陶瓷的热稳定性测试.doc

陶瓷的热稳定性测试一、实验目的普通陶瓷材料由多种晶体和玻璃相组成，因此在室温下具有脆性，在外应力作用下会突然断裂。当温度急剧变化时，陶瓷材料也会出现裂纹或损坏。测定陶瓷的热稳定性可以控制产品的质量，为合理应用提供依据。1. 了解测定陶瓷材料热稳定性的实际意义。2. 了解影响热稳定性的因素及提高热稳定性的措施。3. 掌握陶瓷材料热稳定性的测定原理及方法。二、实验原理陶瓷的热稳定性取决于坯釉料的化学成分、矿物组成、相组成、显微结构、制备方法、成型条件及烧成制度等应素以及外界环境。由于陶瓷内外层受热不均匀，坯釉的热膨胀系数差异而引起陶瓷内部产生应力，导致机械强度降低，甚至发生开裂现象。一般陶瓷的热稳定性与抗张强度成正比，与弹性模量、热膨胀系数成反比。而导热系数、热容、密度也在不同程度上影响热稳定性。 釉的热稳定性在较大程度上取决于釉的膨胀系数。要提高陶瓷的热稳定性首先要提高釉的热稳定性。陶坯的热稳定性则取决于玻璃相、莫来石、石英及气孔的相对含量、粒径大小及其分布状况等。 陶瓷制品的热稳定性在很大程度上取决于坯釉的适应性，所以它也是带釉陶瓷抗后期龟裂性的一种反映。 陶瓷热稳定性测定方法一般是把试样加热到一定的温度，接着放入适当温度的水中，判定方法为(1) 根据试样出现裂纹或损坏到一定程度时，所经受的热变换次数；(2) 经过一定的次数的热冷变换后机械强度降低的程度来决定热稳定性；(3) 试样出现裂纹时经受的热冷最大温差来表示试样的热稳定性，温差愈大，热稳定性愈好。本实验采用试样出现裂纹时，平均经受的热冷最大温差来表示试样的热稳定性三、实验器材1. 陶瓷定性测定仪主要技术参数是： (1)炉体最高温度：400； (2) 均温区大小及温差：350350350mm，5； (3) 水槽控温范围：1050； (4)加热最大功率：6 kw ； (5)定时器范围：0120分钟； (6)炉温控制及指示由XMT-102仪表完成； (7)水温指示及控制由XMT-122仪表完成。2. 烘箱一台；3. 铁夹子一把；4. 搪瓷盘一个；5. 测试样品若干；6. 品红、酒精溶液、墨水。四、实验过程1. 将10个合格的试样放入样品筐内，并置于炉膛中。2. 连接好电源线、热电阻和接地线。3. 连接好进水管、出水管及循环水管。4. 给恒温水槽中注入水。5. 打开电源开关，指示灯亮，将炉温给定值及水温给定值调至需要位置（在水温控制中，下限控制压缩机、上限控制加热器，上限设定温度下限设定温度）。6. 打开搅拌开关，指示灯亮，搅拌机工作。7. 根据需要选择“单冷”，“单热”或“冷热”。a：“单冷”即仪器只启动制冷设备，超过给定温度时，自动制冷至给定温度后自动停止。b：“单热”即仪器只启动加热设备，低于给定温度时自动加热至给定温度后自动停止。c：“冷热”即当水温超过给定温度，仪器自动制冷，当水温低于给定温度，仪器自动加热，保证水温在所需温度处。8. 接好线路并检查一遍，接通电源以分的速度升温。9. 当温度达到测量温度时，保温15分钟（使试样内外温度一致）后，拨动手柄，使样品筐迅速坠入冰水中，冷却5分钟。如没有冰水，试样坠入冷水中。每坠入一次试样，就要更换一次水，目的使水温保持不变。10. 从水中取出试样，擦干净，不上釉和上白釉试样放在品红酒精溶液中，检查裂纹。上棕色釉试样放在薄薄一层氧化铝细粉的盘内，来回滚动几次或手拿着试样在氧化铝粉上擦几次，检查是否开裂（如开裂，表面有一条白色裂纹），并详细记录。将没有开裂的试样放入炉内，加热到下次规定的温度（每次间隔20），重复试验至十个试样全部开裂为止。11. 在实验过程中，注意室内温度和水稳的变化，做好记录。五、数据处理1. 实验记录将测定结果填入下表中。热稳定性测试记录表试样名称测试人测定日期 试样处理 编号测定次数测定时试样开裂温度()B试样开裂个数G平均开裂温度()开裂温差( )C = B - A平均开裂温差()开裂温度范围()室温()水温()A 29 28 158 5 130 150158198 29 28 178 0 29 28 198 5 170 2. 计算平均开裂温度计算公式平均开裂温差度数=式中：C1、C2试样开裂温度差（）；G1、G2在该温度差下试样开裂个数；Y 每组试样个数。六、影响因素分析1. 试样应光滑，无缺陷、堆釉现象。2. 炉内温度差应严格控制在2。3. 每次重复做时，应将试样表面的其它杂质清洗干净。思考题1. 影响测定材料热稳定性的因素及防止措施？ 2. 测定各种玻璃陶瓷热稳定性的实际意义是什么？3. 影响玻璃、陶瓷材料热稳定性的因素有那些？4. 测定原理是什么？参考文献1. 孙淑珍、张宏泉，陶瓷工艺实验，武汉工业大学（自编教材），1995年。2. 南京玻璃纤维研究设计院，玻璃测试技术，中国建筑工业出版社，1987年6月。3. 伍宏标等，玻璃工艺实验，武汉工业大学（自编教材），1992年。4. 武汉建材学院，玻璃工艺原理，中国建筑工业出版社，1981年。5. 祝桂洪，陶瓷工艺实验，中国建材出版社，1997年7月（第一版），125127页。6. GB /T 16