陶瓷实验设计报告

1、陕西科技大学试验设计报告中低温镁质强化瓷的设计前言试验目的及意义通过陶瓷工艺设计性综合试验， 到达：1 深刻把握常用陶瓷原料在陶瓷坯料中的作用；2 把握坯料配方设计和试验争辩方法；3 把握试验技能， 提高动手力量；4 提高分析问题和解决问题的力量；5 为毕业论文试验、 进一步深造或从事专业技术工作奠定良好的根底。文献综述陶瓷行业是一个高能耗的行业。 日用陶瓷由于其局部产品烧成温度过高 以及行业整体自动化程度低、 单位产品能耗大 造成产品竞争力低， 从而制约着日用陶瓷工业的进展。 目前我国陶瓷工业的能源利用率与国外相比， 差距较大： 兴旺国家的能源利用率一般高达 50 以上， 美国达 57 而我

2、国仅到达 28 -30 我国是一个能源和资源相对贫乏的国家。 日用陶瓷行业降低能耗、 提高能源的利用率势在必行。陶 瓷行业的能耗主要集中在烧成局部，约 为总能耗的 61 ，而 日用陶瓷的低温快烧工艺能显著降低生产过程的能耗， 从而明显降低其生产本钱， 推动陶瓷生产的可持续进展。 因此， 可从陶瓷的配方和制造工艺人手， 在坯釉料以及助熔剂的选择和烧成方法上进展改善， 以到达低温快烧的目的。另外，在陶瓷生产中，烧成温度越高，烧成时间越长，能耗就越高。据热平衡计算假设烧成温度降低 100则单位产品热耗可降低 10 以上烧成时间缩短 10 ，则产量增加 10 。热耗降低 4。因此，在陶瓷行业中承受低温

3、快烧技术，可以显著增加产量、节约能耗。此外，温度过高不仅会使制品发生变形。这样必定造成陶瓷成品率和质量的下降。因此。降低烧成温度也有利于提高陶瓷成品率、质量和档次，以及延长窑炉和窑具的使用寿命。试验过程总体安排首先查阅资料选择一种镁质强化瓷坯的化学组成 ，估 计其烧成温度和抗弯强度，再依据已有的原料计算出配料量， 然后依据配方， 制备试样假设干， 通过对不同温度第 1 页 共 8 页陕西科技大学试验设计报告陕西科技大学试验设计报告第 第 2 页 共 8 页下烧制的试样的吸水率和线收缩率测定， 绘制温度 收缩率， 温度 吸水率曲线，确定烧成温度， 最终测量在此温度下烧成试样的抗弯强度。 另外，

4、补充电解质稀释泥浆试验。试验配方设计计算 近似计算瓷坯及原料化学组成“ 灼减量” 换算成不含灼减量的质量分数 12瓷坯为 镁质强化瓷坯原料使用石英、 长石、 生砂石、 滑石粉、 洪江土、 苏州土、 碱矸它们的化学组成见表 1化学组成SiO 2Al O23Fe O23TiO2CaOMgOK O+NaO22灼减量工程化学组成SiO 2Al O23Fe O23TiO2CaOMgOK O+NaO22灼减量工程镁质强化瓷坯67.257.530.130.010.1223.480.281.206.53石英98.500.700.100.100.300.30长石64.318.90.100.600.213.72.

5、10.50生砂石44.239.500.200.10.215.80滑石粉62.000.400.101.5030.505.50洪江土49.5034.400.400.300.101.200.4013.30碱矸37.539.30.61.41.41.80.22.115.7苏州土46.4339.870.500.320.1012.30化学组成SiO2Al O23Fe O23TiO2CaO+ MgOK O+Na O2化学组成SiO2Al O23Fe O23TiO2CaO+ MgOK O+Na O22总计工程镁质强化瓷坯67.257.530.130.0123.601.48100.00石英98.800.700.1

6、00.100.30100.00长石64.3618.920.100.8015.8199.99生砂石52.4946.910.240.120.24100.00滑石粉65.610.420.1133.87100.01洪江土57.3639.860.460.471.85100.00苏州土53.2345.710.570.4899.99碱矸44.4846.620.711.663.802.73100.00列表计算配料质量分数3为满足是适当的塑性成型要求， 强可塑性粘土使用量不超过 15% ， 拟定苏州土使用量为 4% ，碱矸使用量为 4% ，洪江土使用量为 4% ，瓷坯 MgO 质量分数超过 0.50%时， 需参

7、加滑石粉满足。 计算表 3 见下页表 3配料量计算过程近似计算化学组成工程SiO2Al O23Fe O23TiO2CaO+ MgOK O+Na O222镁质强化瓷坯苏州土4.00%67.252.137.531.830.130.0123.600.011.48-余量碱矸65.125.7023.591.484.00%1.781.860.150.11余量63.343.8423.441.37洪江土4.00%余量长石1001.30/15.812.2961.051.592.250.0223.420.07-1.30=8.22%5.291.560.071.30余量滑石粉10023.35/33.87=68.945

8、5.7645.230.690.2923.3523.350余量生砂石1000.4/46.91=0.85%10.530.450.400.40余量石英10010.08/98.80=10.20%10.0810.080Fe2O3TiO2 是杂质， 不必满足将算得的配料质量分数换算回含灼减量的配料质量分数， 并按百分比折算一次即得配方原料计算值/%换算值/%配料百分比/%300g配料量/g苏州土4.004.594.3112.93碱矸4.004.744.4613.38洪江土4.004.634.3513.05滑石粉68.9472.9568.57205.71长石8.228.237.7423.22生砂石0.851

9、.010.952.85石英10.2010.239.6228.86合计106.38100.00300.00即最终设计的 300g 配料量为苏州土 12.93g 、 碱矸 13.38g 、 洪江土 13.05g 、 滑石粉 205.71g 、 长石 23.22g生砂石 2.85g28.86g材料技术指标该镁质强化瓷烧成温度把握在 11001130 ；抗折强度130MPa左右；吸水率 017 左右； 枯燥收缩 42 左右； 烧成收缩 112 左右；总收缩 154 左右；膨胀系数 598 X 106左右。试验工艺流程、 设备及工艺参数试验工艺流程及工艺参数34 个以上24个10个试验设备电子天平， 双

10、头快速球磨机， 电热恒温枯燥箱， 成型压机， 高温箱式电阻炉，抗弯强度测试测定仪。检测工程吸水率、烧成线收缩率测定吸水率计算公式W-/100%1式中： W 试样的吸水率， % 试样干重， 克 试样吸水饱和后的重量， 克烧成线收缩率计算公式2式中： Y 试样的烧成线收缩率， % 试样枯燥后长度， mm陕西科技大学试验设计报告L 试样烧成后的长度， mm在 2001130251温度抗弯强度测定 三点弯曲法R =3PL/2bh 2fRfN/m2PNLmBmhm第 7 页 共 8 页陕西科技大学试验设计报告10 个 ， 分 别 用 抗弯强度测试仪测定它们的抗弯强度， 并取平均值。电解质稀释泥浆试验1 稀释剂： 碳酸钠、 硅酸钠溶液2 定量泥浆， 参加等体积不同浓度稀释剂，3 恩氏粘度计测试相对粘度；4 确定最正确稀释范围。参考文献李家驹， 缪松兰， 马铁成， 林绍贤， 朱振峰. 陶瓷工艺学. 北京. 中国轻工业出版社 2022.8王耀. 节能型镁质强化瓷的研制J. 中国陶瓷工业 ，2022 年 12 月第 16 卷第 6丘昭标. 日用瓷中温烧成的坯釉配方的研制J . 佛山陶瓷， 2022 年第 7 期154 期詹益