陶瓷制备实验报告

一．实习目的

掌握陶瓷主要工艺实验的原理、方法与一定的操作技能，通过陶瓷工艺综合实验了解陶瓷产品的设计程序与工艺过程，培养综合设计实验的能力，提高分析问题、解决问题和动手能力。二．实习时间

2013年11月22日三．实习地点

南信大尚贤实验室及江都金刚机械厂四实习过程 1.陶瓷材料

a概念：用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。

b 分类：普通材料：采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。

特种材料：采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。 c性能：（1）力学特性：陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500hv 以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。（2）热特性：陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。

（3）电特性：大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种电压（1kv~110kv）的绝缘器件。铁电陶瓷（钛酸钡batio3）具有较高的介电常数，可用于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作用下，还能改变形状，将电能转换为机械能（具有压电材料的特性），可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。

（4）化学特性：陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。

（5）光学特性：陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷（铁氧体如：mgfe2o4、cufe2o4、fe3o4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。 2.实验材料

粘土：是多种微细的矿物的混合体，其矿物的粒径多数小于2μm，主要是由粘土矿物和其他矿物组成的并且具有一定特性的（其中主要是可塑性）土状岩石

玻璃粉、炭粉、水泥，三者的比例如下表1所示：

3a.配方设计：按照一定配比计算出每种原料所需要的质量；

b.原料研磨：将原料磨成细粉状，有助于形成坏料时得到更好的结合，研磨过程如图1、图2所示。

图1 粉碎粘土图2 粉碎玻璃

c.配料称量：按计算结果，用药用天平准确称量，精确到小数点后2位。总质量为40克。如图3所示

图3 称量原料

d.混料：将称好的原料进行混合，大概加入20%的水分，如图4、图5所示

图4 玻璃粉图5 粘土

e.压制成型：试样一共分为九组，为方便性能测试,试样做成条状和圆柱状，每组包括三

个长方体试样和两个圆柱体试样，长方体试样长和宽都为1cm，高为5cm；圆柱体的半径为

1cm，高为约2cm；压制成形后立即对试样编号，制作过程如图6、图7、图8所示；

图6 制作过程图7 定型

图8 所有压制成型的试样

f.干燥：将试样放在通风处进行自然干燥，干燥时间大约为24小时；

g.烧成:将每组条形和圆柱形试样分别取出一个进行烧制，放在感应炉中加热，

加热时间大约为15min，如图9、图10所示；

图9 将试样放在坩埚中图10 进行烧制图11 所有试

样烧成之后的形貌

4.试样性能检测 a.冲击硬度实验

本次实验检测性能为冲击硬度性能，所用仪器为jg-2056型悬臂梁冲击试验机，测试仪

器及测试过程如图12、13所示

图12 冲击试验仪器图13 冲击过程

图14 冲击之后的试样

冲击所得实验数据如下：

图15 烧结试样单位面积能量变化图篇二：陶瓷综合性实验报告

陶瓷综合性实验报告

——总结报告

一、实验目的、实验原理 1．实验目的

了解和掌握瓷质玻化砖的制备工艺 2．实验原理

陶瓷是把粘土原料、瘠性原料及溶剂原料，经过适当的配比、粉碎、成形并在高温焙烧

情况下经过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质。陶瓷坯体是由经过高温焙烧后生成

的晶相、玻璃相、原料中未参加反应的石英和气孔组成。玻化砖是一种强化的抛光砖，它采

用高温烧制而成。质地比抛光砖更硬更耐磨。玻化砖颜色均匀、防污、耐磨、好打理，而且

光亮如镜。质量过关的玻化砖要求吸水率小于0.5。

实验要求玻化砖的配方组成范围为

二、实验部分 2.1实验仪器、药品实验仪器实验药品

2.2实验步骤

2.2.1配料

胚体配方计算与设计本次实验选用的原料配方为原料含量（%）

中山水洗泥

10

滑石 3

粘土1/2 17

钾长石 40

叶腊石 3

宣化土 27

各原料中氧化物的量

中山水洗泥：sio2：57%?10?5.7 al2o3：37%?10?3.7 fe2o3：0.5%?10?0.05 滑石：sio2：45%?3?1.35 mgo：31%?3?0.93 粘土：sio2：70%?17?11.9 al2o3 ：12%?17?2.04 fe2o3：1.5%?17?0.255

cao:3.5%?17?0.595

mgo：3%?17?0.51

na2o+k2o：2.0%?17?0.34

tio2:0.75%?17?0.13 钾长石：sio2：70%?40?28 al2o3：15%?40?6 fe2o3:0.5%?40?0.2 na2o+k2o：14%?40?5.6

tio2:0.25%?40?0.1

2

：60%?3?1.8

al2o3：24%?3?0.72 fe2o3：0.1%?3?0.003 宣化土：sio2：71%?27?19.17 al2o3：12%?27?3.24 fe2o3：1.5%?27?0.405 cao：4.5%?27?1.215

na2o+k2o：3.0%?27?0.81 tio2：1.0%?27?0.27

⑶各氧化物的总量及质量分数：

sio2：5.7?1.35?11.9?28?1.8?19.17?67.92 al2o3：3.7?2.04?6?0.72?3.24?15.7 fe2o3：0.05?0.255?0.2?0.003?0.405?0.913 cao：0.595?1.215?1.81

mgo：0.93?0.51?1.44

na2o+k2o：0.34?5.6?0.81?6.75 tio2：0.13?0.1?0.27?0.5 各氧化物的总量：96.38 氧化物的质量分数：

氧化物质量分数（%）符合设计要求 2.2.2混料

将称好的原料放在球磨机中球磨，过80目筛，取80目筛下粉末。按照500g称取原料，

即中山水洗泥50g，滑石15g，粘土85g，钾长石200g，叶腊石15g，宣化土135g。最后将各

种原料混合起来。 2.2.3球磨

sio2

67.92

al2o3 fe2o3

cao+mgo

tio2 na2o+k2o

6.75

15.7 0.913 3.25 0.5

将混合好的原料粉末放在行星球磨罐中，加入36%（180g）的水，1.05%（5.25g）的多

聚磷酸钠，刚玉小球（料球比为1:2，磨球比例为：大球：中球：小球=1：2：1），球磨1h。

2.2.4干燥

将球磨好的泥浆倒入泥浆盘中，然后放入烘箱中烘干、备用。烘箱温度为160℃。 2.2.5

造粒

将烘干好的泥浆放在研钵中研碎，使粉末能够通过250目筛，然后采用喷雾法造粒。然

后将造好的颗粒陈腐2h。然后使造好的颗粒过20目、80目筛，取20目筛下，80目筛上的

颗粒。 2.2.6成型

称取质量为22g的颗粒放入压片机中压成直径为5cm的圆片。压片压力位15~20mpa，成

压11片。注意压片前后要将压片机擦干净，否侧压出的瓷片表面不光滑。压完片后将瓷片放

在烘箱中烘干，烘箱温度为110℃。烘干后取三片瓷片在瓷片中心画相互垂直的半径为2cm

的十字丝，测收缩率备用；取三片做三条瓷条，宽为20~25mm，长尽量长。然后将瓷条表面

用砂纸打磨光滑，测三点抗弯备用。 2.2.7烧结

将瓷片放入电阻箱中烧结，烧结温度为1150℃，待炉子升温至1150℃时保温2h，然后

再自然降温至400℃左右后关闭电阻箱电源。 2.2.8性能测试 1、密度测试

（1）实验仪器设备

烧杯，ja系列密度天平，试样（2）实验步骤①选取制好的3片圆形陶瓷片，

备用，将盛满水的烧杯放入天平中；②将密度天平开机，预热；

③按“模式”键，选择进入solid密度模式；④按“单位”键，选择solid模式；

⑤按“去皮/清零”键，天平显示“solid－1”，待出现0.000g后，在秤盘上放置所测样品；

⑥待称重稳定，出现“g”后，按“去皮/清零”键，天平显示“solid－2”，待出现显示

“0.000g”后，将所测样品浸没于水中；

⑦待称重稳定，出现“g”后，按“去皮/清零”键，天平显示“solid－3”，显示所测样

品的表观密度；

⑧重复第⑤到第⑦步骤，重新测量余下两个样品，并且记录实验数据。篇三：陶瓷制备

实验报告

华南师范大学实验报告

学生姓名何嘉棋梁涌滨学号20122400078 20122400015 专业材料化学年级、班级 2012级

课程名称无机非金属材料实验实验项目陶瓷的制备

验证

实验时间 2014 年 5 月日

实验指导老师罗穗莲实验评分

一.【实验目的】

1、了解陶瓷胚料原料的种类和各原料在陶瓷制备中所发挥的作用

2、通过观察陶瓷相图成分，根据相图制定制备成分方案

3、掌握制备陶瓷的前期物料处理方法，了解陶瓷的制作原理

4、掌握釉料的制备方法，选择合适的成分制备釉料

5、掌握釉料的使用操作

二.【实验原理】

陶瓷是把粘土原料、瘠性原料及溶剂原料，经过适当的配比、粉碎、成形并在高温焙烧

情况下经过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质。陶瓷坯体是由经过高温焙烧后生成

的晶相、玻璃相、原料中未参加反应的石英和气孔组成。

根据我们在文献资料里所查询的配方组成来求出坯料的示性矿物组成和化学成分组成

换算成无灼减量后

三.【实验仪器与药品】

实验药品：碳酸钠，碳酸钾，氧化铁，碱式碳酸钙，氧化铝，适应，碳酸钾（化学纯）

仪器：炉子，烘箱

四.【实验步骤】

1、按照坯式计算所需各种原料的质量（以100g的坯土为标准），称量碳酸钠、碳酸钾、

碳酸钙、碱式碳酸钙、氧化铝、石英各种原料所需质量。

2、将各种原料均匀混合，并逐步加入一定量的水和pva，搅拌使得坯土具有一定塑性。

将具有一定塑性的坯土进行初步定型，定型完成后，加坯土放入到烘箱中，减少坯土所含水

分。

3、按照釉料坯式计算所需各种原料的质量，配制釉料。

4、均匀混合后，逐步加入一定量的水，使得釉料有一定的水性。将配好的釉料用刷子均

匀涂抹于具有初步形态的陶瓷中，保证釉料在表面均匀分布。

5、完成釉料涂抹工作后。最后放入炉子进行烧制。

五.【实验现象与分析】

实验现象：烧制出来的陶瓷质量较好，无明显碎裂现象，陶瓷呈白色固体，表面粗糙。

现象分析：

1、陶瓷在烧制过程没有开裂并发生碎裂，原料与水的比例较好且水分分布均匀。

2、陶瓷表面质感粗糙，釉料在陶瓷表面没有形成一层光滑的釉，可能釉料在陶瓷表面没

有涂擦均匀，或者所用釉料较少。篇四：陶瓷综合实验报告

**大学

学院：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：

陶瓷综合实验

材料科学与工程学院无机非金属材料工程

*** *** 目录

目录.............................................................................. ................................................................................ .................................................... - 1 - 前言.............................................................................. ................................................................................ .................................................... - 2 - 附：原始数

据 ............................................................................. ................................................................................ ................................... - 3 - 1粘土化学成分的分析计

算 ............................................................................. ................................................................................ ......... - 3 - 2塑性泥料的制

备 ............................................................................. ................................................................................ ........................... - 7 - 3可塑性指标的测定与计

算 ............................................................................. ................................................................................ ......... - 7 - 4可塑性指数的测定.............................................................................. ................................................................................ ...................... - 7 - 5陶瓷吸水率的测定.............................................................................. ................................................................................ ...................... - 8 - 6线收缩率的测

定 ............................................................................. ................................................................................ ........................... - 8 - 7白度的测

定 ............................................................................. ................................................................................ .................................... - 9 - 8陶瓷热稳定性的测

定 ............................................................................. ................................................................................ .................. - 9 - 9烧成曲线的测

定 ............................................................................. ................................................................................ ........................... - 9 - 10粒度分

析 ............................................................................. ................................................................................ .................................... - 11 - 11陶瓷制品的显微结构测

试 ............................................................................. ................................................................................

.....- 14 - 11.1x射线衍射分

析 ............................................................................. ................................................................................ .....................- 14 - 11.2光学显微镜下的观

察 ............................................................................. ................................................................................ ...........- 16 - 12作品展示栏.............................................................................. ................................................................................ ...............................- 18 - 心得体会.............................................................................. ................................................................................ .........................................- 20 - 前言

陶瓷综合性实验是根据选题的需要，将各个孤立的实验，通过课题内容的需求，有机地

贯穿起来，成为一体，也可称为设计性实验或研究性实验。即由教师指定一种无机非金属材

料或学生自选一种感兴趣的材料为对象，由学生自己设计材料得成分与性质，制定制备（试

验）工艺制度（技术路线），自己动手制备材料，确定要测试得性能和性能测试方法。

综合性实验不仅打破了目前实验项目简单罗列、条块分割、孤立进行的状况，有利于调

动和发挥学生得积极性及个性得培养，理论联系实际，培养学生得能力，同时也建立了一种

新型得实验教学形式和方法。通过综合性实验使学生收到科学家和工程师的基本训练，加深

对专业理论知识的理解、掌握和记忆，重点是培养和提高学生的自觉学习，独立思考，综合

运用知识、独立分析解决问题的能力和创新能力，以及动手能力。

附：原始数据

1粘土化学成分的分析计算

1）班级统一配方配料量：

钾长石30g、高岭土70g（以100g为基准） 2）坯料化学成分

sio2=30%*68.23%+70%*56.67%=60.138% al2o3=30%*15.13%+70%*29.87%=25.448%

fe2o3=30%*0.52%+70%*1.96%=1.528% cao =30%*0.49%+70%*0.24%=0.315% mgo=30％

*0.17%=0.051%

na2o=30％*4.04%+70%*0.19%=1.345% k2o=30％*10.87%+70%*1.08%=4.017% 烧失量=30％

*0.55+70%*11.09%=7.928% 3)换算成灼烧基成分

sio2=60.138%/92.842%=64.77% al2o3=25.448%/92.842%=27.41%

fe2o3=1.528%/92.842%=1.65% cao =0.315%/92.842%=0.34% mgo=0.051%/92.842%=0.055% na2o=1.345%/92.842%=1.45% k2o=4.017%/92.842%=4.33% 见下表：

瓷坯灼烧基成分（%）：

将各化合物百分数除以各氧化物的摩尔质量，得到各种氧化物的摩尔数：

sio2=64.77/60.1=1.0777 al2o3=27.41/101.9=0.2690 fe2o3=1.65/159.7=0.0103 cao

=0.34/56.1=0.0061 mgo=0.055/40.3=0.0014 na2o =1.45/62.0=0.0234 k2o

=4.33/94.2=0.0460 中型氧化物的摩尔总数 0.2690+0.0103=0.2793 用0.2793分别除各氧化物的摩尔数，得到一套以r2０3 系数为１的各氧化物的系数：

sio2=1.0777/0.2793=3.8586 al2o3=0.2690/0.2793=0.9631 fe2o3=0.0103/0.2793=0.0369

cao =0.0061/0.2793=0.0218 mgo=0.0014/0.2793=0.0050 na2o=0.0234/0.2793=0.0838

k2o=0.0460/0.2793=0.1647 将所得到的各氧化物按规定的顺序排列，即得实验式：

2o32o3.8586 sio2 小组独立配方的设计与计算：

根据相关资料及讨论我们小组的独立配方为：石英：8％

坯料化学成分：

sio2=8％*99.24%+29％*68.23%+63％*56.67%=63.43% al2o3=29％*15.13%+63％

*29.87%=23.21% fe2o3=8％*0.82%+29％*0.52%+63％*1.96%=1.45% cao =29％*0.49%+63％

*0.24%=0.29% mgo=29％*0.17%=0.05% k2o=29％*10.87%+63％*1.08%=3.83% na2o=29％*4.04%+63％*0.19%=1.29% 烧失量=29％

*0.55%+63％*11.09%=7.15% 换算成瓷坯灼烧基成分（%）：sio2=63.43% / 93.55%=67.80% al2o3=23.21% /

93.55%=24.81% fe2o3=1.45% / 93.55%=1.55% cao =0.29% / 93.55%=0.31% mgo=0.05% /

93.55%=0.053% k2o=3.83% / 93.55%=4.09% na2o=1.29% / 93.55%=1.38%

瓷坯灼烧基成分（%）：

钾长石：29％高岭土：63％篇五：先进陶瓷综合实验报告参考

先进陶瓷制备综合实验报告

项目名称 zro2（3y）掺杂al2o3先进陶瓷的制备实验者

所属系所材料学院无机非金属材料工程专业指导教师提

交日期

年月日

1 引言

结构陶瓷的制备通常由所需起始物料的细粉，加入一定结合剂，根据合适配比混合后，

选择适当成型方法制成坯体。坯体经干燥处理后，进行烧结而得到。坯体经烧结后，宏观上

反映为坯体有一定程度的收缩，强度增大，体积密度上升，气孔率下降，物理性能得到提高。

氧化物粉体经成型后得到的生坯，颗粒间只有点接触，强度很很低，但通过烧结，虽在

烧结时既无外力又无化学反应，但能使点接触的颗粒紧密结成坚硬而强度很高的瓷体，其驱

动力为粉体具有较高的表面能。纯氧化铝陶瓷的烧结需要的温度很高，为在较低温度下完成

烧结，需要向体系中加入一定的助烧剂，使其能在相对较低的温度下出现液相而实现液相烧

结。

本实验选用al2o3粉体，zro2（3y）（烧结助剂），促进氧化铝陶瓷的烧结，通过干法成

型，制备氧化铝陶瓷，并检测其线收缩率，相对密度，弯曲强度等物理性能。

2 实验部分

2.1 试剂与仪器

实验仪器台式粉末压片机

仪器型号 fyd-40-a

仪器厂家

天津市思创精实科技发

展有限公司济南精密科学仪器仪表

医疗设备厂

电子天平

ja3003j

上海舜宇恒平科学仪器

有限公司

箱式电阻炉

sx2-4-13 真空干燥箱

gzx-9146 mbbe 密度天平

ja3003j

上海舜宇恒平科学仪器

有限公司上海金相机械设备有限

公司

研磨抛光机

pg-1 表2 实验药品表

药品名称氧化铝氧化锆无水乙醇

分子式 al2o3 zro2 c2h5oh 纯度(%) >99% >98% 分析纯

生产厂家沈阳市新兴试剂厂沈阳市新兴试剂厂天津市福晨化学试剂厂

2.2 实验内容

1.配料。按zro2（3y）粉体含量5%、10%、15%、20%、25%分别于al2o3粉体混合，各组

zro2（3y）、al2o3粉体质量合计9g。转移至研钵中充分研磨至混合均匀。 2.制样。称取8g

混合好的粉体，倒入模具内，压制成型。并量尺寸。 3.干燥。将成型好的生坯充分干燥。

4.烧结。将干燥后的生坯置于电炉内，在1450℃的条件下保温3小时。

5.检测。测

量烧后试样的尺寸、密度，计算其相对密度。计算烧结前后线变化率。测量其最大载荷、

抗弯强度并分析与zro2（3y）粉体相对含量之间的关系。

3 结果与讨论

3.1 陶瓷相对密度分析

zro2（3y）相对含量与陶瓷相对密度之间的关系

zro2（3y）相对含量与陶瓷相对密度对照表，折线图。 zro2（3y）含量实际密度g/cm

理论密度相对密度

5% 3.152 3.8205 82.41%

10% 3.074 3.941 78.00%

15% 3.11 4.0615 76.51%

20% 3.259 4.182 77.93% 25% 3.376 4.3025 78.47% 结果：陶瓷相对密度随zro2（3y）含量先增后减再增，至15%含量时达最小值76.51% 。

3.2 陶瓷收缩率的分析

陶瓷收缩率与

zro2（3y）相对含量之间的关系

陶瓷收缩率与zro2（3y）相对含量对照表，折线图。 zro2（3y）含量烧结前（cm）烧

结后（cm）收缩率

5% 5.52 5.018 9.09%

10% 5.52 4.844 12.25%

15% 5.52 4.82 12.68%

20% 5.52 4.74 14.13%

25% 5.52 4.844 12.25% 结果：陶瓷收缩率随zro2（3y）含量先增后减，至20%含量时达最大值14.13% 。

3.3 陶瓷最大载荷分析

陶瓷最大载荷与

zro2（3y）相对含量之间的关系

陶瓷最大载荷与zro2（3y）相对含量对照表，折线图。 zro2（3y）含量最大载荷（n）

5%

484.559

10% 501.472

15% 522.637

20% 561.143 25% 598.317 结果：陶瓷最大载荷随zro2（3y）含量增加而增加。