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文檔簡介
1、第三章、坯釉料配方及其計算v本章學習要點:學習了解坯、釉料配方的組成及表示方法;掌握確定坯、釉料配方的依據(jù)和配方基礎計算方法(如吸附水的計算、灼燒減量的計算、坯釉料坯式、釉式的計算等);掌握制定坯、釉料配方原則;學會陶瓷配方實驗設計方法。(一)坯、釉料配方1、坯、釉料配方的表示方法(1)配料比表示法v用配方中所用原料的數(shù)量分數(shù)來表示配方組成的方法,叫做配料比表示法,又稱生料量配合法。v如某剛玉瓷配方:工業(yè)氧化鋁,95.0%;蘇州高嶺土,2.0%;海城滑石,3.0%。v優(yōu)點:直接反映原料的名稱和數(shù)量,可直接進行原料配制。v缺點:各地所產(chǎn)原料成分和性質(zhì)不相同;或即使同種原料,只要成分不同,配料比例
2、須做相應變更;同時無法相互比較和直接引用。(2)化學組成表示法v用坯、釉料中各化學組成的質(zhì)量分數(shù)來表示其組成的辦法,稱為化學組成表示法,又稱為氧化物質(zhì)量分數(shù)表示法。v化學組成項目有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、灼燒減量等。v化學組成表示法能比較準確地表示坯、釉料的化學組成,同時能根據(jù)其組成含量估計出配方的燒成溫度的高低、收縮大小、產(chǎn)品色澤等性能的大致情況。v缺點是無從知道坯、釉料是由哪些原料組成。(3)坯、釉式表示法v根據(jù)坯料或釉料的化學組成計算出各氧化物的物質(zhì)的量,按照堿性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的順序列出它們的分子數(shù),這種式子稱為實驗式(坯式或釉
3、式)。v坯式通常以中性氧化物R2O3為基準,調(diào)整其物質(zhì)的量為1mol來表示,也可以用R2O及RO的物質(zhì)的量的和為基準,調(diào)整其物質(zhì)的量為1mol來表示。v釉式常以在釉料中起熔劑作用的堿金屬及堿土金屬氧化物( R2O及RO)的物質(zhì)的量之和為1mol來表示。(4)礦物組成表示法v在坯、釉料配方中,把天然原料中所含的同類礦物含量合并在一起,以純理論的黏土質(zhì)、長石及石英三種礦物來表示坯、釉料配方組成,這種方法稱為礦物組成表示法,又稱示性組成表示法。v硬質(zhì)瓷含純黏土物質(zhì)40%60%,長石20%30%,石英20%30%。 v軟質(zhì)瓷含純黏土物質(zhì)20%40%,長石30%60%、石英20%40%。(5)三角坐標圖
4、法v陶瓷工業(yè)產(chǎn)用三角坐標圖來標出三元配方坯料所在的位置,一表示坯料的組成,這種表示方法稱為三角坐標圖法。v三角形面積上的任何一點都代表三種物質(zhì)按一定比例的混合物。v三角坐標圖表示法只適用于由較純的原料組成的陶瓷坯料。對含有大量雜質(zhì)的坯料(如磚瓦或燒結(jié)磚),也想在三角坐標圖上去表示,就變得沒有意義。2、坯、釉料配方組成(1)坯料配方組成、坯料配方組成v普通陶瓷坯料配方,從礦物成分上看由石英類礦物、黏土類和熔劑性礦物組成。v陶瓷坯料配方,從化學成分上看主要是由SiO2、Al2O3、Fe2O3、 TiO2 、 CaO、MgO、K2O、Na2O等成分組成,這些化學成分由配方中各種原料帶入。v陶瓷配方目
5、前廣泛采用多組分原料配料,以減少原料波動對生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的影響。、各種氧化物在瓷坯中的作用 SiO2 : v主要由石英引入,也可由粘土,長石引入。是成瓷的主要成分。 v部分 SiO2與Al2O3在高溫下生成莫來石;部分SiO2以殘余石英形式存在,這是構(gòu)成瓷體的骨架,提供瓷體的機械強度。 v部分SiO2與堿性氧化物在高溫下形成玻璃體,使坯體呈半透明性。 v注意: SiO2含量高,熱穩(wěn)定性差,易于炸裂。 Al2O3 v主要由粘土,長石引入,成瓷的主要成分。v部分為莫來石晶體組成物,部分與堿性氧化物形成玻璃體v相對提高Al2O3含量,可提高白度,熱穩(wěn)定性,化學穩(wěn)定性,和機械強度。v工藝過程: A
6、l2O3含量高,燒成溫度高; Al2O3含量低,燒成時易變形。 K2O 、Na2Ov主要由長石、瓷土等含有堿金屬氧化物的原料引入。v與Al2O3 SiO2形成玻璃相,起助熔作用,提高瓷的透光性。可提高白度。vK2O 、 Na2O含量過高(),急劇降低燒成溫度, 熱穩(wěn)定性大大降低,一般控制含量在以下。 CaO、MgOv堿土金屬氧化物,一般含量較少,不特別加入。v少量時,和堿金屬氧化物共同起助熔作用。v引入可提高熱穩(wěn)定性和力學強度,提高白度和透明度,改進色調(diào),減弱鐵、鈦氧化物的不良著色影響。 Fe2O3、TiO2v來自粘土、長石等中的雜質(zhì),含量較微。v鐵、鈦氧化物會使瓷呈色,影響白色瓷的外觀品質(zhì)。
7、(2)釉料配方組成、釉的本質(zhì)v“釉“的配制與燒成,我國古代是一門很神秘、很具挑戰(zhàn)性的學問,古代的許多名窯、名瓷都是以獨特的釉來命名的:祭紅、郎窯紅、唐三彩、兔毫、油滴、窯變花釉、。v但是萬變不離其宗,用一句簡要的話進行概括:釉是附著在陶瓷坯體表面的一種玻璃或玻璃與晶體混合物的連續(xù)粘著層。 、釉的分類v釉的分類按不同基準有不有的名稱,一般可按坯體的種類、制造工藝、組成、性質(zhì)、顯微結(jié)構(gòu)、用途進行分類。 v我國生產(chǎn)中習慣以主要熔劑種類及外觀特征命名釉料,如鉛釉,石灰釉,長石釉,乳濁釉,無光釉,顏色釉等。分類的依據(jù)分類的依據(jù)釉釉 的的 名名 稱稱坯體的種類坯體的種類瓷器釉、炻器釉、陶器釉瓷器釉、炻器釉
8、、陶器釉制制 造造 工工 藝藝釉料制作方法釉料制作方法 燒成溫度燒成溫度 燒釉速率燒釉速率 燒成方法燒成方法生料釉、熔塊釉、揮發(fā)釉生料釉、熔塊釉、揮發(fā)釉(食鹽釉食鹽釉)、自釋釉、滲彩釉、自釋釉、滲彩釉 低溫釉低溫釉(1300C)、易熔釉、難熔、易熔釉、難熔釉釉 慢速燒成釉、快速燒成釉慢速燒成釉、快速燒成釉 一次燒成釉、二次燒成釉一次燒成釉、二次燒成釉 組組 成成主要熔劑主要熔劑 主要著色劑主要著色劑長石釉、石灰釉(石灰長石釉、石灰釉(石灰堿釉、石灰堿釉、石灰堿土釉)、鋰釉、鎂釉、鋅釉、鉛釉堿土釉)、鋰釉、鎂釉、鋅釉、鉛釉(純鉛釉、鉛硼釉、鉛堿釉、鉛堿土釉純鉛釉、鉛硼釉、鉛堿釉、鉛堿土釉)、無鉛
9、釉、無鉛釉(堿釉、堿土釉、堿硼釉、堿釉、堿土釉、堿硼釉、堿土硼釉堿土硼釉) 銅紅釉、鎘硒紅釉、鐵紅釉、鐵青釉、瑪瑙紅釉銅紅釉、鎘硒紅釉、鐵紅釉、鐵青釉、瑪瑙紅釉 性性 質(zhì)質(zhì)外觀特性外觀特性 物理特性物理特性透明釉、乳濁釉、虹彩釉、無光釉、半無光釉、金屬光澤釉、閃光釉、偏透明釉、乳濁釉、虹彩釉、無光釉、半無光釉、金屬光澤釉、閃光釉、偏光釉、熒光釉(發(fā)光釉)、單色釉、多色釉、變色釉、結(jié)晶釉、金星釉、光釉、熒光釉(發(fā)光釉)、單色釉、多色釉、變色釉、結(jié)晶釉、金星釉、裂紋釉、紋理釉、水晶釉、拋光釉裂紋釉、紋理釉、水晶釉、拋光釉 低膨脹釉、半導體釉、耐磨釉、抗菌釉低膨脹釉、半導體釉、耐磨釉、抗菌釉顯微結(jié)構(gòu)
10、顯微結(jié)構(gòu)玻璃態(tài)釉、析晶釉、結(jié)晶釉、分相釉玻璃態(tài)釉、析晶釉、結(jié)晶釉、分相釉用途用途裝飾釉、粘接釉、絲網(wǎng)印花釉、商標釉、電瓷釉等裝飾釉、粘接釉、絲網(wǎng)印花釉、商標釉、電瓷釉等 、釉的作用v裝飾作用:可以使陶瓷表面光滑、明亮、美觀,提高陶瓷的藝術、欣賞價值。 v可以改善瓷胎的各種性能: 釉具有不透水、不透氣 、易洗滌、耐污染 、耐腐蝕等優(yōu)良性能。可以提高陶瓷的化學穩(wěn)定性、防污性(平滑、表面積減小) 力學性能、電學性能等。、制造陶瓷時對釉的基本要求 v有均勻的、光潤的、有玻璃光澤的表面 (特殊效果的釉除外) 不可發(fā)生開裂或剝落現(xiàn)象(特殊效果的裂紋釉除外) v高溫流動性好,釉面易于平滑 v耐酸堿腐蝕 v根
11、據(jù)實際需要的其他特殊要求 v長石釉特點: 、釉式中K2O和Na2O的摩爾數(shù)(mol)之和不小于0.5。 、硬度大,光澤度較高,略帶乳白色,燒成范圍寬。 、與氧化硅含量較高的坯結(jié)合較好。v 石灰釉特點(古瓷) 、釉式中CaO的摩爾(mol) 數(shù)不小于0.5。 、彈性好,透明度好,還原氣氛易煙熏,燒成范圍窄。 、與氧化鋁含量較高的坯結(jié)合較好。幾種常見釉舉例幾種常見釉舉例v鎂質(zhì)釉及其特點、由滑石等鎂質(zhì)原料引入的熔劑性氧化物MgO在釉式中的含量不小于0.5 mol。、熱膨脹系數(shù)小,不易煙熏,有利于白度和透光度的提高, 、燒成范圍寬。、對坯體的適應性強。v熔塊釉、低溫熔塊釉(添加含PbO、B2O3等強熔
12、劑的原料),其中鉛釉是古代低溫釉陶瓷的最主要種類。 、高溫熔塊釉 (添加含ZnO、BaO、SrO等熔劑的原料)釉料中各氧化物的主要作用 (1)SiO2 v二氧化硅是玻璃的形成物,一般含量60%70%左右,主要以石英引入。v提高釉的熔融溫度和黏度 ,并能降低膨脹系數(shù)。v賦予釉以高的機械強度(如硬度、耐磨性),良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性,高的白度和透明度。 (2)Al2O3 v主要由黏土、長石引入,也可用工業(yè)氧化鋁,其是形成玻璃的中間物。 v在釉中的作用類似于 SiO2,但是提高熔融溫度和高溫黏度的能力更強。 v釉的光澤度的基本劃分 光澤釉(釉式)中Al2O3/SiO21 :6 10 無光釉(釉式
13、)中Al2O3/SiO21 :3 4(3)CaO v釉中是主要熔劑,古代高溫釉的主要助熔劑,可以降低釉的粘度,提高釉的流動性和釉面光澤度。v對有些色釉可增強釉的著色能力(如鉻錫紅釉),一般其用量不超過18%,過多會使釉結(jié)晶,產(chǎn)生失透現(xiàn)象,形成無光釉。vCaO與堿金屬氧化物相比,能增加釉的抗折強度和硬度,降低釉的膨脹系數(shù),能提高釉的化學穩(wěn)定性。另 外,CaO可改善坯釉結(jié)合性。v配料中常采用石灰石,其密度小, 能增強釉的懸浮性。(4) Li2O、Na2O、K2Ov都是強熔劑,降低熔融溫度和高溫粘度,降低化學穩(wěn)定 性和力學強度。v助熔能力: Li2O Na2O K2O。vLi2O 在無鉛釉中使用可使
14、釉的熱膨脹系數(shù)降低,光澤度高,強度和耐酸性有一定的提高。Na2O 降低彈性和抗張強度,提高熱膨脹系數(shù),光澤度差。 K2O 常由鉀長石引入,比鈉長石熔融溫度范圍寬,粘度大。(5) PbOv最強的熔劑,古代低溫釉的最主要助熔劑。v硅酸鉛玻璃折射率高,光澤度高。適量的 引入與堿金屬氧化物相比可以更好的降低高溫粘度,加寬熔融范圍。 v 提高強度、光澤度和彈性;降低熱膨脹系數(shù)。大 量使用可使釉的強度和熱穩(wěn)定性降低。(6)BaOv主要由碳酸鋇引入,可增加釉的光澤,降低熔融黏度,增加析晶傾向。(7)B2O3vB2O3是玻璃的形成物,能降低熔融物的黏度,增加釉的光澤,降低析晶能力,提高釉的彈性。vB2O3可用
15、硼砂或硼酸引入,一般使用B2O3配釉時,應先配成熔塊。(8)ZrO2v可作為釉的乳濁劑,能使釉乳濁而失透。v可提高釉的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性,提高釉的耐堿、耐磨能力。(9)骨灰、瓷粉、乳濁劑、色料等 v骨灰 可提高光澤度,促進釉料分相,提高白度。v瓷粉 取代長石調(diào)節(jié)釉料,可提高釉的熔融溫度,降低釉的高溫粘度。減少釉面針孔,提高白度。v乳濁劑 SnO2、TiO2、ZrO2、銻(Sb)化物、磷酸鹽。v著色劑 Co 、Fe、Cu 等的 氧化物、化合物或合成顏料。3、確定坯、釉料配方的依據(jù)、產(chǎn)品的物理化學性質(zhì)和使用要求v釉面磚要求有一定的吸水率,才能牢固地粘貼在墻面上;建筑陶瓷的釉面光滑平整,顏色均一,
16、尺寸規(guī)格一致,這不僅能使建筑物整體美觀,而且便于施工。v地磚要求吸水率較小,但應耐磨、耐酸堿腐蝕和防滑等。 v日用瓷要求有一定的白度和透明度,釉面光澤好,并對釉面鉛的溶出量有嚴格限制。、配方要能滿足生產(chǎn)工藝的要求v坯料的要求:成型性能好,坯體強度高,有較寬的燒成溫度范圍。 v燒成溫度、氣氛應與窯爐的性能相適應。v若釉、坯化學性質(zhì)相差過大,燒成易出現(xiàn)坯體吸釉,造成干釉現(xiàn)象。v釉的熔融溫度應和坯體燒結(jié)溫度相近。釉的熱膨脹系數(shù)應比坯體稍小,使冷卻時釉層受到不大的壓應力,有利于增加產(chǎn)品的機械強度,防止變形。v當采用低溫快速燒成工藝時,配料應選用燒成收縮小,燒減小的原料,減少黏土用量,降低坯料中游離石英
17、總量,增加熔劑成分等。、原料來源與質(zhì)量的穩(wěn)定性,價格的高低v原料質(zhì)量和來源穩(wěn)定是生產(chǎn)和產(chǎn)品性能穩(wěn)定的前提,也是適應機械化、自動化生產(chǎn)的重要前提條件。v原料來源豐富,質(zhì)量穩(wěn)定,運輸方便,價格低廉,是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、低成本產(chǎn)品的基本條件。v考慮到經(jīng)濟上的合理性,對原料要強調(diào)就地取材,量才使用,物盡其用(例如把廢瓷利用起來)。、借鑒成熟配方 v利用使用的或研究單位研制的某種產(chǎn)品的成熟配方。 v不可機械地搬用,一定要慎重分析,并通過試驗驗證,或在成功經(jīng)驗的基礎上進行試驗創(chuàng)新,最后應以試驗測定結(jié)果為鑒定的依據(jù)。、弄清各原料在陶瓷材料中的作用 v弄清各種原料在陶瓷材料中的作用及材料性能的影響,是進行配方試驗的基
18、礎。(二)配方基礎計算1、吸附水計算v某一原料的濕重為G(g),隔絕空氣加熱,經(jīng)105110干燥至恒重后的質(zhì)量為G1(g),此試樣的吸附水含量可以用濕基或干基兩種方法表示。、以濕基表示為:WW(GG1)G100%、以干基表示為:Wd(GG1) G1 100%v在實際配方中,一般是根據(jù)干料的用量,通過濕基的換算,而求得所需濕原料的質(zhì)量。2、不含灼燒減量的化學組成計算v在進行坯或釉式的計算時,常將化學分析結(jié)果中的灼燒減量除去,計算為僅含氧化物的質(zhì)量分數(shù)。3、坯釉料配方坯式和釉式的計算(1)由坯釉料的化學組成計算坯式和釉式v由化學組成計算坯式、釉式是根據(jù)坯料、釉料化學成分數(shù)據(jù)(或配料中各種原料單獨分
19、析的結(jié)果),計算出符合坯式、釉式所規(guī)定的要求。其計算步驟按下述步驟進行。v基本步驟、用各氧化物的分子量分別去除相應氧化物的百分含量,即得到各氧化物的分子數(shù)。(若有灼燒減量,先換算成無灼燒減量的化學組成。)、計算坯式時,用中性氧化物R2O3分子數(shù)之和分別去除各氧化物的分子數(shù);計算釉式時,以堿性氧化物(R2O+RO)分子數(shù)之和去除氧化物分子數(shù);得到各種氧化物分子數(shù)的比例,即各氧化物前面的系數(shù)(相對分子數(shù))。、按照堿性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的先后順序,列出各氧化物的分子數(shù),即得到了坯式或釉式。例1:v某瓷的坯料經(jīng)化學分析結(jié)果如下(均為%):v試計算該坯料的坯式。SiO2Al2O3Fe2O3T
20、iO2P2O5CaOMgOK2ONa2OI.L.合計合計34.5214.380.210.0618.3421.412.092.411.644.6599.71計算中一些常用的分子量SiO2Al2O3Fe2O3TiO2P2O5CaOMgOK2ONa2O60.1101.9 159.780.114256.140.394.262.0解:1、換算無灼減量時的百分比含量 SiO2 34.52(99.714.65)36.31 Al2O3 14.33(99.714.65)=15.13 Fe2O3 0.21 (99.714.65)0.22 TiO2 0.06 (99.714.65)0.06 CaO 21.41 (9
21、9.714.65)22.52 MgO 2.09 (99.714.65)2.20 K2O 2.41 (99.714.65)2.54 Na2O 1.64 (99.714.65)1.73 P2O5 18.34 (99.714.65)19.29合計:100 2 、計算各種氧化物的分子數(shù): SiO2 36.3160.10.605 Al2O3 15.13101.9=0.148 Fe2O3 0.22 159.70.001 TiO2 0.06 80.10.0007 CaO 22.52 56.10.402 MgO 2.20 40.30.055 K2O 2.5494.20.027 Na2O 1.73 62.00.
22、028 P2O5 19.29 142.00.136 3 .以中性氧化物Al2O3 和Fe2O3 分子總和做分母,除各氧化物的分子數(shù)(保留三位小數(shù)) SiO2 0.605(0.149+0.001)4.060 Al2O3 0.1480.149=0.993 Fe2O3 0.001 0.1490.007 TiO2 0.0007 0.1490.005 CaO 0.402 0.1492.698 MgO 0.055 0.1490.369 K2O 0.0270.1490.181 Na2O 0.028 0.1490.188 P2O5 0.136 0.1490.9134.按照坯式排列,得出該瓷的坯式2222322
23、3250.1814.0600.1880.9930.0052.6980.0070.9130.369K OSiONa OAl OTiOCaOFe OP OMgO(2)由坯式、釉式計算坯、釉料的化學組成v計算步驟、用坯式中各氧化物的分子數(shù)乘以該氧化物的分子量,得到該氧化物的質(zhì)量。、求出所有氧化物的質(zhì)量總和。、用各氧化物的質(zhì)量除以總和,乘以100,即得氧化物的百分含量。例2:v已知某坯料的坯式為:v求該坯料各氧化物的百分含量。22232230.1580.1210.9874.7940.0730.0130.010K ONa OAl OSiOCaOFe OMgO解:(1)計算各氧化物的重量 SiO2 4.7
24、9460.1288.12 Al2O3 0.987101.9=100.67 Fe2O3 0.013 159.72.076 CaO 0.073 56.14.095 MgO 0.01 40.30.403 K2O 0.1589414.852 Na2O 0.121 627.502合計:417.715 (2)用各氧化物重量除以氧化物的重量總和,乘以100(保留兩位小數(shù))。 SiO2 287.12417.71510068.98 Al2O3 100.67417.71510024.10 Fe2O3 2.076417.7151000.50 CaO 4.095417.7151000.98 MgO 0.403417.
25、715100 0.10 K2O 14.85417.715100 3.56 Na2O 7.502417.715100 1.79(3)算得其氧化物百分組成為(不含灼減量): SiO2 68.98% Al2O3 24.10% Fe2O3 0.50% CaO 0.98%MgO 0.10% K2O 3.56% Na2O 1.79%(4)黏土原料與坯料示性礦物組成的計算v黏土原料礦物計算中的處理方法及計算步驟: 、若化學組成中含有一定數(shù)量的K2O、Na2O、CaO,則可認為是由長石類礦物引入的。若其中Na2O比K2O含量是好的多,可認為Na2O是雜質(zhì)而把兩者的合量KNaO計算為鉀長石。、化學組成中Al2O
26、3的總量減去長石帶入的Al2O3,剩余的可認為是由高嶺土引入的,但若化學組成中扣除鉀長石量后Al2O3量不足時,多余的Al2O3可認為是有水鋁石Al2O3H2O引入的。、根據(jù)灼燒減量判斷,若原料中有酸根存在,則MgO可認為是由菱鎂礦MgCO3引入,CaO可認為是由石灰石CaCO3引入的。但若不存在碳酸根,則認為灼減量是水,此時MgO可認為由滑石3MgO4SiO2H2O或蛇紋石3MgO2SiO22H2O引入。 、若灼燒減量主要是結(jié)晶水,且在扣除高嶺土及滑石等礦物中的結(jié)晶水后還有一定數(shù)量,可認為化學組成中Fe2O3是由褐鐵礦Fe2O33H2O引入;若灼燒減量已扣完,則Fe2O3可作赤鐵礦計算。 、
27、TiO2一般可認為由金紅石提供。 、除去以上各種礦物中所含的SiO2量后,剩余的SiO2可作為游離石英。、 制造細陶瓷產(chǎn)品所用的黏土類原料中所含F(xiàn)e2O3 、 TiO2 、 MgO 、CaO都很少,可以不考慮它們所構(gòu)成的礦物的數(shù)量。(5)坯釉料酸性系數(shù)的計算v坯釉料酸性系數(shù)是指酸性氧化物的分子數(shù)與堿性氧化物、堿土金屬氧化物和中性氧化物分子數(shù)的比值,以CA表示: CA= RO2(R2ORO3R2O3)式中 RO2 SiO2 、 TiO2 等酸性氧化物分子數(shù); R2O堿性氧化物分子數(shù); RO 堿土金屬氧化物分子數(shù); R2O3Al2O3 、Fe2O3等中性氧化物分子數(shù)。v一般酸性系數(shù)大,說明坯易軟化
28、,燒成時變形傾向大,燒成溫度低。(三)坯料配方制定原則、方法及其計算1、制定坯料配方的原則、方法與步驟(1)制定坯料配方的原則、方法v陶瓷坯料配方的制定原則是所設計的坯料組成和相應的工藝性能必須滿足燒成前后對坯料提出的各項技術要求。v在首先保證設計的配方能充分滿足生產(chǎn)需要和產(chǎn)品質(zhì)量要求的同時,還應當根據(jù)“因地制宜、就地取材、降低成本、提高效率”的原則,盡量選用當?shù)卦匣蛱娲稀目前制定坯料配方有以下幾種方法:、利用化學分析數(shù)據(jù)或以坯式為基準,用原料逐項去滿足的方法,以求得原料量。、利用理論示性礦物組成為基準,用原料逐項去滿足的方法,以計算原料量。、“經(jīng)驗配方的改用與理論調(diào)整”相結(jié)合的方法。
29、這一方法是利用一些工廠或研究單位積累的數(shù)據(jù)、經(jīng)驗和各種類型的陶瓷材料和產(chǎn)品都有的經(jīng)驗性組成范圍,并加上實驗研究,多方面綜合來確定配方。(2)確定坯料配方的步驟v掌握第一手資料v選擇初步坯料配方v進行小型和擴大工藝試驗v確定正式生產(chǎn)配方2、坯料配方的計算(1)由化學組成計算坯料配方v當陶瓷產(chǎn)品的化學組成和采用原料的化學組成已知時,根據(jù)原料性質(zhì)和形成的要求,參照生產(chǎn)經(jīng)驗先確定一、兩種原料的用量(如黏土、膨潤土等),再按滿足坯料化學組成的要求逐個計算每種原料的用量。(2)由礦物組成計算坯料配方v已知坯料的礦物組成及原料的化學組成時,需先將原料的礦物組成計算出來,然后再進行配料計算。(3)由實驗式計算
30、坯料配方v計算步驟: 將原料的化學組成計算成為示性礦物組成所要求的形式,即計算出各種原料的礦物組成。 將坯料的實驗式計算成為粘土、長石、石英礦物的百分組成。注:在計算中將實驗式中的CaO 、 MgO、K2O、Na2O都粗略的按K2O計算,坯式為:aRK2Ob Al2O3c SiO2。 用滿足法計算坯料的配料量:分別以粘土和長石滿足實驗式所需的各種礦物原料,最后用石英來滿足實驗式中石英礦物所需的數(shù)量。(四)釉料配制原則、方法及其計算1、釉料配方的制定原則(1)滿足制品對釉面的性能要求v日用瓷、墻地磚、衛(wèi)生潔具、電瓷等。(2)釉的成熟溫度在坯的燒成范圍之內(nèi)v一次燒成釉,始熔溫度應高,成熟范圍應寬。
31、避免干釉和 起泡。二次燒成釉,生釉的粘附性要強。(3)坯釉的熱膨脹系數(shù)及彈性模量等物理性能相適應。(4)坯釉的化學組成相適應v坯釉的化學組成一般應有一定的差別,酸性坯配堿性釉堿性坯配酸性釉,常用CA(酸度系數(shù)CA反映坯釉的酸性程度)控制: 瓷坯CA1 2 瓷釉CA1.8 2.5 陶坯CA1.2 1.3 陶釉CA1.5 2.5(5)合理選擇原料 v既要保正生產(chǎn)工藝性能和釉面質(zhì)量,又要經(jīng)濟合理。v釉料對釉下彩或釉中彩不致溶解或使其變色。 v選擇配釉的原料時,應全面考慮其對制釉過程、釉漿性能、釉層性能的作用和影響。2、確定釉料配方的方法與步驟(1)掌握必要的資料 v坯料的化學和物理性質(zhì):組成、加熱過
32、程的物理化學 變化、燒成溫度范圍和氣氛等。v對釉面特征(例如光澤、乳濁、透明等)以及制品機械強度和熱穩(wěn)定性、釉的耐酸堿能力以及硬度等性能指標的具體要求。v制釉原料的化學組成、純度、細度及工藝性能。v燃料種類、燒成方法和燒成氣氛等。(2)借助成功的經(jīng)驗v根據(jù)制品的種類特點,查閱資料參考成功的配方,結(jié)合可選用原料的組成和性能,生產(chǎn)廠的生產(chǎn)工藝條件,通過計算、 調(diào)整、試驗、性能測試等環(huán)節(jié),最后得出各方面性能滿意同時 又經(jīng)濟合理的最優(yōu)配方。(3)借助三元系統(tǒng)相圖v相圖特點:只考慮三組分,緩慢升溫的平衡過程。 v釉的特點:多組分系統(tǒng),快速升溫的非平衡過程。 v成份接近時有釉的的指導意義。abcSiO2
33、1 4 1 5 1 6 Al2O3 1:202.52.01.51.00.5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131:10Al2O3 / SiO2 (4)利用釉的組成溫度圖該圖對應釉式該圖對應釉式 0.3R2O 0.7ROnAl2O3 mSiO2 其中:其中:R2OK2O+Na2O ROCaO+MgO例如:圖中例如:圖中a、b、c 三點,成熟溫度均為三點,成熟溫度均為1300C,釉式如下:,釉式如下:點點a: 0.3R2O 0.7RO2.04Al2O3 10.20SiO2 點點b:0.3R2O 0.7RO1.85Al2O3 11.10SiO2 點點c:0.3R2O 0.7RO1.71Al2O3 12.0SiO2 (5)參考測溫錐的組成進行配方 每一個標號的測溫錐都有確定的組成。某標定溫度組成的錐料作為釉料時,該釉的燒成溫度應當比標定溫度高45個錐號。例如:欲設計1350C 成熟的釉,試確定參考釉式。 1350C 錐號SK12(測溫錐標號) 12(45)78 參考SK7、SK8
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