1.
陶瓷原料从工艺角度上可以分成二类
:可塑性原料和非可塑性原料,为了降低坯体 的可塑性,生产中常用的方法是添加石英,低 可塑性粘土,和废瓷粉等 2.
陶瓷原料根据原料的工艺性能可分为
四大类:可塑性原料;非可塑性原料;熔剂原 料和辅助原材料。
16、某坯烧成后长30㎝,以烧成后长度为基准测得其总收 缩率为10%,求坯体成形尺寸为多少?
设:成形尺寸为Lo,烧后长度为L,总收缩率为ε0
L1L10.1则
13010.11.1113033.33CM总线收缩率是多少? 解: ε总=ε烧+ε干-ε烧ε干
17、某坯体干燥线收缩率为4%,烧成线收缩率为8%,
=0.08+0.04-0.08×0.04
=0.1168 =11.68%
18、某厂生产的300×300×9mm的地砖,干燥线收缩率为 6%,烧成线收缩率9%,求该地砖干燥后的尺寸和成型尺 寸各是多少,总线收缩率是多少? 解:已知
总
=6%,
烧
=9%,L烧=300×300×9mm
ε总=ε干+ε总(1-ε干)=0.06+0.09×(1-0.06)=0.1446 =14.46%
L干= L烧÷(1-ε烧) = L烧÷(1-0.09) =1.9 L烧 所以,干燥后尺寸为:L干=329.7×329.7×9.(mm) L0= L干÷(1-ε干) = L干÷(1-0.06 =1.0638 L干 所以,成形尺寸为:L干=350.7×350.7×10.52(mm)
第二章
1.
已知某瓷厂坯式为:
0.086 K2O
0.120 Na2O 0.978 Al2O3
0.030 MgO 0.022 Fe2O3 · 4.15 SiO2
0.082 CaO 试计算瓷坯的化学组成%? 附原子量: Si=28.1 Al=27 O=16 K=39 Mg=24.3 Ca=40.1 Fe=56 解:(1)计算各氧化物的质量(g)
质量(g) 总质量为374.021g
(2)计算各氧化物的质量分数(%)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SiO2 249.415 Al2O3 99.756 Fe2O3 3.52 CaO 4.6 MgO 1.206 Na2O 7.44 K2O 8.084 质量分数(%) 66.69 26.67 0.94 1.23 0.32 1.99 2.16 2、已知,某瓷厂的瓷胎的实验式为: 0.120 K2O 0.077 Na2O
0.982 Al2O3
0.088 CaO 0.018 Fe2O3 4.033 SiO2
0.010 MgO 试求瓷胎的化学组成? (附原子量:Si=28.1;Al=27; O=16; K=39; Mg=24.3; Ca=40.1; Na =23;Fe=55.8 ) 解:(1)计算各氧化物的质量(g)
质量(g) 总质量为366.8201g
(2)计算各氧化物的质量分数(%)
质量分数(%) 3、已知某瓷厂坯式为: 0.218 K2O
8.590 MgO Al2O3 ·15.590 SiO2 0.277 CaO
试计算瓷坯的化学组成%?是属于何种瓷质的日用瓷?简述生产这种日用瓷可能会遇到什么问题?附原子量: Si=28.1 Al=27 O=16 K=39 Mg=24.2 Ca=40.1 解:(1)计算各氧化物的质量:(g)
质量(g) (2)计算各氧化物的质量分数:(%)
质量分数(%) K2O 1.44 MgO 24.32 CaO 1.09 Al2O3 7.18 SiO2 65.97 合计 100 K2O 20.492 MgO 345.318 CaO 15.54 Al2O3 102 SiO2 936.96 各氧化物质量和 1420.31 SiO2 66.08 Al2O3 27.31 Fe2O3 0.78 CaO 1.35 MgO 0.11 Na2O 1.30 K2O 3.07 SiO2 242.3833 Al2O3 100.1 Fe2O3 2.88 CaO 4.9368 MgO 0.402 Na2O 4.774 K2O 11.28 该瓷质是镁质瓷中的滑石瓷,生产这种日用瓷可能会遇到坯料可塑性差,不易成形,烧成温度范围窄,烧成过程中容易变形等问题。
6.计算题:已知一釉式: 0.3K2O
0.40CaO 0.4Al2O3.2.4SiO2 0.30MgO 试用钾长石、石灰石、滑石、高岭土、石英等原料来满足该釉式,计算所用原料的百分组成?(所有原料按理论组成计算,各氧化物的分子量分别为: K2O=94.2,CaO=56.1,MgO=40.3,Al2O3=101.9,SiO2=60.1,CO2=44.0,H2O=18.0) 解:(1)列表计算原料的引入量:
单位mоl
氧化物mоl数 引入0.3mоl钾长石 余下 引入0.1mоl高岭土 余下 引入0.1mоl滑石 余下 引入0.4mоl石灰石 余下 SiO2 2.4 1.8 0.6 0.2 0.4 0.4 0 0 0 Al2O3 0.4 0.3 0.1 0.1 K2O 0.3 0.3 CaO 0.4 0. 4 0.4 0.4 0.4 0 MgO 0.3 0.3 0.3 0.3 0 (2)长石: 0.3×556.8=167.04(g) 高岭土:0.1×258.1=25.81(g)滑石: 0.1×379.3=37.93(g) 石灰石:0.4×100.1=40.04(g) ∑ 270.82(g) (3)各原料百分组成:长石: (167.04÷270.82)×100%=61.67% 高岭土:(25.81÷270.82)×100%=9.53% 滑石: (14.01÷270.82)×100%=14.01% 石灰石:(40.04÷270.82)×100%=14.78% 石英: 0% 添加剂:1、解凝剂:用来改善泥浆的流动性,使其在低水分
的情况下黏度适当便于浇注。
A、无机电解质(水玻璃)
B、生成保护胶体的有机酸盐类(柠檬酸) C、聚合电解质(阿拉伯树胶)
2、结合剂:用来提高可塑泥团的塑性,增强生坯强度 有机黏合剂要控制的性质: A、在水中或有机溶剂中的溶解度 B、溶液的黏度 C、凝胶化的能力 D、受热失重的情况 E、灰分及其成分
3、润滑剂:用于提高粉料的湿润性,减少粉料颗粒之间
及粉料与模壁之间的摩擦,以促进压制坯体密度增大的均匀化。
第三章
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
陶瓷颜料——以色基和熔剂配合制成的有色无机陶瓷装饰材料。 陶瓷工艺——生产陶瓷制品的方法和过程。
釉料——经加工精制后,施在坯体表面而形成釉面用的物料。 熔块——水溶性原料、毒性原料与其他配料熔制而成的物料。 熔块釉——以熔块为主加适量生料制成的釉料。 生料釉——以生料为主不含熔块的釉料。
乳浊釉——釉料中加乳浊剂,烧成后釉中悬浮有不熔性微粒子,釉呈乳浊状态。 长石釉——以长石类原料为主要熔剂的釉。
9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
石灰釉——以钙质原料为主要熔剂的釉。
颜色釉(色釉)——釉中含有适量着色剂,烧成后釉面呈彩色的釉。 花釉(复色釉)——釉面呈多种色彩交混、花纹各异的颜色釉。
无光釉——釉面反光能力较弱,表面无玻璃光泽而呈现柔和丝状或绒状光泽的艺术釉。 碎纹釉——釉层呈现清晰裂纹而使制品具有独特的艺术效果的釉。 结晶釉——釉层内含有明显可见晶体的艺术釉。
化妆土——敷施在陶瓷坯体表面的有色土料。烧成后不玻化,一般起遮盖或装饰作用。
55.釉的缺陷及其克服之办法?
答:主要有:釉面波纹,釉面无光,缩釉,釉泡与针孔等。 克服方法主要有:釉面波纹时可降低釉浆比重,降低釉的 高温粘度,缩小窑内温差,可用还原焰烧成。釉面无光时, 合理调配釉料配方,合理制定熔块烧制温度,降低球磨时 带入的杂质,可用还原焰烧成,缩短高温冷却时间。缩釉 时,减小釉层的干燥收缩,预热阶段缓慢。釉泡与针孔时, 减少原料中含有大量的高温分解物,降低釉浆比重,避免过烧。 56.缩釉产生的原因及克服方法。
答:缩釉产生的原因:⑴釉对坯的润湿性差,高温粘度大, 表面张力大。⑵釉层干燥收缩⑶釉层对坯体的附着力差 ⑷坯釉储存时间长⑸釉烧时,预热初始阶段升温过急。 克服方法:⑴降低粘土、氧化锌、氧化铝的含量。 ⑵提高釉浆粒度,降低釉浆比重。⑶增长烧成预热期时间。 57.因釉的膨胀系数过大,坯釉结合性能变坏时,你将 如何调节釉的膨胀系数?答:可以减少氧化钠和氧化 钾的用量,可用氧化锂等代替,同时提高釉烧温度和 延长高温保温时间,促使石英熔融,也可快速冷却在 釉表面形成压应力以避免发裂。
第五章
17.在陶瓷生产中对块状的石英,滑石,粘土,氧化锌 预烧的目的是什么?
答:⑴石英预烧的目的是:利用石英晶型转变时发生 瞬间膨胀,而使石英内部结构疏松,利于粉碎。 ⑵滑石预烧的目的是:破坏滑石较明显的片状结构。 ⑶粘土预烧的目的是:减少收缩,提高纯度。 ⑷氧化锌预烧目的是:避免氧化锌在釉料中含量较多
时引起缩釉的缺陷。
1、原料除去杂质(尤其是含铁的杂质)的目的是使之在化学 组成,矿物组成、颗粒组成上更符合制品的质量要求。 2、原料精选方法分为两大类A、分级法 ( 水簸法) (水力簇流法(衡量水力旋流器精选质量的重要指标之一 是边界粒度) ( 浮选法)(筛选法)B、其他方法(磁选 法、超声波法、升华法、溶解法、电解法、选择性凝聚(絮 凝法) C、除去钙、镁离子的方法:一是借助离子交换 将水软化;二是加入添加剂将其变成不溶性物质D、水的PH 会影响坯料的可塑性 E、预烧可以改善原料的结构及物性
、提高原料的纯度、使原料更符合工艺要求、减少制品的缺陷、便于加工处理、
F、900~1000度的煅烧设备:连续隧道窑或半连续式的立窑或倒焰窑 G、长石的预烧目的:最大限度地防止气泡对釉面造成不良影响,避 免长石中的二氧化钾、氧化钠在球磨帮搅拌过程中被水溶液浸出, 减少由于碱性成分分布不均而带来的烧成缺陷。 H、工业氧化锌的预烧:用量较多时会造成釉缩缺陷。 I、700~900黏土的预烧目的:减少收缩,提高纯度。
第六章
3. 4.
等静压成型是干压成型的发展。其弹性模具的材料为:橡胶,塑料。 半干压成型时存在两种阻力,即颗粒间的摩擦力和颗粒和模壁间的
摩擦力,因此,单面加压时,离原加压面的压强分布是不均匀的,成型后坯体 的密度也是不均匀的。 5.
滚压成形按模型的凹凸可分为阳模滚压和阴模滚压;按滚压头的温度
可分为热滚压和冷滚压。 6.
若滚压头的倾角小,成型时泥料受到正压力较大;滚压头的倾角大,
成型时泥料受到正压力较小。 7.
等静压根据模具的不同,可以分成湿袋等静压法和干袋等静压法,
根据工作温度,可以分为常温液体等静压和中温液体等静压和高温气体介 质等静压,等静压成型是压制成型的新发展。
粉碎方式:(颚式破碎机) (轮碾机) 球磨机(影响球磨效率的因素如下:球磨速度 、球磨介质、水量及电解质、加料方式、装载量)
影响练泥的因素:(真空度的降低) (温度) (练泥机结构) 练泥机:雷蒙机,滚碎机、振动机
除铁1/磁选:(有磁场存在)(必须是不均匀的磁场)(被选物料应有一定的磁性)
脱水 1压滤脱水:影响压滤效率的因素(压力大小)(加压方式)(泥浆温度)(泥浆密度) (泥浆性能)(电解质)(滤布的清法程度) 2/喷雾干燥脱水:(压力法)(气流法)(离心法) 陈腐:经过细磨后的坯料,陈放一段时间后可使水分均匀,提高性能、工艺上称为陈腐。 作用A、通过毛细管的作有、使坯料水分更均匀、
在水和电解质的作用下、黏土颗粒充分水化和离子交换一些非可塑性的硅酸盐矿物 ,长期与水接触发生水解变为黏土物质、从而可逆性提高。
黏土中的有机物、在陈腐过程中发酵或腐烂,变成腐殖酸类物质,使坯料的可塑性提高 陈腐过程中,还会发生一些氧化还原反应,产生的气体扩散、流动,使泥料松散均匀。
第七章
陶瓷制品的成型方法按含水量分为(注浆成型法《38%)(可塑成型法《26%)(压制成型法《3%) 钾长石的熔融温度是 1150℃(纯长石)或1130~1450℃,熔融温度范围宽 ,高温粘度 较大, 且随温度升高熔体的粘度 逐渐降低,在陶瓷生产中有利于 烧成控制和防止变形 8. 9. 10. 11. 12.
长石是一种熔剂性原料,它在釉中引入氧化钠和氧化钾或者氧化钙和氧化钡成分。 钾长石熔融物的粘度比钠长石熔融物的高,随温度变化的速度慢 长石主要有四种基本类型:钾长石、钠长石、钙长石、钡长石。
在陶瓷工业中一般采用钾长石作熔剂,其代用品是伟晶花岗岩、霞石正长岩等。 莫来石的熔融温度为1810ºC,熔融后分解为刚玉和石英玻璃,莫来石力学强度高,
热稳定性好,化学稳定性强。 13.
釉中SiO2主要由石英引入,SiO2是釉的主要成分,提高石英含量,釉的膨胀系数
降低,熔融温度提高,粘度增加。 14.
泥浆触变性的定义是泥浆受到振动或搅拌时,粘度降低,流动性增加,静置一段
时间后,泥浆又重新稠化的性能。
15. 写出陶瓷生产中四种常用的解胶剂的名称水玻璃、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素、腐植酸钠
注浆成型:冷法(常压注法、加压注浆,抽真真空法注浆,使用石膏模或多孔模)
热法(热压注法,使用钢模)
可塑成型:1、无需用模具的拉坯法和雕塑法 2、采用滚头与石膏模的滚压法和旋压法
3、使用钢模的挤压法 4、使用各式样板刀的车坯法
压制成型:干压法(机械力作用在钢模后再传至坯料上,达到成型目的)
等静压法(机械力通过液体介质施于软模,再均匀传至坯料上而成型 )
16. 17. 18. 19.
强化注浆方法有压力注浆、真空注浆、离心注浆和成组注浆、热浆注浆。 注浆成型的基本注浆方法分为单面注浆、双面注浆。
根据坯料的性能和含水量不同,成形方法可以分为三大类:可塑法成形、注浆法成形、压制成形。 旋压成型比滚压成型制品变形率高的原因主要有下列几个方面:滚压成型是对坯泥进行“滚”和
“压”滚压时坯泥均匀展开,受力由小到大比较均匀,同时压力大,受压时间长,泥料水分较低。 20. 21. 22. 23.
可塑成型一般要求坯料具有 较高的屈服值 和 较大延伸变形量。
日用陶瓷可塑成型方法主要有:旋压成型-,滚压成形,拉坯成型,塑压成型等。 等静压成型是干压成型的发展。其弹性模具的材料为:橡胶,塑料。
半干压成型时存在两种阻力,即颗粒间的摩擦力和颗粒和模壁间的摩擦力,因此,
单面加压时,离原加压面的压强分布是不均匀的,成型后坯体的密度也是不均匀的。 24. 25. 26. 27.
滚压成形按模型的凹凸可分为阳模滚压和阴模滚压;按滚压头的温度可分为热滚压和冷滚压。 若滚压头的倾角小,成型时泥料受到正压力较大;滚压头的倾角大, 成型时泥料受到正压力较小。 最基本的注浆成型方法有两类:单面注浆和双面注浆。
等静压根据模具的不同,可以分成湿袋等静压法和干袋等静压法,根据工作温度,可以分为
常温液体等静压和中温液体等静压和高温气体介质等静压,等静压成型是压制成型的新发展。 5.强化注浆的方法有哪些?
答:压力注浆;真空注浆;离心注浆;成组注浆和热浆注浆。 6.滚压成型滚头粘泥的克服办法?
答:滚压成型滚头粘泥,可采用热滚压,即把滚头加热到一定温度(通常为120°C); 适当降低泥料的可塑性和含水率;适当降低滚头转速;适当降低滚头倾角。 为什么强化注浆可以提高效果???
第八章
28.
影响干燥速度的几个因素是:坯体的形状尺寸和大小、坯体含水率、
组成坯体物料的性质、生坯的温度、干燥介质流量和流速、干燥介质的温度和湿度。 29.
干燥过程主要包括升速干燥阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段、
平衡阶段 四个阶段。干燥过程主要排除坯料内部的 自由水。 30.
生坯所含的水分包括化学结合水,大气吸附水和自由水。干燥时,被排除的
是坯体的自由水,干燥过程中分为以下几个阶段升速阶段,等速干燥阶段,降速干燥 阶段,平衡阶段。其中等速干燥阶段最为重要,因为在这个阶段坯体发生较大收缩。 31.
干燥的目的:排除坯体的自由水,赋予坯体一定的干燥强度,
使坯体易于运输、粘接及施釉等加工工序。 32.
一般可将辐射干燥分为:高频、微波、红外干燥几种方式。
第九章
33.
施釉的目的:在于改善坯体的表面性能、提高产品的使用性能、增加产品的美感。
18.釉的特点是什么?坯体为什么要施釉?
答:(1)釉的特点:①有与玻璃相似的物化性质,如各向同性,无固定熔点,只有一定熔融范围等 ②釉的显微结构和均匀程度比玻璃复杂。③釉不单纯是硅酸盐,,成分比玻璃复杂。 ④氧化铝比玻璃多。⑤釉的熔融范围比玻璃宽。
(2)施釉的目的:①使制品不透水,不透气,提高化学稳定性。②给陶瓷制品以美感。 ③防沾污,易于洗涤。④使产品具有特定的物化性能。⑤改善陶瓷制品的性能。
施釉方法:(浸釉)(浇釉)(荡釉)(涂刷釉)(喷釉)(甩釉)(静电施釉)
(干法施釉又分为:流化床施釉、釉纸施釉、干法静电施釉、撒干法、干压施釉、热喷施釉) 这些施釉方法的优缺点
第十章
34. 35.
烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。压力制度是保证温度制度及气氛制度实现的条件。 实现快速烧成的条件是:坯釉料能适应快速烧成的要求,减少坯体入窑水分提高坯体入窑温度, 控制坯体厚度、形状和大小,选择温差小和保温良好的窑炉,选用抗热稳定性良好的窑具。
36. 37.
陶瓷烧成可以分为以下几个阶段:预热阶段,氧化分解阶段, 高温阶段,高火保温阶段,冷却阶段。 写出三种适合快速烧成的陶瓷原料的名称: 硅灰石,透辉石,叶腊石。影响坯釉适应性的因素通常有 :坯釉之间热膨胀系数差值、坯釉中间层、釉的弹性与抗张强度、釉层厚度。
36.何谓烧成制度?合理的烧成制度的确定应该考虑哪些因素?
答:烧成制度即,陶瓷制品在烧制过程中需要的温度制度,气氛制度,压力制度的总称。合理的烧成制度 的确定应该考虑因素有:(1)坯料组分在加热过程中的性状变化。(2)制品的尺寸及形状(3 )釉烧方法(4 )窑炉。 44.低温快烧的作用和条件?
答:(1)低温快烧的作用:节约能源和成本,充分利用原料资源,提高窑炉和窑具的使用寿命,缩短生产 周期,提高生产效率。(2)低温快烧的条件:坯釉的干燥收缩和烧成收缩均小,坯料热膨胀系数小,随 温度的变化接近线性关系。希望坯料的导热性能好,希望坯料中含少量晶型转变的成分,快烧的釉料要求 化学活性强;减少坯体入窑水分,提高坯体入窑温度;控制坯体厚度、形状和大小;选用温差小和保温 良好的窑炉;选用抗热震性好的窑具。 46. 制定烧成制度的依据?
答:⑴坯料组分在加热中的性状变化,⑵制品的尺寸和形状。⑶釉烧方法,包括烧成时 坯釉反应的相互影响问题,高火保温结束后进入冷却阶段。⑷窑炉。 48.快速烧成对坯料的品质有哪些要求?
答:(1)干燥收缩和烧成收缩均小。(2)坯料的热膨胀系数要小,随温度的变化接近线性关系 ,在烧成过程中不致开裂。(3)坯料的导热性能要好,使烧成时物理化学反应能迅速进行, 又能提高坯体的抗热震性。(4)希望坯料中少含晶型转变的成分,以免因体积变化破坏坯体。 49.实现快速烧成可以采取哪些工艺措施?
答:坯釉料能适应快速烧成;减少坯体入窑水分、提高坯体入窑温度;控制坯体厚度、形状 和大小;选用温差小和保温性能良好的窑炉;选用抗热性能好的窑具。 温度制度包括烧成各阶段升温速度、降温速度、最高烧成温度及高火保温时间等。
预热阶段(常温~300度) 氧化分解阶段(300~950) 高温阳阶段(950~最高烧成温度) 高火保温阶段 冷却阶段 低温快烧的意义:1、节约能源 2、充分利用原料资源 3、提高窑炉与窑具的使用寿命 4、缩短生产周期、提高生产效率 快烧应满足以下工艺条件 1、
坯釉料能适应快速烧成的要求:(干燥收缩和烧成收缩均小) (坯料的热膨胀系数要小,
随温度的变化接近线性关系,在烧成过程中坯体不致开裂。) (坯料的导热性能好,使烧成时 物理化学反应能迅速进行,又能提高坯体的热震性) (坯料中少含晶型转变的成分,以免因体 积变化破坏坯体。) (快速烧成用的釉料要求其化学活性强,以利于物理化学反应能迅速进行。)
2、 减少坯体入窑水分,提高坯体入窑温度3/控制坯体厚度、形状和大小
4/选用温差小和保温良好的窑炉 5/选用抗热震性能良好的窑具 做过的作业 1、
粘土的化学分析包括什么项目?粘土的化学分析数据在生产商有着什么重要指导意义?
答:1、包括对粘土组成成分SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2等成分的分析 2、A、化学组成可作为鉴定黏土的矿物的组成参考 B、可以估计黏土耐火度的大小 C、可以推断黏土烧后的呈色 D、可以推断黏土的成型性能
E、可以推断黏土在烧结过程中产生膨胀或气泡的可能性 F、可粗略地计算该黏土矿物组成的示性分析
2、某厂选用一坯料做成试条长10CM,干燥后长为9.5cm,烧成后长8.5cm,现用该坯料生产规格为 长30cm的制品,问设计的模具尺寸(长度)应为多少?
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