某高长石质瓷坯料配方设计word文档

高长石质瓷坯料配方设计、试样制备及其性能测试

1. 实验目的

（1）深刻常用陶瓷原料在陶瓷坯料中的作用；

（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基础。

2. 设计背景

陶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，陶瓷制造已相当发达，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，陶瓷器作为商品开始批量输出海外明清两代，是我国瓷业发展的历史鼎盛时期。以江西景德镇瓷器为代表，其精美多样的产品、精湛的技艺，在全世界享有极高的声誉。建国以前，我国陶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发展，我国的瓷国地位受到了严重的挑战。

建国以来，我国的陶瓷行业得到了迅速的发展，陶瓷企业遍布全国，形成河北唐山、邯郸，山东淄博，江苏宜兴，江西景德镇，湖南醴陵，福建德化，广东佛山、湛江、汕头，辽宁海城等重点陶瓷产区；建立了陶瓷研究所、设计院、大专院校与陶瓷装备制造、装饰材料制造等专业工厂，一个完整的工业体系业已建立；产品品种也由日用陶瓷、陈设艺术陶瓷扩展到建筑卫生陶瓷、工业陶瓷及高技术陶瓷等领域。近年来，我国传统的日用陶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，我国日用陶瓷工业和世界先进水平的差距在逐步缩小。

目前国际陶瓷业正在逐步重组，生产格局在调整变化之中。一些发达国家，如德国、美国、日本，凭借技术、资金优势转向重点发展高技术陶瓷；而日用陶瓷的生产由于原料、人工费用增加、附加值相对较低等原因，正逐步转移到发展中国家，这就为我国陶瓷产品抢占国际市场提供了难得的机遇。目前我国日用陶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产品的质量是我国陶瓷行业发展的关键，必须走。以质取胜”之路。

长石质瓷是目前国内外陶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2∶1∶1左右的比例配合，经制泥、成型、干燥、上釉、烧制(1200～1400℃)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%）、残余石英晶相（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、工艺流程，及实验设备

3.1 实验安排

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，制备试样若干，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。

3.2 工艺流程图

3.2实验设备

电子天平，双头快速球磨机，电热恒温干燥箱，成型压机，高温箱式电阻炉，抗弯强度测试测定仪。

4. 实验配方设计计算

4.1瓷坯为高长石质瓷坯料

通过查阅文献得到一种高长石质瓷的配方如下表一所示

表一某长石质瓷的配方wt%

这种长石质瓷的化学组成如下所示

表二其化学组成wt%

因此可以用所给的以下原料进行配料量的计算

实验室原料使用石英、碱矸、长石、生砂石、滑石粉、洪江土、苏州土

表三瓷坯及原料化学组成（含灼减）wt% 单位: %

表四换算后瓷坯及原料化学组成（无灼减）wt% 单位： %

4.2列表计算配料质量分数

（注意：为保证成形性能可塑性要求，苏州土和洪州土的总使用量不超过15%，瓷坯MgO质量分数超过0.50%时，需加入滑石粉满足。）

拟定苏州土引入量5.00%，洪江土引入量5.00%

表五配料量计算过程

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/% 洪州土 5.00 5.01 5.01

苏江土 5.00 5.01 5.01

长石 36.96 37.06 37.07

滑石 1.20 1.20 1.20

生砂石 51.56 51.70 51.71

合计99.98 100.00

故通过以上的计算过程，知道该该高长石质瓷的“高岭石—长石”二元系统符合烧成陶瓷的要求。最终设计的配方如下表

表六高长石质瓷坯体配方 wt%

5. 材料技术指标

该长石质瓷烧成温度控制在1270～1290℃，

采用高温素烧、低温釉烧二次烧成和瓷振动抛光新工艺

6. 检测项目

6.1吸水率、烧成线收缩率测定

吸水率计算公式

W=（G1-G0）/G0×100% 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）/L0×100% 式（2）

式中： Y—试样的烧成线收缩率，%

L0—试样干燥后长度，mm

L—试样烧成后的长度，mm

在200～1300℃范围内选取时选取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

6.2抗弯强度测定（三点弯曲法）

R f=3P L/2b h2式（3）

式中：R f—抗弯强度，N/m2

P—试样断裂时负荷，N

L—支撑刀口间距，m

B—试样断口处宽度，m

h—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。

7.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，加入等体积不同浓度稀释剂，

（3）恩氏粘度计测试相对粘度；

（4）确定最佳稀释范围。

8. 参考文献

[1]李家驹，缪松兰，马铁成，林绍贤，朱振峰.《陶瓷工艺学》.北京.中国轻工业出版社 2010.8

[2]裴秀娟，石振江，金宝元. 《日用陶瓷工厂技术员手册》.北京.化学工业出版社2007.7

[3]徐刚. 关于《GB3299-82日用陶瓷吸水率测定方法》的探讨.陶瓷工程1997 30卷36页

[4]王瑞生，韩正余. 《用内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,刘贤纪,孙仁花,王志义,张儒岭. 《钠长石质高级日用细瓷的研究》. 中国陶瓷. 一九九三年第一期

[6]中华人民共和国轻工行业标准《QB/T1548-1992陶瓷坯泥料线收缩率测定方法》

[7]中华人民共和国国家标准《GB/T4741-1999陶瓷材料抗弯强度试验方法》

9. 参考附文

日用陶瓷设计理念及应用

文化造就人的思想，思想是设计的灵魂。现代日用陶瓷设计是以某一功能效用为基础、把材料、科学技术、机械设备、生产工艺、艺术、经济等因素综合起来，满足人们物质、精神需求的设计。

1.实用性：

实用是现代日用陶瓷设计的首要根据和先决条件，设计如不考虑实用，将失去设计的意义。日用陶瓷设计，首先要明确是干什么用的，怎样使用，给什么人用，要与使用对象，生活环境，生活方式，使用要求和习惯爱好联系起来，创造人们需要的物质产品。设计在具备合理的有意义的生活使用功能的同时，要明确我们的设计是直接作用于环境，或者说直接作用于在此环境中的人，设计的主要目的就是通过所设计的产品来使人在一定条件下受益，人们希望一件日用陶瓷产品设计，越来