材料工艺报告范文

材料工艺报告范文材料工艺报告范文 09107222剡晓旭实验一注浆成型陶瓷工艺品实验原理陶瓷制品结构 中晶相和玻璃相 或胶结物 的生成 需要一类能生成晶相的原料 如能生成莫来石晶相的高岭土或粘土 能生成石英晶相的石英原 料 能生成斜顽火辉石的滑石类原料 另一类是能生成玻璃相的所 谓熔剂原料 如长石 滑石 钙镁的碳酸盐等 而加工过程所需的工艺性能 则往往希望陶瓷原料具有能进行塑性 加工的可塑性原料 能减少干燥和烧成中收缩的非可塑性原料 也 称脊性原料 等 将原料制备成浆料 注入石膏模具中 由于石膏模具的透气性和吸 水性 泥浆接触模具以后 泥浆中的水分会被逐渐吸收 泥浆中的 细小颗粒会随着模具的形状的均匀地排列成一个稠泥层 当稠泥层 达到预期的厚度时 倒出泥浆 稠泥层中的水分被石膏模具继续吸 收 最终成型 实验原料及仪器原料及配比钾长石27 石英砂25 紫木节22 为 其与焦宝石的总含量 焦宝石 由于其与紫木节均为粘土 故其百 分含量放入紫木节中 滑石2 无水碳酸钠0 4 添加剂 自 来水 料水 1 1 按料等于水重等于2kg计 仪器设备电子天平 振动磨 球磨瓷瓶 带鹅卵石 空桶 陈腐料将用 比重计 石膏模具 带捆绑绳 烧杯 小刀 烧结炉实验过程 1 称料按配比称料 2 球磨 3 陈腐陈腐一周 4 测比重用比重计测定浆料比重 5 成型将石膏模具组装后捆绑紧 从注浆口注入搅拌好的料浆 等坯体到达一定厚度后 将多余的料浆倒出 放置4 8h 6 脱模当湿坯具有一定强度后 解开模具捆绑绳 放平在桌子上 脱模 7 干燥自然干燥湿坯至坯体颜色发白且具有一定强度 8 修坯用小刀将坯体表面凹凸不平的部分修理平整 9 烧成 10 缺陷分析实验结果此实验无需记录实验数据 实验总结及原因分析实验品造型完整坯体厚度正常 但是表面有很 多沙眼和小气孔 后来在烧成过程中碎裂 可能是原料比例不对 另有数组在干燥过程中发生碎裂 可能是因为石英用量不够 石英在烧成前是瘠性原料 可对泥料的可塑性起调节作用 能降低 坯体的干燥收缩 缩短干燥时间并防止坯体变形 或是粘土 紫木节 用量不够 粘土一般呈细分散颗粒 同时具有 结合性 这可在坯料中结合其它脊性原料并使坯料具有一定的干燥强度 有 利于坯体的成形加工 实验二混凝土的制备实验原理普通混凝土是由水泥 砂 石和水组 成 在混凝土中 砂 石起骨架作用 称为骨料 水泥与水形成水泥浆 水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙 在硬化前 水泥浆起润滑作用 赋予拌合物一定的和易性 流动性 粘聚性和保水性 以便于施工 水泥浆硬化后 将骨料胶结成一个实体 普通混凝土的微观结构水泥和水形成水泥浆 包裹在砂粒表面并填 充砂粒间的空隙而形成水泥浆 水泥砂浆又包裹石子 并填充石子 间的空隙而形成混凝土拌合物 该拌合物经过一定时间的凝结硬化 形成了坚硬的石状材料即普通混凝土 实验原料及仪器水泥1 07kg 水0 75 0 80kg 砂1 93kg 碎石3 59kg 总量约为一个模具用量 仪器设 备台秤 量筒 铁锹 铁铲 混凝土模具实验过程 1 称量按上述配比称量原料 2 搅拌将原料混合并搅拌均匀 搅拌过程中观察触变性 3 成型采用人工插捣成型 混凝土拌合物应分两层装入试模 每层装料厚度大致相等 插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行 插捣底层时 捣棒到达 试模表面 插捣上层时 捣棒应穿入下层深度为20 30mm 插捣时 捣棒保持竖直 插捣完后 刮除多余的混凝土 并抹平 模具使用前要拧紧 4 脱模及养护从模具中取出试模 将试模浸入水中养护28天 实 际试验中为21天 清理模具并涂油防止氧化 5 抗压强度测试A将试样擦拭干净 测量尺寸 并检查其外观 根据尺寸计算试样的承压面积 B将试样放在试验机的下压板上 试样的承压面与成型时的顶面垂直 试样的中心与试验机下压板中心对准 C开动试验机 连续而均匀的加荷 D结果处理R F A 3 F L 2 b h h R为混凝土立方体试样抗 压强度MPa F为破坏载荷KN A为试样承压面积 L为跨距mm b为试 模宽度mm h为试模高度mm 实验结果h 39 90mm b 41 68mm L 100mm F 1882 66N R 3 1 88266 0 1 2 0 04168 0 03990 0 03990 4255 88 Pa 4 256MPa实验总结及原因分析此次实验使我们了解了混凝土的原 料配比和制作工艺流程 充分体验到了混凝土就地取材的方便性 明确了混凝土广为人们使用的原因及其在建筑工程中的意义 抗压强度测试中 所得数据4 256MPa比相关理论值小 主要原因有 原料选配时 所选碎石过大 养护时间为21天 比标准时间28天短 养护时的温度和湿度不合适 使其硬化过程出现问题 混凝土强度与其养护状况密切相关 只有在连续不断地湿润养护下 混凝土的强度才随龄期的增长而增 长 而混凝土强度的增长依赖于水泥水化的作用 水泥水化后的产物是 产生混凝土强度的主要因素 而水泥的水化作用是一个漫长的过程 水泥颗粒的反应起初从表面 开始 然后由表及里地逐渐渗透 水化过程进行得极为缓慢 而且 时间越久 水化速度越慢 这就是混凝土浇筑后必须润湿养护的原 因 混凝土浇筑后 若不进行润湿养护 其表面就开始干燥 随着龄期 的增长 混凝土的强度就停止在低龄期上 由于试块尺寸 形状不同 会影响试件的抗压强度值 试件尺寸愈小 测得的抗压强度值愈大 因为混凝土立方试件在压力机上受压时 在沿加荷方向发生纵向变 形的同时 也按泊松比效应产生横向变形 压力机上下两块压板 钢板 的弹性模量比混凝土大5 15倍 而泊松 比则不大于混凝土的两倍 所以 在荷载下压板的横向应变小于混凝土的横向应变 指都能自由 横向变形的情况 因而上下压板与试件的上下表面之间产生的摩擦 力对试件的横向膨胀起着约束作用 对强度有提高的作用 愈接近试件的端面 这种约束作用就愈大 在距离端面大约 3 2a a为试件横向尺寸 的范围以外 约束作用才 消失 试件破坏以后 其上下部分各呈一个较完整的棱锥体 就是这种约 束作用的结果 通常称这种作用为环箍效应 如在压板和试件表面间加润滑剂 则环箍效应大大减小 试件将出 现直裂破坏 测出的强度也较低 立方体试件尺寸较大时 环箍效应的相对作用较小 测得的立方抗 压强度因而偏低 反之 试件尺寸较小时 测得的抗压强度就偏高 另一方面的原因是由于试件中的裂缝 孔隙等缺陷将减少受力面积 和引起应力集中 因而降低强度 随着试件尺寸增大 存在缺陷的机率也增大 故较大尺寸的试件测 得的抗压强度就偏低 实验数据汇总表宽 mm编号块距 m高 mm破坏截荷 N抗压强度 mpa10 141 1841 142097 214 51320 141 1240 101943 574 40730 142 804 0 001034 292 26440 141 2040 082427 865 50050 140 7039 92181 0 714 18660 142 7440 081422 013 107实验三干压成型陶瓷片及其 烧制实验原理将长石 石英 紫木节 滑石混合的粉料制备成适宜 的粒状 将其在模型中处于较大压力下压成 压力为3 92 9 8MPa或更高 成型时 当压力加在坯料上时 颗粒状粉料受到压力 开始移动 互相靠拢 坯体收缩 并将空气驱出 压力继续增大 颗粒继续靠拢 同时产生形变 坯体继续收缩 当颗粒完全靠拢后压力再大 坯体收缩很小 这是颗粒在高压下可产生变形和破裂 由于颗粒的接触面逐渐增大 故其摩擦力也增大 当压力与颗粒间的摩擦力平衡时 坯体变得到相应压力下的压实状 态 烧结主要分为两部分注浆成型工艺品的烧结干压成型陶瓷片的烧结 前者的经验烧结温度为1150 1170 当然 在带实验课之前十分有必要烧结一组小样 取不同的 烧结温度 以摸索最佳烧结制度 毕竟每年所配的料浆或多或少有 差异 设前者的最佳烧结温度为T 则干压成型陶瓷片的烧结温度取三个 T 30 T T 30 每组压三个片 分别置于三个温度下烧结 可以将同烧结温度的工艺品和陶瓷片放在同一个炉内烧结 另外两 组分别放置 放置时要在炉膛中垫砖 给出注浆成型陶瓷工艺品的理论烧结曲线 学生根据此曲线自定另 外两个温度陶瓷片的烧结曲线 需要学生在烧结过程中记录温度随时间变化曲线 温度低时每5min记录一次温度 温度高时每10min记录一次 实验原料及仪器原料及配比总量200g外加滑石2 仪器设备电子天平 大号托盘 喷壶 游标卡尺 手动压片机 钢模 抗压强度试验 机实验过程 1 称料各小组按总量30g算出各组分质量 置于振动磨中混匀 2 造粒用喷壶向托盘上方间断喷水 晃动托盘造粒 3 称量称量8g造好的粒于钢模中 每组压3个 4 成型干压成型 5 标记用小刀在陶瓷片生坯上刻标记 同时称重 记录质量 测量直径及厚度 长石 石英 紫木节 202555203050203545252550253045253540302545 303040303535 6 烧结在1100 1150 1200 下分别烧结 7 测烧失率称量烧结后陶瓷片质量烧失率 烧结前质量 烧结后质量 烧结前质量 100 8 测抗压强度 9 测量样品尺寸收缩 计算收缩率 水烧后 吸水烧后烧后实际体积VmmV 100 烧前体积V烧后实际体积V烧前 体积V体积收缩率烧后实际体积V水烧后实际体积V浮体积密度m 实验结果陶瓷片标号烧结前质量g烧结后质量g烧结前直mm径烧结后 直mm径烧结前高mm度烧结后高mm度抗压强度MPa1号7 87 325 5024 8 810 009 3610 48562号7 57 125 5025 009 019 0010 38683号7 87 425 5623 209 988 8412 0544样品1 烧失率 7 8 7 3 7 8 100 6 41 体积收缩率 25 50 2 10 00 24 88 2 9 36 25 50 2 10 00 10 90 样品2烧失率 7 5 7 1 7 5 100 5 33 体积收缩率 25 50 2 9 01 25 00 2 9 00 25 50 2 9 01 100 3 99 样品3烧失率 7 8 7 4 7 8 100 5 13 体积收缩率 25 56 2 9 98 23 20 2 8 84 25 56 2 9 98 100 2 7 03 实验总结及原因分析此实验让我们掌握了造粒的方法和陶瓷片 的压制 造粒时可以通过喷雾的远近高低来调节造粒的粒径大小 要随时观 察造粒盘中的湿度 过干则效率低 要多次造粒 过湿则会使粉粒 粘盘 降低了其利用率 压制时用力要均匀 不宜过快 以防止用 力或空气流不稳定造成的粉粒不紧实等问题 对粉料加压时 压力是通过坯料颗粒的接触来传递的 当压力由一个方向向下压时 由于颗粒在传递压力的过程中一部分 能量消耗在克服颗粒的摩擦力和颗粒与模壁间的摩擦力上 使压力 在往下传递时是逐渐减小的 因此 粉料内的压强分布是不均匀的 一般上层较致密 愈往下致密越差 在水平方向上靠近模腔的四周 的密实度也与中心部位不同 这种差异还与坯体的高度和直径有关 压力越大 坯体越致密 同时其均匀性也比压力小时好些 但也不能为了提高坯体的致密度与均匀性而施加过大的压力 因为 在压实的坯料中总有一部分残余空气 过大的压力将把这部分残余 空气压缩 当压完后除去压力时 被压缩的空气将膨胀 使坯体产 生层裂 分析数据时 由于多组数据丢失和计算错误 致使结果难以统计 无法制作曲线 得不出最佳配比 上述数据分析中的数据属于一组的3个陶瓷片 以作参考 实验四耐火材料的制备实验原理将矾土石料 粘土细粉 水 纸浆 干粉混合制备成粉料 压成柱状 再烧成 烧成过程中的物理化学变化 第一阶段 坯体排除残余水分阶段 200摄氏度 水分排出阶段 应缓慢升温 以防止由于升温过快 水分急剧蒸发 而造成开裂 第二阶段 分解氧化阶段 200 1000摄氏度 粘土排除结合水 氢氧化钙分解 石英晶形转变 碳酸盐和硫酸盐分解 有机物氧化燃烧 第三阶段 液相形成和耐 火相合成阶段 1000摄氏度 随着温度的升高 液相生成量增加 粘度降低 耐火矿物开始形成 并溶解在液相中 然后又结晶出来 颗粒在液相表面张力作用下进一步靠拢 而使坯体致密 体积收缩 强度增大 气孔率降低 第四阶段 烧结阶段 最高温度 保温 阶段 坯体中各种反应趋于完全 充分 液相数量继续增加 结 晶进一步进行 第五阶段 冷却阶段 发生耐火矿物相析晶 某些 晶型的转化 玻璃相的固化等过程 实验原料及仪器矾土孰料3 1mm36 1 0mm28 180目30 粘土细粉6 水4 5 纸浆干粉 外加 2 按总量1kg计 仪器设备电子天平 手动 压片机 钢模实验过程 1 称料按上述配比称料 2 人工拌料先手将3 1mm和1 0mm的矾土孰料混匀 加入纸浆干粉 拌匀 再加入预先混好的 180目细粉混合物 3 烧成 4 物性测试观察试样断面 颜色 颗粒分布均匀程度 颗粒结合 是否牢固 气孔形态等 测定体积密度 烧失率 测定气孔率和 吸水率 实验结果原始重量M1 28 9g 烧成后重量M2 27 4g 浸没在水中时 的重量M3 15 3g在水中煮半个小时后的质量M4 28 1g密度 M2 M2 M3 2 26g cm 烧失率 M1 M2 M1 100 5 19 气孔率 M4 M2 M2 密度 100 5 77 吸