陶瓷材料工艺学1配料计算.ppt

陶瓷材料工艺学（1） 坯料组成、设计及配料计算,一、坯料组成的表示方法 二、设计配方的依据 三、配料计算,主 要 内 容,一、坯料组成的表示方法,（1）配料比（量）表示法 （2）矿物组成(又称示性矿物组成)表示 （3）化学组成表示 （4）实验公式(赛格式)表示 （5）分子式表示法,（1）配料比（量）表示法,这是最常见的方法，列出每种原料的重量百分比。,刚玉瓷的配方：工业氧化铝95.0、苏州高岭土2.0、海城滑石3.0。 卫生瓷乳浊釉的配方：长石33.2、石英20.4、苏州高岭土3.9、广东锆英石13.4、氧化锌4.7、煅烧滑石9.4、石灰石9.5、碱石5.5。,优点：具体反映原料的名称和数量，便于直接进行生产或试验。 缺点：各工厂所用及各地所产原料成分和性质不相同或即使是同种原料，只要成分不同，配料比例也须作相应变更。无法互相对照比较或直接引用。,（1）配料比（量）表示法,（2）矿物组成(又称示性矿物组成)表示,普通陶瓷生产中，常把天然原料中所含的同类矿物含量 合并在一起，用粘土矿物、长石类矿物及石英三种矿物的重 量百分比表示坯体的组成。,依据：同类型的矿物在坯料中所起的主要作用基本上是相同。,优点：用矿物组成进行配料计算时较为简便。 缺点：矿物种类很多，性质有所差异。它们在坯料中的作用 也是有差别的。这种方法只能粗略地反映一些情况。,（3）化学组成表示,根据化学全分析的结果，用各种氧化物及灼烧减量的 重量百分比反应坯和釉料的成分。,例： SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O ZnO 灼减量 日用瓷坯 66.88 21.63 0.47 0.61 0.37 2.94 0 .62 5.47 日用瓷釉 70.10 12.52 0.31 2.72 1.53 5.85 2.52 1.44 2.95,缺点：由于原料和产品中这些氧化物不是单独和孤立存在的，它们之间的关系和反应情况又比较复杂，因此这种方法也有其局限性。,优点：利用这些数据可以初步判断坯、釉的一些基本性质。再用原料的化学组成可以计算出符合既定组成的配方。,（3）化学组成表示,（4）实验公式(赛格式)表示,根据坯和釉的化学组成计算出各氧化物的分子式，按照 碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的顺序列出它们的分 子数。这种式子称为坯式或釉式。,坯式通常以中性氧化物R2O3为基准，令其分子数为1， 则可写成下列形式： （xR2O+yRO）1R2O3zSiO2 釉式以碱金属及碱土金属氧化物R 2O及RO的分子数之和为基准，令其为1，则釉式可写成： 1（R2O+RO）mR2O3nSiO2,电子工业用的陶瓷常用分子式表示其组成。,例如最简单的锆钛铅固溶体的分子式为： Pb（ZrxTi1-x）O3 它表示PbTiO3中的Tj有x分子被Zr取代。,如：Pb0.920Mg0.040Sr0.025Ba0.015（Zr0.53Ti0.47）O3 +0.500 重量CeO2+0.225重量MnO2,上式表示：Pb（Zr0.53Ti0.47）O3中的Pb有4分子被Mg取代， 2.5分子被Sr取代，1.5%分子被Ba取代；在PbTiO3中的Ti 有53分子被Zr取代，或者说PbTiO3中的Zr有47被Ti取代。 外加的CeO2和MoO2为改性物质。,（5）分子式表示,二、设计配方的依据,确定陶瓷配方时，应注意下列几个问题：,产品的物理化学性质、使用要求是考虑坯、釉料 组成的主要依据。 在拟定配方时可采用一些工厂或研究单位积累的数据 和经验，这样可以节省试验时间，提高效率。 了解各种原料对产品性质的影响是配料的基础。 配方要能满足生产工艺的要求。 希望采用的原料来源丰富，质量稳定、运输方便、 价格低廉。,三、配料计算,1. 基本项目的计算 2. 由化学组成计算配方 3. 由矿物组成计算配方 4. 由实验公式坯式(或分子式）计算配方 5. 更换原料时配方计算,1.基本项目的计算,目的：掌握坯式、釉式、原料及坯料矿物组成的计算是配 方计算的基本训练 。,由坯、釉的化学组成计算坯、釉式 由坯、釉式计算它们的化学组成 由化学组成计算矿物组成,由坯、釉的化学组成计算坯、釉式,计算步骤： （1）用氧化物的百分含量除以其分子量，得到各氧化物的分子数。 （2）坯式：以各氧化物的分子数除以R2O3分子数。 釉式：各氧化物的分子数除以（R2ORO）的分子数之和 所得到的数字就是坯式或釉式中各氧化物前面的系数（相对分子数）。 （3）按照碱性氧化物、中性氧化物及酸性氧化物顺序列出各氧化物的相对分子数，即坯釉式。 （4）若原始组成中含有灼减量，则应先换算为不含灼减的组成，再按上述步骤计算。,例1 某瓷坯的化学组成如表1所示，试求该瓷坯的实验式。 表1 某瓷坯的化学组成,O,67.07 26.33 0.86 1.22 0.34 2.17 2.00 100 Al2O3摩尔数：26.33/101.96=0.2582； Fe2O3摩尔数： 0.86/159.7=0.0054 0.2582+0.0054=0.2636 0.2582/0.2636=0.9795 0.0054/0.2636=0.0205 SiO2摩尔数： 67.07/60.09=1.1162 1.1162/0.2636=4.232 同理获得其他氧化物前的摩尔数。 经上述计算步骤可得该瓷坯实验式为：,例2 某锆质釉配方： 长石：25.6 石英：32.2 粘土：10.0 白垩：18.4 氧化锌：2 锆英石：11.8 各原料的化学组成列表如下，计算釉式。,由釉的化学组成计算釉式,原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 灼减 总计 长石65.04 20.4 0.24 0.8 0.18 3.74 9.38 0.11 99.89 粘土49.82 35.74 1.06 0.65 0.6 0.82 0.95 10 99.64 石英98.54 0.28 0.72 0.25 0.35 0.2 100.34 白垩1.0 0.24 54.66 0.22 100 43.0 99.16 氧化锌 100.00 锆英石38.81 5.34 0.4 0.2 55.1 99.85,解： （1） 把原料组成百分比乘各原料中化学组成，即得釉料中各氧化 物含量。,原料 釉料配比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 L 长石 25.6 6.65 5.22 0.06 0.2 0.05 0.95 2.4 0.02 粘土： 10 4.98 3.57 0.11 0.06 0.06 0.08 0.1 1.05 石英： 32.2 31.76 0.09 0.23 0.08 0.11 0.06 白垩： 18.4 0.18 0.04 0.06 0.04 7.99 氧化锌：2 2 锆英石：11.8 4.58 0.63 0.05 0.03 6.50 总计： 100 58.15 9.55 0.4 10.45 0.29 1.03 2.5 2 6.50 9.12 除去灼减： 64.00 10.51 0.44 11.50 0.32 1.13 2.7 2.2 7.15 ,解： （1） 把原料组成百分比乘各原料中化学组成，即得釉料中各氧化 物含量。,原料 釉料配比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 L 长石 25.6 6.65 5.22 0.06 0.2 0.05 0.95 2.4 0.02 粘土： 10 4.98 3.57 0.11 0.06 0.06 0.08 0.1 1.05 石英： 32.2 31.76 0.09 0.23 0.08 0.11 0.06 白垩： 18.4 0.18 0.04 0.06 0.04 7.99 氧化锌：2 2 锆英石：11.8 4.58 0.63 0.05 0.03 6.50 总计： 100 58.15 9.55 0.4 10.45 0.29 1.03 2.5 2 6.50 9.12 除去灼减： 64.00 10.51 0.44 11.50 0.32 1.13 2.7 2.2 7.15 ,解： （1） 把原料组成百分比乘各原料中化学组成，即得釉料中各氧化 物含量。 （2）釉式的计算：,原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 64.00 10.51 0.44 11.50 0.32 1.13 2.7 2.2 7.15 分子量：60.1 102 160 56.1 40.3 62 94.2 81.4 123.2 分子数 1.065 0.103 0.027 0.205 0.028 0.018 0.029 0.027 0.058 R2O+RO =0.287 釉式的 分子数 3.781 0.259 0.009 0.714 0.028 0.063 0.101 0.094 0.202,解： （1） 把原料组成百分比乘各原料中化学组成，即得釉料中各氧化 物含量。 （2）釉式的计算. （3） 计算所得釉式为：,由坯、釉式计算它们的化学组成,计算步骤： （1）将坯式或釉式中各氧化物的分子数乘以其分子量，得到其重量。 (2）各氧化物的重量除以氧化物重量之和，得到它们的重量百分比。,例3 求下列坯式的化学组成。,解：列表计算结果 SiO2 Al2O3. Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O 分子数 4.15 0.978 0.022 0.082 0.030 0.120 0.086 分子量 60.1 102 160 56.1 40.3 62 94.2 氧化物重量249 99.76 3.52 4.59 1.20 7.44 8.08 其重量和 373.59 各氧化物重量249/ 373.59 百分比 =66.67 26.65 0.91 1.25 0.33 2.00 2.15 所以所求坯式化学组成为 ： SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O 66.67 26.65 0.91 1.25 0.33 2.00 2.15,作业1 某厂坯料的重量百分比组成如下： 界牌泥 65 长石28% 石英7 各原料的化学组成如下，求坯料的实验式。,原料名称 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO KNaO IL 总计 界牌泥 59.05 29.42 0.51 0.28 0.14 0.40 10.45 100.30 长石 63.84 20.32 0.23 0.38 0.55 14.49 0.26 100.10 石英 98.75 0.25 0.13 0.15 0.24 0.13 99.65,由化学组成计算矿物组成,（1）将原料中各种氧化物得百分数除以其分子量，得出各氧化物得分子数。 （2）化学组成中的K2O、Na2O 、CaO各自与相当量的Al2O3 、SiO2相结合，作为钾长石、钠长石和钙长石。由总的Al2O3 、SiO2量减去长石中的Al2O3 和SiO2量。若Na2O 含量比K2O少得多，则可以把二者的含量计算为钾长石。 （3）剩下的Al2O3量作为高岭土成分，减去高岭土带进的SiO2量，剩下的SiO2量即是石英量（比较剩余的Al2O3和SiO2量，若Al2O3较多，则过多的Al2O3可当作水铝石Al2O3H2O计算）。 （4）若判断确有CO32-存在，则MgO可当作菱镁矿，CaO可计算为CaCO3，若不存在CO32-，则MgO可计算为滑石（3MgO4SiO2H2O) 或蛇纹石（3MgO4SiO22H2O)形式计算。,由化学组成计算矿物组成,（5） Fe2O3可看作赤铁矿（ Fe2O3）存在，若组成中的烧失量（假定为水）减去高岭土及滑石等矿物中的结晶水后还有一定量，则可把Fe2O3计算为褐铁矿（ Fe2O33H2O)。 （6）TiO2一般可由FeO与TiO2(FeOTiO2)构成钛铁矿，故可自Fe2O3中取出FeO以计算钛铁矿的含量。所余TiO2可视为金红石。 （7）制造精陶瓷产品所用的粘土类原料中所含Fe2O3、TiO2 、CaO 、MgO等很少，可以不考虑它们所造成的矿物数量。,例3某原料化学组成如下，计算其矿物组成。 成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 灼减 64.78 25.61 0.19 0.22 微量 0.32 0.23 8.65,由化学组成计算矿物组成,解：1) 求各氧化物分子数（灼减量当作结晶水）。 列表计算结果 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O H2O 氧化物含量 64.78 25.61 0.19 0.22 微量 0.32 0.23 8.65 氧化物分子量 60.1 102 160 56.1 94.2 62 18 氧化物分子数 1.077 0.251 0.001 0.004 0.003 0.004 0.480 2) 将各氧化物分子数按下列顺序排列，计算其矿物组成 0.003分子钾长石 0.018 0.003 0.003 剩余 1.059 0.248 0.001 0.004 0 0.004 0.480,由化学组成计算矿物组成,解：2) 将各氧化物分子数按下列顺序排列，计算其矿物组成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O H2O 0.003分子钾长石 0.018 0.003 0.003 剩余 1.059 0.248 0.001 0.004 0 0.004 0.480 0.004分子钠长石 0.024 0.004 0.004 剩余 1.035 0.244 0.001 0.004 0 0.480 0.004分子钙长石0.008 0.004 0.004 剩余 1.027 0.240 0.001 0 0 0 0 0.480 0.24分子高岭土 0.480 0.240 0.480 剩余 0.547 0 0.001 0 0 0 0 0 0.001分子赤铁矿 0.001 剩余 0.547 0 0 0 0 0 0 0 0.547分子石英 0.547 剩余 0 0 0 0 0 0 0 0 0,解： 1)求各氧化物分子数（灼减量当作结晶水) 2) 将各氧化物分子数按下列顺序排列，计算其矿物组成; 3) 各矿物的重量计重量百分数列表计算如下： 钾长石 钠长石 钙长石 高岭石 赤铁矿 石英 分子数 0.003 0.004 0.004 0.240 0.001 0.547 分子量 556.8 524.6 278.3 258.1 160 60.1 矿物重量 1.67 2.10 1.11 61.92 0.16 32.87 矿物（） 1.67 2.11 1.12 62.00 0.16 32.94 各种长石和赤铁矿均作为熔剂一并列为长石矿物，故得到矿物组成 粘土质矿物：62.00 长石质矿物：1.672.111.120.166.06 石英质矿物：32.94,由化学组成计算矿物组成,2.由化学组成计算配方,（1）直接计算法： 根据原料性质，成形性能，参照生产经验先确定一、二种原料的用量。 按满足坯、釉料化学组成的要求逐个计算每种原料用量。 注意：计算时要明确哪种氧化物主要由哪种原料提供。,（2）三元系统法 三元系统法就是先把坯料及原料的氧化物换算为R2O-Al2O3-SiO2三元系统。 如K2O-Al2O3SiO2，系统然后用代数或图解法计算。,（1）直接法由化学组成计算配料量,例：某厂的耐热瓷坯料及原料的化学组成如下表， 试计算此耐热瓷坯的配料量。,解：I、将原料干燥基化学组成换算成灼烧基(不含灼减量) 的化学组成。 如所给定的坯料组成中有灼减量，也须同样换算成 不含灼减量的各氧化物的百分组成。上述原料经换算后 的灼烧基化学组成如下表 (K2O、Na2O以合量计)。,II、列表,用化学成分满足法进行配料计算，其坯料中膨润土用量 规定不超过5，兹定为4。计算过程见下表：,III、计算原料干燥基的百分含量,灼烧基比例 () 干燥基比例 () 原料百分含量 (%) 膨润土 4.00 4.20 3.85 镁质粘土 17.75 18.95 17.40 长石 10.57 10.57 9.68 粘土 55.80 62.80 57.60 石英 9.48 9.48 8.70 氧化铁 2.10 2.10 1.93 氧化钙 0.51 0.9l 0.84 109.01 100.00,在计算粘土用量时所带入的MgO及K2O、Na2O，如含量 很少，可以不予考虑。,作业题,拟设计一个普通硅质瓷的坯料配方，配方的化学成分的范围和原料的化学成分如表所示。对粘土类原料的初步试验指出，粘土原料的用量不低于55%，广东泥和章村土的比例大致为1.51，试计算各原料的配合比。,三元系统法就是先把坯料及原料的氧化物换算为R2O-Al2O3-SiO2三元系统（K2O-Al2O3-SiO2 ）。 把原料及坯料中的碱性氧化物（CaO，MgO,Na2O) 转化为K2O的量;把Fe2O3转化为Al2O3的量；把TiO2,ZrO2转化为SiO2的量； 再把它们的组成点标出在K2O-Al2O3-SiO2 相图中，利用杠杆原理计算出原料的百分数。,（2）三元系统法由化学组成计算配料量,注意：转换时原来的氧化物要乘以相应的系数。 根据里奇特斯近似原则（Richter),里奇特斯近似原则（Richter),溶剂氧化物对粘土原料熔融温度降低的影响和各氧化物的摩尔数相对应。,40份重量的MgO，56份重量CaO，62份重量的Na2O的作用和94份重量的K2O的作用相当； 所以MgO CaO Na2O量换算成K2O量时，转换系数分别为： 2.35（94/40），1.08（94/56），1.52（94/62） Fe3O4（159.7）换成Al2O3（101.9）的换算系数为： 101.9/159.7 0.64 TiO2（79.9）换成SiO2（60.1）的换算系数为： 60.1/79.90.75,例 某厂坯体和所用原料的化学组成如下表，试用系统计算配方 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O IL 合计 坯料 67.52 22.41 0.35 0.25 0.17 3.74 0.60 5.50 100.57 粘土 59.05 29.42 0.51 0.22 0.18 0.32 0.08 10.45 100.22 长石 63.41 19.18 0.17 0.28 0.36 13.79 2.36 0.46 100.01 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - - 100.29,解(1) 把含有烧失量的组分换算成不含烧失量的基准。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合计 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 19.27 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 长石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,解(1) 把含有烧失量的组分换算成不含烧失量的基准。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合计 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 19.27 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 长石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,（2） 计算相当的K2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 坯料： K2O3.96+0.63（94.2/62)+0.18(94.2/56.1)+0.29(94.2/40.3) =5.90 Al2O3 23.71+0.37(101.9/159.7）23.95 SiO2 71.45 K2O +Al2O3 + SiO2 101.3 换算成百分比 K2O 5.82，Al2O3 23.64，SiO2 70.53,解(1) 把含有烧失量的组分换算成不含烧失量的基准。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合计 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 32.85 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 长石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,（2） 计算相当的K2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 粘土： K2O0.36+0.09（94.2/62)+0.20(94.2/56.1)+0.25(94.2/40.3) =1.42 Al2O3 32.85+0.57(101.9/159.7）33.21 SiO2 65.94 K2O +Al2O3 + SiO2 100.57 换算成百分比 K2O 1.41，Al2O3 33.02，SiO2 65.57,解(1) 把含有烧失量的组分换算成不含烧失量的基准。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合计 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 32.85 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 长石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,（2） 计算相当的K2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 长石： K2O13.85+2.37（94.2/62)+0.36(94.2/56.1)+0.28(94.2/40.3) =18.7 Al2O3 19.27+0.17(101.9/159.7）19.38 SiO2 63.70 K2O +Al2O3 + SiO2 101.78 换算成百分比 K2O 18.37，Al2O3 19.04，SiO2 62.59,解(1) 把含有烧失量的组分换算成不含烧失量的基准。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合计 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 32.85 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 长石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,（2） 计算相当的K2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 石英： K2O0.39(94.2/56.1)+0.40(94.2/40.3) =1.59 Al2O3 1.93+0.26（101.9/159.7）2.10 SiO2 97.31 K2O +Al2O3 + SiO2 101 换算成百分比 K2O 1.57，Al2O3 2.08，SiO2 96.35,解(1) 把含有烧失量的组分换算成不含烧失量的基准。 （2） 计算相当的K2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 坯料： K2O 5.82，Al2O3 23.64，SiO2 70.53 粘土：K2O 1.41，Al2O3 33.02，SiO2 65.57 长石：K2O 18.37，Al2O3 19.04，SiO2 62.59 石英：K2O 1.57，Al2O3 2.08，SiO2 96.35 （3） 在K2O Al2O3 SiO2系统中找出三种原料和坯料所要求的组成的位置。,石英B,粘土D,长石C,坯料 A,E,M体系中C组分含量：20% M体系中A组分含量：50% M体系中B组分含量：30%,解(1) 把含有烧失量的组分换算成不含烧失量的基准。 （2） 计算相当的K2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 （3） 在K2O Al2O3 SiO2系统中找出三种原料和坯料所要求的组成的位置。 (4)连接BA交CD于E，而后测定出各段的长度； （5）利用杠杆定律，计算出三种原料的百分数。,石英B,粘土D,长石C,坯料 A,E,粘土：BA/EB*EC/CD =55.41% 长石：BA/EB*ED/CD = 26.83% 石英：EA/EB =17.76%,解(1) 把含有烧失量的组分换算成不含烧失量的基准。 （2） 计算相当的K2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 （3） 在K2O Al2O3 SiO2系统中找出三种原料和坯料所要求的组成的位置。 (4)连接BA交CD于E，而后测定出各段的长度； （5）利用杠杆定律，计算出三种原料的百分数。 粘土：=55.41%；长石： = 26.83%；石英：=17.76% (6)换算为烧失前的基准： 粘土=55.41%/（1-10.45%）=61.88% 长石=26.83%/（1-0.46%）=26.95% 石英=17.76 合计：106.59 （7）换算为生料百分数： 粘土=61.88/106.59=58.05%, 长石=25.38%, 石英=16.66%,作业,某厂坯料和所用原料的化学组成如下表： SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O NaO I L 合计 坯料 67.52 22.41 0.35 0.28 0.17 3.74 0.60 5.50 100.57 粘土 59.05 29.42 0.51 0.22 0.18 0.32 0.08 10.45 100.22 长石 63.41 19.18 0.17 0.28 0.36 13.79 2.36 0.46 100.41 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 100.29 试利用K2O-Al2O3-SiO2系统的相图进行配方计算。,3、 由矿物组成计算配方,计算步骤： 计算出原料的矿物组成。 计算出每种原料中各类矿物在坯料中所占的量。 计算出每种原料用量。 列出配料比表示法。,由矿物组成表示法计算- 配料比表示法 （已知坯料的矿物组成和原料的化学组成）,例6现欲配成粘土矿物63.08，长石矿物28.62，石英矿物8.30的配料。采用原料的化学组成如下，计算其配料比。 原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 灼减 总计 高岭土48.30 39.07 0.15 0.05 0.02 0.18 0.03 12.09 99.99 粘土 49.09 36.74 0.40 0.11 0.20 0.52 0.11 12.81 99.98 长石 64.93 18.04 0.12 0.38 0.21 14.45 1.54 0.33 00.00 石英 96.60 0.11 0.12 3.02 99.85,解：按例3方法计算各种原料的矿物组成。 原料 粘土矿物 长石矿物 石英矿物 高岭土 96.78 1.96 1.26 粘土 89.72 7.66 2.62 长石 100 石英 4.4 95.6,例6现欲配成粘土矿物63.08，长石矿物28.62，石英矿物8.30的配料。采用原料的化学组成如下，计算其配料比。 原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 灼减 总计 高岭土48.30 39.07 0.15 0.05 0.02 0.18 0.03 12.09 99.99 粘土 49.09 36.74 0.40 0.11 0.20 0.52 0.11 12.81 99.98 长石 64.93 18.04 0.12 0.38 0.21 14.45 1.54 0.33 00.00 石英 96.60 0.11 0.12 3.02 99.85,解：坯料中的粘土矿物由高岭土及粘土供给。 考虑这2种的可塑性、收缩率、烧后颜色等工艺性能，初步确定坯料中粘土矿物一半由高岭土供给，另一半由粘土供给 高岭土用量: (0.563.08）（10096.78）32.59 即96.78x0.5 63.08 粘土用量:（0.563.08）（10089.72）35.15,32.59高岭土中含长石矿物：32.590.1960.69 含石英矿物：32.590.1260.41 35.15粘土中含长石矿物：35.150.07662.69 含石英矿物：35.150.02620.92 高岭土与粘土共引入石英：0.410.921.33 坯料中石英用量：（8.301.33）（10095.60）7.29 7.29石英中引入长石矿物为：7.29 0.0440.32 由高岭土、粘土、石英引入长石矿物为：0.642.690.323.65 长石需用量为：28.623.6524.97 由计算结果可得原料配合比例为 ： 高岭土：32.59；粘土： 35.15；长石：24.97 ； 石英：7.29,4、 由实验式(或分子式)计算配方,计算步骤： （1 ） 把各原料化学组成转换成各氧化物分子数。 （2 ） 依据釉式中各氧化物得分子数，计算所需引入的各原料的分子数。 （ 3 ） 计算出各原料的重量及重量百分比。,4.1 由实验公式计算釉料配方,例7 已知釉式为,0.107K2O 0.672CaO 1.0Al2O3 10.0SiO2 0.221MgO 所有原料： 钾长石：0.98K2O 0.98Al2O36.42SiO2 0.02CaO 方解石：CaCO3 菱镁矿：MgCO3 高岭土：Al2O32.19SiO2 1.82H2O 石英： SiO2,解：（1）把各原料的化学组成转成实验式（题目已直接给出） （2）依据釉式的不同氧化物的分子式，可看出： 引入1分子钾长石有0.98分子K2O，设引入x份钾长石会引入0.107分子K2O，则 1：0.98x：0.107 x0.1070.980.109 引入0.109分子钾长石同时引入0.1090.020.002分子CaO 0.1090.980.107分子Al2O3 0.1096.420.7分子SiO2 以同样方式引入其它原料。,（2）列表计算 K2O CaO MgO Al2O3 SiO2 釉式中氧化物的分子数 0.107 0.672 0.221 1.0 10.0 引入0.107分子钾长石 0.107 0.002 0.107 0.700 剩余 0 0.670 0.221 0.893 9.300 引入0.670分子方解石 0.670 剩余 0.221 0.893 9.300 引入0.221分子菱镁矿 0.221 剩余 0 0.893 9.300 引入0.893分子高岭土 0.893 1.96 剩余 7.340 引入7.34分子石英 7.340 剩余 0,（3）计算出各原料重量及重量百分比,分子数分子量 重量 重量百分比 钾长石 0.107 579.2 63.12 7.62 方解石 0.670 100.1 67.07 8.09 菱镁矿 0.221 84.3 18.63 2.25 高岭土 0.893 284.4 238.61 28.80 石英 7.34 60.1 441.13 53.24 总计：828.56 100,4.2 由实验公式计算坯料配方（与釉料相同）,0.144K2O 0.032Na2O 1.0Al2O3 4.92SiO2 0.025CaO 0.02 MgO 原料化学组成 原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O IL 总计 粘土 58.43 30.00 0.31 0.11 0.47 0.42 0.48 0.12 9.64 99.98 长石 65.34 18.53 0.12 0.34 0.008 14.19 1.43 49.96 石英 99.40 0.11 0.08 99.59,解 (1)先计算出各原料的矿物组成（方法见例3） 为简化计算过程，可将K2O、 Na2O 、 CaO、 MgO、 Fe2O3、 TiO2均作为熔剂成分，当作长石矿物计算。 原料的矿物组成 原料 粘土矿 长石矿 石英矿 粘土 72.05 8.36 14.59 长石 2.83 94.30 2.87 石英 99.40 （2）由坯式计算长石、粘土、石英矿物的百分组成。坯式中的K2O、 CaO、 MgO、 Na2O均粗略地作为K2O，则坯式可写成 0.22R2O1.0Al2O34.92SiO2 满足上式所需的粘土、长石、石英矿物的量为：（此处三种矿物为理论组成，即钾长石K2OAl2O36SiO2）,坯式 0.22R2O 1.0Al2O3 4.92SiO2 引入0.22分子长石矿物 0.22 0.22 1.32 剩余 0 0.78 3.6 引入0.78分子粘土矿物 0.78 1.56 剩余 0 2.04 引入2.04分子石英矿物 2.04 剩余 0 各类矿物需要量的重量百分组成 长石矿：0.22556.8 122.49 27.43 粘土： 0.78258.1 201.31 45.10 石英： 2.0460.1 122.60 27.46 总计：446.4 100,设 x坯料中需加入的粘土量 y坯料中需加入的长石量 z坯料中需加入的石英量 则 0.7205x0.0283y0z0.451 0.0836x0.9430y0z0.2743 0.1959x0.0289y0.994z0.2746 解得: x61.80 y =23.48 % z14.71,例：今欲配制压电陶瓷的分子式为： Pb0.95Sr0.05(Zr0.5Ti0.5)O3十0.5Cr 2O3十0.3Fe 2O3,所采用原料与纯度见下表，欲配料1kg（不包含外加改型剂）， 试计算各原料的配比。,4.3 由分子式计算釉料配方,解：,(1)先计算坯式的分子量 将坯式改写为：,（PbO）0.95 （SrO）0.05 （ZrO2）0.5（TiO2）0.5,1摩尔坯料的质量，即1摩尔Pb0.95Sr0.05(Zr0.5Ti0.5)O3 的质量为318.79g,(2) 计算各主要原料所需的质量(),PbO：212.05318.7966.52 SrO：5.18318.791.62 ZrO2：61.61318791933 TiO 2：39.95318.7912.53,把PbO、SrO数量折算为Pb3O4及SrCO3的数量：,I、由Pb3O4分解生成PbO的百分比为：,3PbO/Pb3O4 = 3223.21/685.63 100=97.67(%),即需要Pb3O4：,66.52/97.64 100=68.11(%),II、由SrCO3分解生成SrO的百分比为：,SrO/SrCO3 =103.62/147.63 100=70.18(%),即需要SrCO3：,1.62/70.18 100=2.3(%),III、计算外加剂铅及改性剂的质量(),在坯料烧结过程中氧化铅会挥发一部分，为弥补这个 损失，配料时通常多加一些氧化铅，其质量约占总质 量的0.51.5。这里确定多加入Pb3O41.5。,外加改性剂的质量百分数在分子式中给出为： 0.5Cr2O3，0.3Fe2O3。,IV、按原料纯度计算原料用量，见下表,5、 更换原料时配方计算,某原料质量发生变化 原用原料供不应求,