陶瓷原料的配方设计及烧制成型实验报告—B组第六组.doc

华南师范大学实验报告 学生姓名： 李宝仪、李晓君 学号：20122400136、20122400123 专 业： 材料化学 年级、班级： 2012 课程名称： 无机非金属材料实验 实验项目： 陶瓷的设计 实验指导老师: 罗穗莲 实验评分： 一、实验目的： 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 通过观察陶瓷相图成分，根据相图制定制备成分方案 掌握制备陶瓷的前期物料处理方法，了解陶瓷的制作原理 掌握釉料的制备方法，选择合适的成分制备釉料 掌握釉料的使用操作 实验原理： 各种陶瓷产品对坯料和坯料的性能有不同的要求，在生产过程中原料的成分，性能也会发生变化，因此，配料的确定和计算是陶瓷生产的关键问题之一。通常是根据配方计算的结果进行试验，然后在试验的基础上确定产品的最佳配方。并以此为依据，选择适当的工艺进行坯料的制备。 用已有的由化学分析得到的化学组成或已有的坯式为依据，用原料逐项满足的方法，虽能保证坯料的化学组成，但可因矿物的组成差异，满足不了坯料的工艺性能等。而对于以矿物组成为基准原料逐项满足的方法，又有原料的矿物组成不易求出的不便。故现多用的是经验与理论相结合的方法。 　　随着温度升高，陶瓷坯体中具有比表面大，表面能较高的粉粒，力图向降低表面能的方向变化，不断进行物质迁移，晶界随之移动，气孔逐步排除，产生收缩，使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体。 烧结的推动力为表面能。烧结可分为有液相参加的烧结和纯固相烧结两类。烧结过程对陶瓷生产具有很重要的意义。为降低烧结温度，扩大烧成范围，通常加入一些添加物作助熔剂，形成少量液相，促进烧结。如添加少量二氧化硅促进钛酸钡陶瓷烧结；又如添加少量氧化镁、氧化钙、二氧化硅促进氧化铝陶瓷烧结。 SiO2 Al2O3 K2O Na2O CaO MgO 配比 70% 26% 3% 0.4% 0.25% 0.35% 烧制温度约为1200℃-1300℃ 本陶瓷配方为普通陶瓷用具，是SiO2-AlO3-RO+RO2型陶瓷 其中SiO2、Al2O3为主要原料，余为辅助原料。 SiO2在陶瓷坯料中与AlO3在高温生成针网状的莫来石成为胎体的骨架，以提高成品的机械强度。另一部分则与碱土金属氧化物在高温下形成玻璃物质，填充与胎体骨架之间，从而使成品致密，它能够提高坯体机械强度和制品的透明度，SiO2还有一部分未参加上述反应的则为游离状态的，也起骨架作用，亦可避免坯体在玻璃化时产生弯曲，变形缺陷。SiO2在烧成和冷却过程会发生晶型转变，体积变化大，因此，在坯料配方时要适量控制，不宜用量过大，否则易使成品的热稳定性降低。SiO2用量在60%-70%之间，因此SiO2的用量设为%。 AlO3在坯料中主要与在高温下生成莫来石，起着骨架作用，并能提高烧成温度，扩大坯料的烧结范围，提高成品的机械强度，化学稳定性和热稳定性，还可提高瓷器的白度。如含量低于15%时，则降低烧成温度并缩小烧结范围，易造成制品变形和热稳定性降低。因此设定AlO3为2%。 剩余15%为辅助原料 CaO在高温下能与SiO2形成低共熔物——偏硅酸钙，起着助熔作用。它助熔作用强，能降低坯料的烧成温度，增加坯料的致密度，提高制品的机械强度和透明度以及热稳定性。但含量不能态度，易影响制品色泽变形、烟熏。因此其含量设计为%。 Na2O、K2O在陶瓷坯料中，能熔融部分而生存玻璃相，填充于胎体骨架的空隙中，并能加速莫来石的成长。可提高瓷器的透明度。由于Na2O的熔融温度和高温粘度都比K2O低，变化又快，而且膨胀系数Na2O比K2O大，若坯料中的Na2O比K2O多，不仅缩小烧成范围，而且还易引起制品剥釉。在坯料中的含量最好小于1%。因此，Na2O为0.%，K2O为%。 Na2O K2O CaO MgO Al2O3 CuO SiO2 14.8% 3% 8% 3% 3% 0.02% 68% 三、实验药品与仪器 实验药品：碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碱式碳酸钙、氧化铝、石英砂、氧化铁 （均为化学纯） 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，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、两天后，按照釉料坯式计算所需各种原料的质量（以20g的釉料为标准），称量碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碱式碳酸钙、氧化铝、石英、氧化铁各种原料所需质量。 4、均匀混合后，逐步加入一定量的水，使得釉料有