葉葉 臘石，臘石，剩余：剩余： 22.44 31.14 8.50 0.27 0.07 0.54 0.01 0.06 0.03 -0.01 0.05 - 31.1% = 8.5/27.35 引入引入 31.6% 石石 英，英，剩余：剩余： 31.14 - 0.28 -0.01 0.04 0.05 - 0.06 - -0.01 - - 31.6% = 31.14/98.52 注：如誤差注：如誤差5%，則視為可接

24、受的正常誤差。，則視為可接受的正常誤差。 第41頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 （二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比（二）根據(jù)原料及坯料的化學(xué)組成計算配料比 解：解： 將各原料的分子數(shù)重新?lián)Q算為含將各原料的分子數(shù)重新?lián)Q算為含I.L的重量，并求出重量百分比。的重量，并求出重量百分比。 原料名稱原料名稱不含不含I.L時的配比時的配比 （%） 含含I.L時的組成總量時的組成總量 及燒失量（及燒失量（I.L） 含含I.L時的配比時的配比 （%） 石灰石石灰石16.5100.6343.328.8 粘粘 土土20.499.958.5722.3 葉臘石葉臘石31.196.635.0334.0

25、 石石 英英31.699.52-31.6 Total: 116.7% 圓整后：圓整后： 石灰石：石灰石：24.7 % 葉臘石：葉臘石：29.1 % 粘粘 土：土： 19.1 % 石石 英：英： 27.1 % 第42頁/共47頁 二、配方的計算二、配方的計算 （三）更換原料時的配方計算（三）更換原料時的配方計算 總的要求是：新配方能維持原配方的化學(xué)組成或示性礦物組總的要求是：新配方能維持原配方的化學(xué)組成或示性礦物組 成，以免或盡可能少地變動工藝參數(shù)和影響產(chǎn)品性能質(zhì)量。成，以免或盡可能少地變動工藝參數(shù)和影響產(chǎn)品性能質(zhì)量。 以下是一個比較簡單、以維持示性礦物組成不變?yōu)榛鶞?zhǔn)的配方換算例子。 例例C: 某廠生產(chǎn)用原配方為：粘土某廠生產(chǎn)用原配方為：粘土A - 64.29%; 長石長石- 26.96%； 石英石英- 8.75%。現(xiàn)需用粘土?，F(xiàn)需用粘土B代替粘土代替粘土A, 其他原料不變，試確定其他原料不變，試確定 新配方。另外，已知所用原料的示性礦物組成如下：新配方。另外，已知所用原料的示性礦物組成如下： 組組