2023年陶瓷综合性实验报告.docx

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1、陶瓷综合性实验报告总结报告一、实验目的、实验原理1 .实验目的了解和掌握瓷质玻化砖的制备工艺2 .实验原理陶瓷是把粘土原料、瘠性原料及溶剂原料，通过适当的配比、粉碎、成形并在高温焙烧情 况下通过一系列的物理化学反映后，形成的坚硬物质。陶瓷坯体是由通过高温焙烧后生成的 晶相、玻璃相、原料中未参与反映的石英和气孔组成。玻化砖是一种强化的抛光砖，它采用 高温烧制而成。质地比抛光砖更硬更耐磨。玻化砖颜色均匀、防污、耐磨、好打理，并且光 亮如镜。质量过关的玻化依规定吸水率小于0.5。实验规定玻化砖的配方组成范围为组成SiO2A12O3Na2O + K2O含量（）65-7 516-197二、实验部分2.1

2、 实验仪器、药品实验仪器实验药品实验设备球磨机、行星球磨机、分离式液压起顶机、箱式电阻炉、茂福炉性能测试设备茂福炉、三点抗弯、电炉其它研钵（杵）、烧杯、20目筛、80目筛、250目筛、刚玉球、直尺、小刀、砂纸SiO2A 1 2。3Fe2O3CaOMgOK20Na2O烧失量Ti02中ll 1水洗泥57370. 5-i-1 2滑石453 1粘土 1 / 270121.53-42-32. 00.7-0. 8钾长石701 50. 513-140 . 50. 2-0. 3钠长石701 31.02.08.01.00 . 7- 0.8叶腊石6022-0. 11.024宣化土71121. 5453.06. 0

3、1.02. 2实验环节2.2. 1配料胚体配方计算与设计本次实验选用的原料配方为各原料中氧化物的量原料中山水洗泥滑石粘土 1 / 2钾长石叶腊石宣化土含量()1031740327中山水洗泥:Si。？： 57%x 10 = 5.7A12O3： 37%x 10 = 3.7Fe2O3： 0.5% x 10 = 0.05滑石：SiO2： 45%x3 = L35MgO： 31%x3 = 0.93粘土:SiO2：70%xl7 = lL9A 1 2O3 ： 12%xl7 = 2.04Fe2O3： 1.5%x 17 = 0.255CaO:3.5%x 17 = 0.595MgO： 3%xl7 = 0.51Na2

4、O + K9O： 2.0%x 17 = 0.34TiO2： 0.75% x 17 = 0.13钾长石:SiC)2：70%x40 = 28A12O3:15%x40 = 6F e2O3： 0.5%x40 = 0.2Na2O4-K2O： 14% x 40 = 5.6TiO2：0.25%x40 = 0.1叶腊石：SiO2： 60%x3 = L8A12O3：24%x3 = 0.72Fe2O3： 0.1%x3 = 0.003宣化土:SiC)2：71%x27 = 19.17A12O3:12%x27 = 3.24Fe2O3 ： 1.5%x 27 = 0.405QzO：4.5%x27 = 1.215Na2O +

5、 K2O： 3.0%x27 = 0.81TiO2： 1.0%x27 = 0.27各氧化物的总量及质量分数：SiO2： 5.7 + 1.35 + 11.9 + 28 + 1.8 + 19.17 = 67.92A12O3 ： 3.7 + 2.04 + 6 + 0.72 + 3.24 = 15.7Fe2 O3 ： 0.05 + 0.255 + 0.2 + 0.003 + 0.405 = 0.9130/0:0.595 + 1.215 = 1.81AfgO: 0.93 +0.51 = 1.44Na 2。+ K。0.34 + 5.6 + 0.81 = 6.75TiO2 ： 0.13 + 0.1 + 0.2

6、7 = 0.5各氧化物的总量:96.3 8氧化物的质量分数：氧化物SiO2电。3Fe2O3CaO+ MgOTiO2NaQ + KQ质量分数()67.9 21 5.70. 91 33.250.56.7 5符合设计规定2 .2.2混料将称好的原料放在球磨机中球磨，过8 0目筛，取8 0目筛下粉末。按照500 g称取原料, 即中山水洗泥50g,滑石15 g,粘土 85g,钾长石200g,叶腊石15 g,宣化土 135g。最后将 各种原料混合起来。2. 2.3球磨将混合好的原料粉末放在行星球磨罐中，加入3 6%(18 0g)的水，1.05%(5.25g) 的多聚磷酸钠，刚玉小球(料球比为1:2,磨球比

7、例为：大球:中球:小球=1： 2:1),球磨lh。 干燥将球磨好的泥浆倒入泥浆盘中，然后放入烘箱中烘干、备用。烘箱温度为160。2. 2.5造粒将烘干好的泥浆放在研钵中研碎，使粉末可以通过250目筛,然后采用喷雾法造粒。然后 将造好的颗粒陈腐2h。然后使造好的颗粒过20目、80目筛，取20目筛下，80目筛上的颗 权。成型称取质量为22g的颗粒放入压片机中压成直径为5 cm的圆片。压片压力位1 520MP a,成压11片。注意压片前后要将压片机擦干净，否侧压出的瓷片表面不光滑。压完片后将 瓷片放在烘箱中烘干，烘箱温度为1 10。烘干后取三片瓷片在瓷片中心画互相垂直的半径 为2cm的十字丝，测收缩

8、率备用;取三片做三条瓷条，宽为2025mm,长尽量长。然后 将瓷条表面用砂纸打磨光滑，测三点抗弯备用。22 7烧结将瓷片放入电阻箱中烧结，烧结温度为115 0 ,待炉子升温至1 150c时保温2h,然 后再自然降温至4 0 0。左右后关闭电阻箱电源。2. 2.8性能测试1 密度测试(1)实验仪器设备烧杯JA系列密度天平，试样(2)实验环节选取制好的3片圆形陶瓷片，备用，将盛满水的烧杯放入天平中；将密度天平开机，预热；按“模式”键，选择进入solid密度模式；按“单位”键，选择solid模式；按“去皮/清零”键，天平显示“so lid-1”，待出现0.000g后，在秤盘上放置所 测样品；待称重稳

9、定，出现“ g ”后，按“去皮/清零”键，天平显示“solid2待出现显示 “0.00 0 g”后，将所测样品浸没于水中；待称重稳定，出现“g”后，按“去皮/清零”键，天平显示“sol i d-3”，显示所测样品 的表观密度；反复第到第环节，重新测量余下两个样品，并且记录实验数据。2、收缩率测定(1)实验仪器直尺、画有十字的烧结好的陶瓷片(2)实验环节将划有十字丝的瓷片分别在1 150下烧结，取出冷却后，用直尺度量十字丝的长度，计算收 缩率：(原始长度-烧结后长度)/原始长度3、抗弯强度的测定(1 )实验设备三点抗弯设备、烧结好的条状陶瓷片(3片)(2 )实验环节将在115 0温度下烧结的陶瓷

10、小条放在三点抗弯设备上测量其抗弯能力，在实验工程 中所采用的加载速度是0. 5 mm/m i n,记录实验结果。4、热稳定性的测定(1)实验仪器一片烧结好的陶瓷片、茂福炉、烧杯(2)实验环节将在1150下烧结的瓷片放在茂福炉中加热。从5 0 0。开始，依次升温，每次保温20min,然后将保温好的陶瓷放入冷水中，观测其炸裂情况。三、结果与讨论3.1密度测试编号PiP2。3密度(g / cm3)1.7 491.7431 . 729本次实验所烧成的玻化砖的密度为1.740g/。/3. 2烧结收缩率测定1 150下十字丝的长度序号123长度cm1 . 851. 901.8 3收缩率/%7.5%5%8.

11、5%平均收缩率/%7%3. 3抗弯强度的测定序号厚度(mm)宽度(mm)拉伸强度(MPa)弯曲强度(MPa)面积(m/n2)取大载荷 (MPa)14.8 02 0.683 8. 24951 6.291199.262 0 8 .633834.7021.083 0 .17996. 9 9 0 799.0 8122 . 8525由实验结果可得，本次实验所烧成的玻化砖的最大抗弯强度可达16. 29 UMPa,强度 较差。建筑陶瓷的抗弯强度一般规定大于4 0Mpa即可，而本次实验所制得的样品的抗弯强度均 小于4 0Mpa,所以不符合规定。3 .4热稳定性的测定将烧制好的玻化砖放入茂福炉中加热，起始温度为

12、5 0 0 ,保温20m i n后放入冷水中观测其是否炸裂。假如不炸裂,再提高1 0 0 ,反复实验环节。本次实验的炸裂温度为850o四、结论本次实验所设计的配方符合玻化砖的性能规定。即原料中山水洗泥滑石粘土 1/2钾长石叶腊石宣化土含量(%)1031 740327化学组成为氧化物SiO2囚2。3尸02。3CaO-MgOTiO2NaQ + KQ质量分数()67. 9215.70.9 1 33.250 . 56 .75我们组的瓷片烧结的温度11 50过高,以至出现过烧现象。玻化病的抗弯强度较差。影响抗弯强度的因素:重要有配方组成，烧成温度，晶粒尺寸和分布，玻璃相的分布，气孔的大小和分布。通过本次实验，我们了解到了玻化砖原料的组成、分类，各个原料在玻化砖烧结中起的 作用，玻化砖的制备方法、工艺，及性能测试的方法等。我们在烧结瓷片是应当从100 0 、1 100、115 0、12 5 0C下试烧，找出最佳的烧结温度，然后再在最佳烧结温度下烧结剩余瓷片。