陶瓷實驗報告

文獻綜述滑石瓷是一種以天然礦物滑石為重要原料制備的、以偏硅酸鎂作為主晶相的產(chǎn)品?；山殡娦阅軆?yōu)良且價格廉價,它的介電常數(shù)低、介電損耗角正切值低、絕緣強度高、體積電阻率高,并且具有較高的靜態(tài)抗彎強度和較的化學(xué)穩(wěn)定性—耐酸、耐堿、耐腐蝕,從頗率特點來看,滑石瓷的介電常數(shù)隨頻率的升高而減少,并且在高頻下隨溫度的升高變化很小。但滑石瓷也存在著一種需引起足夠重視的缺陷,那就是它的燒結(jié)范圍窄,一般只有20℃左右,假如燒成控制不好,常常導(dǎo)致變形、起泡、粘結(jié)墊料等廢品的產(chǎn)生。滑石質(zhì)高級日用細(xì)瓷的特點1.壞體構(gòu)成范圍及成瓷原理:滑石瓷是鎂質(zhì)瓷的一種，重要原料為滑石、少許粘土和熔劑。成瓷后的主晶相是原頑輝石，另一方面是玻璃物質(zhì)和少許斜頑輝石、氣孔等。屬于Mg0-A1203-SiO2系統(tǒng)見圖一。從圖一中可以看到原頑輝石在1557℃熔融的不一致性，它與最低共融點1543℃之間相差甚微，而隨溫度升高液相量大量增長粘度急，從而對減少燒成溫度擴大燒成范圍，防止產(chǎn)品變形，制止晶型轉(zhuǎn)變是非常有利的。而隨溫度升高液相量大量增長粘度急劇下降，因此限定了滑石瓷的燒成溫度。為了擴大滑石瓷燒成范圍，熔劑選擇長石效果為好，長石在瓷器燒成過程中產(chǎn)生液相量及粘度，隨溫度升高變化比較緩慢，并且液相粘度也較大，從而對減少燒成溫度擴大燒成范圍，防止產(chǎn)品變形，制止晶型轉(zhuǎn)變是非常有利的。從圖一可知滑石瓷構(gòu)成范圍一般在三元相圖的偏滑石偏高嶺的聯(lián)線上，位于方石英與原頑輝石的界線處。偏滑石比偏高嶺不小于4：1時有較寬的燒結(jié)范圍，假如粘土用量過多，構(gòu)成偏向繭青石區(qū)域，會使燒結(jié)范圍變窄，因此粘土用量以15%左右為宜?；吭鲩L瓷體膨脹系數(shù)增長，熱穩(wěn)定性下降，用量以65～75%很好。熔劑用量應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品燒成溫度高下和成瓷后2.滑石瓷的工藝路線特點：（1）.塑性不好:滑石質(zhì)日用細(xì)瓷壞料中80%左右是瘠性原料，當(dāng)然要提高粘土用量可改善性能，但粘土過多不僅使瓷坯白度受到影響，并且燒成溫度范圍變窄，熱穩(wěn)定性下降，為保證成形性能，滿足生產(chǎn)規(guī)定，粘土用量選在15%左右。對大件產(chǎn)品以采用增塑劑用來滿足生產(chǎn)規(guī)定，加入量3/10000氯化鋇，塑性明顯提高。（2）.二次燒成:滑石瓷燒后變形是重要缺陷。引起變形的原因諸多。但陶瓷變形一般是發(fā)生在常溫塑性狀態(tài)的坯體及高溫塑性狀態(tài)的坯體，以高溫塑性狀態(tài)的變形為重要，因此采用二次燒成，高溫素?zé)?，低溫釉燒新工藝。?）.滑石瓷具有白度高，半透明度好，釉面光潤，機械強度比一般日用瓷高等特性?；傻呐髁蠘?gòu)成無論是塑泥還是注漿泥都存在成形工藝過關(guān)的難題。要想適應(yīng)生產(chǎn)的需要，都要通過試驗多次方能調(diào)制出成熟的配匹合理的泥料配方。1.塑性泥料的試制:由于塑性泥瘩性料80%左右，而粘土15%左右。但為了保證成瓷的熱穩(wěn)定性及擴大燒成范圍，粘土用量也不能超過過大范圍?？捎闷渌胧﹣硖岣吣嗔纤苄?。2.注漿泥料試制：滑石瓷泥漿重要關(guān)鍵是泥漿的觸變和稠化，出磨泥漿流動性很好在放置過程中逐漸稠化，甚至失去流動性。泥料的粒度越細(xì)，泥漿溫度越高，放置時間越長稠化越嚴(yán)重。但泥漿稠化重要原因是Si02膠體。形成膠體原因:重要是滑石在鍛燒過程中游離出來的非晶形Si02，在濕式細(xì)粉碎時轉(zhuǎn)化成膠體。由于膠體系統(tǒng)的聚結(jié)不穩(wěn)定性在時間和溫度等原因作用下膠體將聚合成膠團和凝膠析出。由于膠團和凝膠的凝聚作用使泥漿產(chǎn)生稠化。在試驗中發(fā)現(xiàn)應(yīng)選擇粘度最小值的，范圍盡量寬的解膠劑來滿足生產(chǎn)規(guī)定。通過驗證純堿和水玻璃是滑石瓷理想的電解質(zhì)。計算與設(shè)計第1組原料紫木節(jié)長石滑石加入量％18775第2組原料紫木節(jié)長石滑石加入量％181270第3組原料紫木節(jié)長石滑石加入量％201565第4組原料紫木節(jié)長石滑石加入量％201070第5組原料蘇州土長石滑石加入量％18775第6組原料紫木節(jié)蘇州土長石滑石加入量％5151070第7組原料紫木節(jié)章村土長石滑石加入量％8101270第8組原料紫木節(jié)章村土長石滑石加入量％6121270第9組原料紫木節(jié)章村土長石滑石加入量％126775第10組原料龍巖高嶺土長石滑石加入量％18775第11組原料蘇州土龍巖高嶺土長石滑石加入量％99775第12組原料蘇州土龍巖高嶺土長石滑石加入量％15152050第13組原料蘇州土龍巖高嶺土長石滑石加入量％10151065闡明：本次大綜合試驗，共做了13組配方，但由于原料構(gòu)成、泥漿性能、燒成溫度等原因，最終只有1、3、4、5、10、11六組燒制成功，因此，所測性能指標(biāo)只有以上六組。三、試驗過程1、含水率取坩堝編號a、b、c、d、e、f、g、h置于干燥箱中烘干，然后，置于干燥器中冷卻，稱重，加入已知重量的原料再次干燥稱重，計算干燥率。2、灼減量將干燥后的樣品至于電爐中，快加熱到350之后再以每分鐘2度的速度均勻加熱到1050，干燥冷卻，稱重。3、制泥漿按各個不一樣的配方，將所需原料稱量精確后放入潔凈的球磨機中，加水量為所加料的1.5倍，球為料的1.5倍，將球磨機固定好，球磨20分鐘，取出，過80目篩得到泥漿。4、細(xì)度檢測取已經(jīng)烘干的坩堝，稱重，取冷卻泥漿適量倒入坩堝內(nèi)，注意別超坩堝的三分之二，放入干燥箱中干燥4小時左右，，取出再次稱重，從而得到泥料的重量，再將泥料溶于水后過萬孔篩，將篩余烘干稱重，從而可以得到泥料的細(xì)度。5、測比重將冷卻的泥漿，倒入250ml的量筒中，將比重計輕輕插入其中，緩緩撒手，注意比重計與量筒的邊緣不能接觸，以免產(chǎn)生偏差，待比重計的讀數(shù)穩(wěn)定后，讀數(shù)即為泥漿的比重。6、測粘度在室溫的條件下，運用恩氏粘度計測得水的流出時間，記下讀數(shù)，在用同樣的措施測得泥漿的流出時間測量三次，取平均值。7、制坯將泥漿攪勻，將模具內(nèi)表面潤濕，將泥漿倒入模具中，待一定的吸漿時間后，倒出多出的泥漿，用刀片將坯口修平，再經(jīng)一段時間后脫模，將濕坯放在通風(fēng)干燥處進行充足的干燥。8、燒成根據(jù)配方及查閱的有關(guān)文獻，確定合適的燒成溫度，將已經(jīng)充足干燥的坯體放入爐中，本試驗的試驗參數(shù)是：室溫25°C四、性能測定1、原料干燥失水與灼減量坩堝坩堝+料坩堝+干料干燥失水率（%）950度煅燒后坩堝+料質(zhì)量灼減量（%）蘇州土30.837553.937653.71940.9450.204615.36龍巖高嶺土29.356362.829762.39331.3058.640611.36鉀長石31.405761.675161.66710.0361.51670.50紫木節(jié)33.322054.988954.77550.9851.508315.212、粘度與密度水流出時間（s）泥漿流出時間（s）粘度密度第1組4.24.71.121.410第3組4.24.61.101.395第4組4.24.81.141.505第5組4.24.91.171.600第10組4.24.61.101.375第11組4.24.81.141.4503、細(xì)度與含水率坩堝1坩堝1+泥漿坩堝1+干燥后泥漿含水率（%）坩堝2坩堝2+篩余細(xì)度（%）第1組33.216570.836248.876158.3734.301534.96304.22第3組32.136971.562449.620555.6532.196732.77413.30第4組33.512871.835947.877762.5234.561835.16544.20第5組35.436772.287550.355059.5233.196233.59502.67第10組32.451868.775546.472561.4034.797035.40664.35第11組33.453471.352648.791959.5332.356432.76872.694、坯體吸水率組別濕坯重量(g)干坯重量(g)吸水率第1組14.692014.68850.024第3組14.287614.28450.022第4組14.274414.26940.036第5組15.525815.52400.012第10組11.289211.27150.16第11組16.233314.281613.675、白度RGVW第1組55.074.165.064.1第3組51.878.257.172.9第4組61.273.763.871.1第5組64.472.168.767.8第10組85.889.773.977.8第11組79.682.572.475.36熱穩(wěn)定性通過220℃7、表面硬度用刀具刻劃制品表面，各組均沒有明顯劃痕，這闡明燒結(jié)的制品強度基本符合規(guī)定。五、試驗成果與討論成果：第2、6、9、12、13組在注漿后，坯體都出現(xiàn)了不一樣程度的裂紋，沒有完好的脫模。在1、3、4、5組燒成的坯體中雖然沒有變形等缺陷，不過燒成后白度不夠。在燒成的坯體中存在著氣孔，致使坯體表面顯得粗糙，影響白度的測量。第7、8組中脫模后成型還可以，不過燒成后變形了。燒成后的坯體中通過熱穩(wěn)定性的測定后，1、5、11組出現(xiàn)了炸裂。分析：1、注漿后出現(xiàn)裂紋的原因：①也許是粘土顆粒細(xì)度不均勻，分布不均，產(chǎn)生各部分收縮不均，產(chǎn)生裂紋；②坯體含水率大，干燥后收縮大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生變形；③模型吸水速度太快，以至于收縮過快產(chǎn)生裂紋。處理措施：①盡量控制顆粒細(xì)度，通過調(diào)整球磨機內(nèi)料球比，合適延長研磨時間，使其在一種均勻的范圍內(nèi)；②控制泥漿時間及回漿后的帶模干燥時間，及掌握脫模時間；③注漿前對模子進行合適的處理，使其有一定的吸水速率。2、燒成前氣孔原因：①泥漿粘度大，流動性差，以至于注漿不均勻，氣泡不易排除；②泥漿陳腐時間過長；③注漿速度過快帶入空氣；④石膏模中混有雜質(zhì)、石膏模用的時間過長內(nèi)部出現(xiàn)某些小孔。處理措施：①控制泥漿粘度適中；②注意合適的注漿速度和回漿速度；③保證石膏模型的潔凈；④泥漿寄存時間合適。燒成后氣孔原因：①燒成溫度也許稍低些，致使沒有事氣泡沒有完全排除，留在了坯體內(nèi)，形成了氣孔。處理措施：合理制定燒成制度，是當(dāng)提高燒成溫度和保溫時間。3、燒成后出現(xiàn)了變形原因：也許是最高燒成溫度過高，以至于是坯體在燒成中融化了。處理措施;是當(dāng)減少最高燒成溫度，提高保溫時間。也可以在塑性很好的前提下是當(dāng)加一點脊性料。4、白度不夠的原因：①原料配方也許不合理，致使不管怎樣燒都不也許到達規(guī)定值。②測量過程中坯體中具有小孔，是表面粗糙，影響測量值。③由于制品形狀的原因，在測量中也許會出現(xiàn)漏光，是測量值出現(xiàn)偏差。處理措施：①對配方進行一定的修改，之后再次進行測量。②對每組中比很好的，表面比較光滑的坯體進行多次測量。③在測量過程中盡量保證不漏光，一遍使測量值精確。5、測穩(wěn)定性時出現(xiàn)炸裂原因：①原料的膨脹系數(shù)也許不適應(yīng)，致使穩(wěn)定性差些。處理措施：合理調(diào)整配方，使其原料膨脹系數(shù)適應(yīng)。六、結(jié)論1．通過各個試驗，第11組配方很好；2．。對于該試驗配方料：球：水=1:1:1.5較為合適；3．泥漿細(xì)度和含水率對泥漿懸浮穩(wěn)定性影響較大。細(xì)度越均勻，懸浮性越好；4．總收縮率不適宜過大，并且不一樣產(chǎn)品的收縮率波動應(yīng)保持在一定范圍之內(nèi)，以提高模具的使用率；5．保證泥漿顆粒細(xì)度及模具的潔凈，可以防止坯體上出現(xiàn)毛刺，氣孔或溶洞；6．泥漿懸浮性越好，坯體厚度越均勻；7．燒成溫度在1270℃七、體會與感想和提議本次試驗剛開始時，我們對自己的試驗方案都挺有自信的，感覺應(yīng)當(dāng)挺輕易的就能出來很好的試驗成果，可是第一構(gòu)成果出來的時候都愣了，連最基本的成形均有問題，所有出現(xiàn)了裂紋。這時感覺到了沒有那么輕易，感覺到了時間的緊迫性，于是立即開始討論開裂的原因，查資料向老師征詢。當(dāng)通過仔細(xì)的分析后，出來第一組制品時，沒有裂，盡管白度沒有到達規(guī)定，不過我們?nèi)匀桓械椒浅？鞓?，感覺很有成就感。接下來的幾天逐漸的制出了幾組制品，不過從總體上看還不怎么令人滿意。由于時間的原因也只能將這試驗告一段落了，不過我們的試驗精神沒有停止。我們明白了想要做出令自己和他人滿意的制品，需要不停地去調(diào)整配方和變化某些參數(shù)，最終，使得制品白度到達規(guī)定值，本次試驗也鍛煉了我的細(xì)心程度，由于我從試驗中領(lǐng)會，你的稍稍粗心多有也許導(dǎo)致前功盡棄，我通過這次試驗學(xué)到的最重要的是“團體合作”，一種人一種觀點是遠遠不夠的，必須學(xué)會從他人那里聆聽，把每個人的想法講出來進行交流，這會是每個人都進步。通過這次試驗我對日用滑石瓷的制備工藝有了初步的理解，并對有關(guān)儀器的使用深入熟悉，其重要歸功于本次試驗的指導(dǎo)老師：王秀文老師與李悅老