泥浆稀释设计性实验资料.doc

综合设计性材料试验泥浆设计性实验 姓名：吴仁杰 专业：12粉体 学号：201210260112摘要：在了解泥浆的基本性能后通过实验应用多种无机、有机电解质添加剂和复合剂对泥浆进行了稀释测试，稀释之后通过测定泥浆的流速反映出泥浆的稀释程度既粘度，找出对泥浆稀释效果明显的稀释剂及其技术指标结合理论知识在本实验中对稀释原理和操作进行了探讨，为生产工艺提供依据。 关键词：泥浆 稀释 粘度 稀释剂一、 实验目的 在陶瓷材料的生产中，泥浆粘度与厚化度是否恰当将影响球磨输送、储存、榨泥和上釉等生产工艺。特别是注浆成型时将直接影响浇注制品的质量。如何调节和控制泥浆的流动度和厚化度，对于满足生产需要提高产品质量和生产效率具有重要意义。 1.在掌握泥浆的稀释原理及流动度概念的基础上，学会选择稀释剂及确定稀释剂用量； 2.熟悉和了解泥浆性能对陶瓷生产工艺的影响；3.掌握泥浆性能测试方法及控制方法；4.掌握和了解泥浆稀释的普遍规律。 二、仪器设备 100ml量筒，200ml烧杯若干，玻璃棒若干，铁架，秒表，电子秤，玻璃的马克杯三、原料及稀释剂粘土，美国仙水，水玻璃，六偏磷酸钠，三聚磷酸钠，无水碳酸钠，腐植酸钠四、实验基本方案本次实验的稀释剂包括复合稀释剂有以下十三组进行实验对比分析:（1）美国仙水（2）水玻璃（3）六偏磷酸钠（4）三聚磷酸钠（5）无水碳酸钠（6）腐植酸钠（7）水玻璃+美国仙水（8）三聚磷酸钠+六偏磷酸钠（9）美国仙水+三聚磷酸钠（10）美国仙水+六偏磷酸钠（11）水玻璃+三聚磷酸钠（12）水玻璃+美国仙水+三聚磷酸钠（13）美国仙水+三聚磷酸钠+六偏磷酸钠 将粘土置于烧杯中加水混合搅拌成泥浆，加入稀释剂测流速（通过时间来反应）每种稀释剂设置渐增的量便于试验后做对比更具说服力。且整个试验中控制泥浆含水量在35以内，准确记录实验数据，分析并讨论结果。五、实验原理 泥浆是陶瓷原料在水中的一种悬浮体。在陶瓷材料的生产中泥浆粘度与厚化度是否恰当将影响球磨输送、储存、榨泥和上釉等生产工艺特别是注浆成型时将直接影响浇注制品的质量。如何调节和控制泥浆的流动度和厚化度对于满足生产需要提高产品质量和生产效率具有重要意义。 泥浆和釉浆在外力作用下产生流动时因存在着内部摩擦使平行的浆层流动速度有差异，称这种特性为粘滞度，即粘度或称内摩擦系数。粘度的倒数即为流动度。泥浆的流动性能可用流动度、绝对粘度和相对粘度（相对粘度即泥浆与水在同一温度下流出同体积所需时间之比）来表征。工艺上泥浆的流动度是以一定体积的泥浆静置一定时间后从一定的流出孔流出的时间来表示。粘度愈大流动度愈小，即流动性愈差，反之则相反。 泥浆的流动度与厚化度，取决于泥料的配方组成，即所用粘土原料的矿物组成与性质，泥浆的颗粒分散和配制方法、水分含量和温度及使用电解质的种类。实践证明:电解质对泥浆流动性等性能的影响是很大的,即使在含水量较少的泥浆内加入适量电解质后,也能得到像含水量多时或更大的流动度。因此,调节和控制泥浆流动度和厚化度的常用方法是选择适宜的电解质,并确定其加入量 在粘土水系统中,粘土粒子带负电,因而粘土粒子在水中能吸附阳离子形成胶团。一般天然粘土粒子上吸附着各种盐的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+阳离子,其中以Ca2+为最多。在粘土系统中,粘土粒子还大量吸附H+。在未加电解质时,由于H+离子半径小,电荷密度大,与带负电的粘土粒子作用力大,易进入胶团吸附层,中和粘土粒子的大部分电荷,使相邻粒子间的同性电荷减少,斥力减小,以至于粘土粒子易于粘附凝聚,而使流动性变差。Ca2+以及其他高价离子等,由于其电价高(与一价阳离子相比)与粘土粒子间的静电引力大,易进入胶团吸附层,因而产生与上述一样的结果,使流动性变差。如果加入电解质,这种电解质的阳离子离解程度大,且所带的水膜较厚,而与粘土粒子间的作用不很大,大部分仅进入胶团的扩散层,使扩散加厚,电动电位增大,粘土粒子间排斥力增大,故增加泥浆的流动性。泥浆的最大稀释度(最低粘度)与其电动电位的最大值相适应。若加入过量的电解质,泥浆中这种电解质的阳离子浓度过高,含有较多的阳离子进入胶团的吸附层,中和粘土胶团的负电荷,从而使扩散层变薄,电动电位下降,粘土胶粒不易移动,使泥浆粘度增加,流动性下降,所以电解质的加入量应有一定的范围。阴离子对稀释作用也有影响.1. 用于稀释泥浆的电解质必须具备三个条件: (1)具有水化能力强的一价阳离子,如Na+等; （2）能直接离解或水解而提供足够的OH-使分散系统呈碱性； （3）能与粘土中有害离子发生交换反应，生成难溶的盐类或稳定的络合物。2. 生产中常用的稀释剂可分为三类 （1）无机电解质，如水玻璃、碳酸钠、六偏磷酸钠(NaPO4)6、焦磷酸钠(Na4P2O710H2O)等电解质的用量一般为干坯料重量的0.30.5。 （2）能生成保护胶体的有机酸盐类，如腐植酸钠、单宁酸钠、柠檬酸钠，松香皂等，用量一般为0.20.6。 （3）聚合电解质，如聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐、阿拉伯树胶。 稀释泥浆的电解质，可单独使用或几种混合使用，其加入量必须适当。若过少则稀释作用不完全，过多反而引起凝聚。适当的电解质加入量与合适的电解质种类，对于不同粘土必须通过实验来确定。一般电解质加入量控制在不大于0.5对于干料而言的范围内。采用复合电解质时，还需注意加入顺序对稀释效果的影响，当采用Na2CO3与水玻璃或Na2CO3和单宁酸钠复合时，都应先加入Na2CO3，后加水玻璃或单宁酸钠。 在选择电解质，并确定各电解质的最适宜用量时，一般是将电解质加入粘土泥浆中，并测该泥浆的流动度。对泥浆胶体，流动度用相对粘度来表示，即测定泥浆与水在同一温度下，流出同一体积所需流出的时间之比来表示。六、实验步骤 1、取相应个数的200ml的玻璃杯，分别标上1至14的数字，分别称取150g粘土于各个烧杯中，1号烧杯中加入70ml水，其余烧杯分别加入50ml水，并充分搅拌。 2、分别取十滴配好的水玻璃和美国仙水的溶液，称量其质量，并记录下来。 3、1号烧杯加入70ml水后，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，记录时间。 4、2号烧杯加入2滴美国仙水，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至3滴，4滴，5滴，6滴，7滴,8滴，10滴，12滴，15滴的美国仙水，分别记录时间。 5、3号烧杯加入4滴水玻璃，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至5滴，6滴，7滴，9滴水玻璃。分别记录时间。 6、4号烧杯加入0.2的三聚磷酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至0.3、0.4、0.5、0.6、0.7的三聚磷酸钠，分别记录时间。 7、5号烧杯加入0.2的六偏磷酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至0.3、0.4、0.5、0.6、0.7的六偏磷酸钠，分别记录时间。 8、6号烧杯加入0.2的腐植酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8%的腐植酸钠，分别记录时间。 9、7号烧杯加入0.2的无水碳酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至0.3、0.4、0.5、0.6、0.7的无水碳酸钠，分别记录时间。 10、8号烧杯加入2滴水玻璃和1滴美国仙水，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至4滴水玻璃和1滴美国仙水，6滴水玻璃和1滴美国仙水，6滴水玻璃和2滴美国仙水，6滴水玻璃和4滴美国仙水，6滴水玻璃和7滴美国仙水，6滴水玻璃和9滴美国仙水，分别记录时间。 11、9号烧杯加入1滴美国仙水和0.1的三聚磷酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至2滴美国仙水和0.1的三聚磷酸钠，2滴美国仙水和0.2的三聚磷酸钠，3滴美国仙水和0.2的三聚磷酸钠，3滴美国仙水和0.3的三聚磷酸钠，4滴美国仙水和0.3的三聚磷酸钠，分别记录时间。 12、10号烧杯加入1滴美国仙水和0.1六偏磷酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至2滴美国仙水和0.1的六偏磷酸钠，2滴美国仙水和0.2的六偏磷酸钠，3滴美国仙水和0.2的六偏磷酸钠，3滴美国仙水和0.3的六偏磷酸钠，4滴美国仙水和0.3的六偏磷酸钠，分别记录时间。 13、11号烧杯加入4滴水玻璃和0.1的三聚磷酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至6滴水玻璃和0.2的三聚磷酸钠，8滴水玻璃和0.3的三聚磷酸钠，分别记录时间。 14、12号烧杯加入0.1的三聚磷酸钠和六偏磷酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至0.1的六偏磷酸钠和0.2的三聚磷酸钠，0.1的六偏磷酸钠和0.3的三聚磷酸钠，0.2的六偏磷酸钠和0.4的三聚磷酸钠，0.3的六偏磷酸钠和0.4的三聚磷酸钠，分别记录时间。 15、13号烧杯加入2滴水玻璃和1滴美国仙水和0.1的三聚磷酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至4滴水玻璃和2滴美国仙水和0.2的三聚磷酸钠，6滴水玻璃和4滴美国仙水和0.3三聚磷酸钠，8滴水玻璃和6滴美国仙水和0.4的三聚磷酸钠，分别记录时间。 16、14号烧杯加入1滴美国仙水和0.1的六偏磷酸钠和0.1三聚磷酸钠，充分搅拌匀称，用粘度计测流速，循环叠加至2滴美国仙水和0.2的六偏磷酸钠和0.2的三聚磷酸钠，3滴美国仙水和0.3的六偏磷酸钠和0.3的三聚磷酸钠，分别记录时间。七、数据记录和处理粘土含水量：9.011%；10滴美国仙水的质量：0.609g；10滴水玻璃质量：0.670g；试剂时间水144.8水玻璃0.196（4滴）0.245（5滴）0.294（6滴）0.343（7滴）0.441（9滴）116.7111.0110.1113.5120.5美国仙水0.090（2滴）0.135（3滴）0.180（4滴）0.225（5滴）0.270（6滴）0.315（7滴）0.360(8滴）0.450（10滴）0.540（12滴）0.675（15滴）156.2125.2117.6111.0108.9106.0106.9109.3112.1120.20.20.30.40.50.60.70.8三聚磷酸钠149.7137.9134.9136.1139.8147.7六偏磷酸钠123.2116.0115.6118.4123.9132.2腐植酸钠245.6227.2211.0148.7142.4150.8212.5无水碳酸钠无明显变化水玻璃和美国仙水0.098（2滴）和0.045(1滴）0.196(4滴和0.045（1滴）0.294（6滴）和0.045（1滴）0.294（6滴）和0.090（2滴）0.294（6滴）和0.180（4滴）0.294（6滴）和0.315（7滴）0.294（6滴）和0.405（9滴）445.0253.7251.9217.6159.8202.9213.0美国仙水和三聚磷酸钠0.045（1滴）和0.10.09（2滴）和0.10.090（2滴）和0.20.135（3滴）和0.20.135（3滴）和0.30.180（4滴）和0.3223.5151.7151.3143.6150.6152.0美国仙水和六偏磷酸钠0.045（1滴）和0.10.090（2滴）和0.10.090(2滴)和0.20.135（3滴）和0.20.135（3滴）和0.30.180（4滴）和0.3158.9133.5130.0128.2133.1136.2水玻璃和三聚磷酸钠0.196(4滴）和0.10.294（6滴)和0.20.392（8滴）和0.3310.3243.9314.3三聚磷酸钠和六偏磷酸钠0.1和0.10.2和0.10.3和0.10.4和0.20.4和0.3202.6149.6145.4152.6157.6水玻璃和美国仙水和三聚磷酸钠0.098（2滴）和0.045（1滴）和0.10.196（4滴）和0.090(2滴）和0.20.294（6滴）和0.180（4滴）和0.30.392(8滴）和0.270（6滴）和0.4242.4220.4228.5251.1美国仙水和三聚磷酸钠和六偏磷酸钠0.0045和0.1和0.10.090和0.2和0.20.135和0.3和0.3255.1239.6312.4以下是单组因素的图（因无水碳酸钠五明显现象所以不在图中画出）八、总结经过以上十三组的实验可以看出所有试验中多因素的稀释剂大多没有单组因素的稀释效果好，其中稀释效果最好的是美国仙水，其次是三聚磷酸钠。稀释效果最差的是无水碳酸钠。多因素的稀释剂中水玻璃和美国仙水的组合效果比较好。1.为什么三聚磷酸钠没有稀释效果?答：三聚磷酸钠在室温下相当稳定，在潮湿的空气中会缓慢的发生水解反应，