陶瓷坯釉配方优化方法
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1、优化方法简介 为了使某些目标达到最好的结果，就要找出使此目标达到最优的有关因素（或变量）的某些值（通常称为最优点、最优解或近似最优解）。这类问题在数学上称为最优化问题。
在工程设计、科学研究、经济管理等领域中，可以提出下面一类非常广泛的问题，在约束 h1(X)=0 I=1, 2, 3,…… m (1) g1(X)≥0 j=1, 2, 3,……p (2)
条件下，求函数f (X)的极小值。其中X∈En，式（1）称为等式约束，式（2）称为不等约束，f(X)秒为目标函数，这类问题称为非线性规划问题。一般的非线性规划问题也可以效地转化成无约束规则问题。
陶瓷坯釉配方所使用的原料种类较多，各种原料的矿物组成及化学组成也比较复杂。在配方计算中，要使坯或釉的化学组成或某些性能满足预定要求，又要使某些原料的用量在一定的范围以内，因此，这类计算基本上属多变量的非线性规划问题。在釉配方计算中，如果只满足某些性能要求，不限制各种原料的用量，则属于无约束规则问题。
求解无约束优化和约束优化的计算方法很多，本文选择了复合形法、网格法（以上属约束优化）和单纯形法（无约束优化）。兹就其优化原理简述如下： （1）复合形法
本方法用于求解具有不等式约束的多变量（一般在20以内）的优化设计问题。它是非线性约束的几维设计空间内，取2n 个顶点构成复形，然后对复形的各顶点函数值逐一进行比较，不断地丢掉最坏点，代之以既能使目标函数有所改善，又满足约束条件的新点，逐步调向最优点。 （2）网格法
网格法又称为连续变量法、等距离法，用于求解约束非线性规则问题，即求多元函数的约束极小值。 网格法是一种直接法，对函数无特殊要求。网格法就是在估计的区域内打网格，在网格点上求目标函数与约束函数之值。对满足约束函数的点，再比较其目标函数值的大小，从中选择小者，并把该网格点作为一次迭代的结果，然后在求出的点的附近将分点加密，再打网格，并重复前述计算与比较，直到网格的最大间距或目标函数小于预定值时，则终止计算。 （3）单纯形法
本方法用于求几元函数的无约束极小值。它是对几维空间的n+1个点（它们构成一个初始单纯形）上的函数值进行比较，去掉其中函数值最大的点，代之以新的点，从而构成一个新的单纯形，这样，通过迭代逐步逼近极小点。
2、坯料配方优化设计的数学模型
在坯料配方的优化设计中，考虑到瓷坯的性能指标，工艺参数等受工艺过程的影响很大，而且不可能建立相关的表达式，因此，不能直接以其性能指标作为优化参数，只能根据瓷坯化学组成与性能的关系，通过对瓷坯化学成分含量的控制，达到控制其性能指标的目的。 （1）已知条件
a.使用原料的种类及各种原料的化学组成、物理的和化学的特性。
b.根据产品性能的要求而提出的配料中化学组成要求。例如，对于铝质电瓷，为提高其机械强度，Al2O3含量应在40%以上，相应地由此可确定矾土的大致加入量。
c.根据工艺要求确定主要影响工艺条件的原料（如粘土）的加入量范围。
（2）数学模型
a.确定设计变量X（I），I=1，2，3……N
X（I）为各种原料加入量的百分数（不含I .L），N为原料的种数。
b.各种约束
①化学组成要求
设瓷坯中对Fe2O3、MgO+CaO、TiO2的百分含量必须限制在一定范围内，则可建立约束方程：
式中：Q（I，5）、Q（I，6）、Q（I，7）、Q（I，8）--分别为各种原料中MgO 、Fe2O3、CaO、TiO2的百分含量；
SS（5）、SS（6）、SS（7）、SS（8）--分别为瓷坯中上述四种氧化物的最大限制百分含量。
②工艺要求
根据工艺要求提出的各种原料的大致加入量，可建立边界方程：
LX（I）≤X（I）≤HX（I）
式中：LX（I）--各原料加入量的下限；
HX（I）--各原料加入量的上限。
c.目标函数
设为满足瓷坯的性能要求，其化学组成中SiO2、Al2O3、K2O、Na2O要严加控制，由此可建立目标函数。
式中：Q（I，1）、Q （I，2）、Q（I，3）、Q（I，4）--分别为各原料中SiO2、Al2O3、Na2O、K2O的百分含量； SS（1）、SS（2）、SS（3）、SS（4）--分别为瓷坯要求上述四种氧化物百分含量。
3、釉料配方优化设计的数学模型
在釉料配方的优化设计中，考虑到釉具有玻璃体的性质，其主要性能可通过较明确的数学表达式求得，因
此可直接选取几种较重要的釉性能作为优化参数，建立目标函数。
（1）已知条件
使用原料的种类及各种原料的化学组成；主要的釉性能指标；用复合形法时提供釉的化学组成范围或原料控制使用范围。
（2）约束条件
用复合形法时，设以釉的化学组成控制范围作为约束条件，则约束方程为：
LFQ（I）≤FQ（I）≤HFQ（I）
式中：LFQ（I）――釉料中各化学组成的控制下限；
HFQ（I）――釉料中各化学组成的控制上限；
FQ（I）――各化学组成的计算机
（3）目标函数
以某种电瓷釉为例，设选取釉的熔融温度、热膨胀系数、表面强力为优化参数，则建立目标函数为：
minF=∣FM1-TM∣+(FM2-AL)2+∣FM3-S1G∣
式中：FM1、FM2、FM3――分别为熔融温度、热膨胀系数和表面张力的计算值；
TM、AL、S1G――分别为上述三个的控制值。
4、源程序说明
本文分别以复合形法和网格法编制了坯料配方计算的计算机程序二套，以复合形法和单纯形法编制了釉料配方计算的计算机程序二套，所有程序均使用FORTRAN语言，这些程序有以下特点：
（1）采用模块结构，易于编排和移植，且层次清楚，调节灵活。
（2）主要原始数据如原料的化学组成、坯或釉的化学组成控制范围、釉性能的计算系数、和原料的控制用量的上下限等编入到数据文件中，调试程序或更换原始时都很方便。
（3）对于同一组原始数据，当输入的初始点（第一顶点或网络划分数）数值不同时，可以产生多组满足要求的配料比，这对于进一步确定试验方案、比较配料成本都是很有益的，手工计算时很难做一这一点。
5、坯料配方运行实例
（1）各原料的化学组成见表1
（2）瓷坯要求的化学组成见表2
（3）原料使用控制范围见表3
（4）计算结果
a.原料配比（含I.L时）见表4
b.瓷坯化学组成（不含I.L时）见表5
6、釉料配方运行实例
（1）原料的化学组成见表6
（2）釉性能要求
熔融温度：1280℃
热膨胀系数：55×10－71／℃
表面张力：370dyn/cm
（3）釉料化学组成控制范围见表7
（4）计算结果
a.原料配比（含I.L时）见表8
b.釉的化学组成（不含I.L时）见表9
c.釉性能见表10
表1 各原料的化学组成
表4 原料配比
表6 原料的化学组成
制造陶瓷色料的原料(6)
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制造陶瓷色料的原料(5)
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制造陶瓷色料的原料(4)
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制造陶瓷色料的原料(3)
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制造陶瓷色料的原料(2)
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制造陶瓷色料的原料(8)
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制造陶瓷色料的原料(7)
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制造陶瓷色料的原料(9)
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欧洲陶瓷釉料新技术概况
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欧洲是当今高档建筑卫生陶瓷产品生产最发达的地区，其中以意大利和西班牙为建筑卫生陶瓷工业
的领头羊。欧洲的建筑卫生陶瓷工业在实现自动化与机械化的同时，在坯料与釉料制备方面颇具技术实
力与开发能力。估计要领先其它国家20年～30年左右的距离。欧洲建筑卫生陶瓷业非常注重采用先进的釉料技术，拥有一大批著名的专业性很强的陶瓷釉料和陶瓷熔块、色料公司。诸如，人们所悉知的英国魏基伍德公司与道顿公司，德国的迪高沙与凯勒公司，意大利的海马与西斯特勒公司，西班牙亚卡迪和欧莱等专业化公司等现代陶瓷学包括了现代矿物学，物理学（如可塑机理，流体力学），化学（分子学、分子运动学），机械动力学，微观结构学与高温化学（热力学）等广泛的内容。它们是发展陶瓷的基础理论和技术指导。只有在基础研究领先才能保持陶瓷产品的时时新颖与丰富多样，其中尤以陶瓷釉料研究最引人注目。
欧洲国家使用的釉料产品类别与用途分类如下：１、铅釉和无铅釉；２、生料釉与熔块釉；３、一次烧成或二次烧成用釉；４、瓷砖，餐具，卫生陶瓷与电磁用釉；５、按施釉方法划分的侵釉，喷釉，浇釉；６、高温釉和低温釉；７、高膨胀釉和低膨胀釉；８、烧成气氛氧化焰，中性焰和还原焰；９、颜色釉与无色釉；１０、透明釉与乳浊釉；１１、光泽釉，无光釉，半无光釉或花纹釉；等等。以上分类强调了釉料的复杂本质及与其他因素相互间关系。诸如包括釉料的化学成分，配料成分，产品用途，成瓷后的化学物理特性。有的表明了其工艺方法及釉面的外观表象，以及将来建筑卫生陶瓷用釉料的发展指向。现择其概要简介如下：
１、铅釉与无铅釉。在英国生产与使用的铅釉配方中，铅的来源出自偏硅酸铅或硼硅酸铅熔块。在实际生产中典型的偏硅酸铅配方组成为：（塞格尔式）1.00氧化铅，0.10三氧化二铝，1.89二氧化硅，重量：氧化铅64％，氧化铝３％，二氧化硅33％。可使釉产生最低溶解度。如果增加碱性氧化物和氧化硼的含量，可导致熔块中铅溶解度的增加。在荷兰等国并无铅溶解度的限制规定，他们使用低熔融或高溶解的硅酸铅及硼酸铅熔块釉。铅釉与无铅釉的差别牵涉到产品的质量问题。不过在高于1150度时，铅均明显挥发。而高于此温度界限时，则通常不再使用铅釉。在英国无铅釉指氧化铅含量少于１％的重量的种类。随着环境保护要求越发严格，近年来欧洲建陶工业已经逐步转向统统使用无铅釉料、无铅熔剂与无铅色料。锶釉在取代铅釉方面表现出不俗的效果。除了烧成范围宽，低烧成温度和可形成光泽釉表面外，还具有良好的耐磨性能。因此锶釉成为一种很好的无铅釉。当它与釉下色剂一起使用时，几乎看不到对色料的不利影响。但在与铬锡粉红共用时，釉内必须添加一定的氧化钙，以稳定色调质量。
２、生料釉与熔块釉。由于欧洲陶瓷生料釉组成内不使用熔块，所以它们仅限于最高烧成温度大于1150度时使用。通常可用做生产硬质瓷器，玻化卫生瓷，炻器，电磁及各种低膨胀坯体的施釉。生料釉内含有矿物溶剂，如长石或霞石正长岩，外加黏土、石英、碳酸钙、白云石、氧化锌和硅酸锆作为常用原料。低膨胀生料釉还使用透锂长石作为熔剂。生料釉不会有任何形式的玻璃相，在烧成时必须经过足够时间将气体从原料组分内排出，釉熔融后可获得光滑而无气泡的釉面。因此，生料釉烧成时间要比熔块釉长。在烧成温度低于1150度时，则宜采用熔块釉料。另外在采用低温快烧工艺时，需要釉内熔块含量相宜增加。
３、一次烧成釉与二次烧成釉。欧洲陶瓷企业认为，对于施釉产品来讲，一次烧成比二次烧成节能好且更经济，大幅度降低了产品成本，并有利于环境保护。一次烧成非常有利于高附加值的产品，如大件卫生洁具，或大型绝缘子。但二次烧成的主要优点是可以拣选并剔除某些有缺陷的半成品，也能生产出高质量与低成本的产品。在一次烧成工艺中，釉与坯体同时成熟，坯与釉的中间层的形成常常能够增加产品的强度。坯体的完全玻化亦很明显。在一次烧成工艺时，釉料内常含有黏结剂，既可控制水分自釉浆蒸发的速度，又控制了水分进入多孔坯的运动。釉料黏结剂起到增加干燥釉面硬度的作用。
４、颜色釉与无色釉。建筑卫生陶瓷产品一般采用颜色釉进行装饰，从而使其在满足使用时也带有可资欣赏的美感，提高了产品的附加值。而无色釉的应用仅于很小的产品范围（如特殊用途瓷砖产品）。目前欧洲的建筑卫生陶瓷产品，其颜色釉均采用金属氧化物颜料制备。过渡金属的无机化合物如钒、铬、锰、铁、钴、镍和铜都是常用颜料。颜色釉的效果取决于基釉的化学组成，色料添加量，施釉厚度与均匀性，烧成时窑炉气氛。如氧化铁引入的形态通常是红色三价氧化铁，由坯体融入釉内可产生微妙的装饰效果。铁在氧化焰气氛时在陶瓷釉中能产生淡黄色，蜂蜜色，与棕色。在还原焰气氛时可以形成淡蓝灰色，绿色，蓝色或黑色；黑色氧化钴是釉料中最强烈的着色剂，当含量低于１％时，能形成鲜艳的蓝色。钴在玻璃釉基质中容易熔融并加入瓷釉结构中；氧化铬能使某些釉呈现绿色，而在其他成分的釉中可以形成红色，黄色，粉红色，或棕色；氧化镍在釉中有很宽的成色范围，可以形成棕色、绿色、深蓝色釉。当釉中含有碳酸钡时，它会形成粉红色、紫红色；二氧化锰在颜色釉中能形成黑色，但也能形成红色、粉红色与棕色；有时要取决于釉组成的碱性，含锰的高碱釉经过高温烧成后会产生淡蓝色；氧化铜配制的色釉，在氧化焰时呈现绿色，但在还原焰时则呈现红色；五氧化二钒可产生棕色或黄色，但在釉中即使用量增加也只是呈现中强度黄色。钒与锆可以制成钒锆黄，钒锆蓝等成色稳定的色釉；此外，硫化镉与硒色料可制成黄、橙黄与红釉。
５、透明釉与乳浊釉。建筑卫生陶瓷普遍使用乳浊釉料，由于透明釉缺乏遮盖力，难以掩盖不洁的砖面，而环保工作又要求尽量采用低质原料制坯，因此透明釉使用范围变的更加窄了。欧洲陶瓷企业使用过的釉料乳浊剂经历了氧化锡、氧化锌、二氧化钛、磷酸盐，直到硅酸锆等过程。但氧化锡作为乳浊剂，已系成本过高，使用
量越来越少。在一次大战时期，美国最先引用锆英石作为釉料乳浊剂，后来英国开始使用锆英石取代氧化锡，降低了瓷砖装饰用釉料产品成本。不过如在常规釉料内加入５％的氧化锡，可产生白里泛青的釉调；氧化锌广泛应用于锆英石釉内，可以提高白度与乳浊度。在高温卫生洁具产品釉中氧化锌具有强溶剂作用，能显著降低釉的黏度，因此目前仍有部分使用，以后也难以完全排除；将氧化钛加入釉中时，可以制成高档的白乳浊釉，已被证实是可行的配方方式。磷化合物在釉中的作用有：一，用做乳浊剂使釉不透明；二，增加釉对光的折射率，增加釉料的光泽。磷酸钙，骨灰，磷灰石均可酌情适量配入釉料内，使釉形成良好的乳浊与光亮效果。此外锂灰石，透辉石等锂化物也是很好的乳浊釉原料。
６、 光泽釉，半无光釉，无光釉与碎纹釉。各种釉料对于光线吸收不同，而区别为光泽釉、半无光釉、无光釉及碎纹釉品种。上述釉料均呈色丰富，釉色种类很多，仅就瓷砖釉料的发展趋势将逐渐转向半无光、无光釉系列。无光釉用成色元素不多，但釉色很丰富，已经形成高岭质无光釉、碱性无光釉、二氧化硅质无光釉种类。其中，又以钡无光釉、锌无光釉、镁无光釉为其主要代表。此外还有结晶型无光釉、锂辉石析晶型无光釉、难溶性无光釉等类型。碎纹釉是釉面生成网状龟裂纹，适宜于瓷砖装饰，最早起源于我国的碎瓷产品。后来西方国家将其用于瓷砖装饰，收到格外美的效果。由于坯釉的膨胀系数不同而发生龟裂现象，碎纹釉的配制方法有五种：如采用两种具有不同收缩率的釉，将有高收缩率的釉料施于普通釉上，烧成后上层釉龟裂可以透见下层釉；增加釉的可溶性使釉的收缩增加，如增加长石与硼酸的量；增加釉的收缩率，减少坯的收缩率；使产品急冷工艺也可生成碎纹釉；有的釉在经年放置后也能形成碎纹釉。如法国采用在普通釉料中增加二氧化硅，矾土或碱类的方法，制成碎纹釉品种。有的采用多次烧成方法以形成不同的碎纹与颜色效果。
陶瓷釉面针孔与气泡缺陷原因
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４．泥釉制备方面产生釉面针孔和气泡的原因如下：
４．１．泥料颗料粗，含水率又大，陈腐期短，捏练不充分，捏练时真空度不够，气孔率大，在高温时釉虽熔融，却被坯体气孔吸收而造成釉面针孔。
４．２．釉料颗粒过粗，造成釉料高温粘度大，阻碍了气体的排出，易形成釉面针孔或气泡，同时釉流动性能也差，难以填平气体排出釉面时留下来的凹坑而形成釉面针孔。
４．３．泥釉最好各进行三次除铁，以免高价铁在高温阶段反应生成气体而造成釉面针孔或气泡。
４．４．注浆泥浆也需要陈腐，因为陈腐可使粘土与电解质溶液间的离子交换进行得充分，促使粘度降低，因而泥浆的流动性和空浆性能均可改善，注浆时有利于气体的排除，否则气体被封闭在坯中，烧后便易形成釉面针孔或气泡。
４．５．釉浆过细。釉浆中细颗粒适量增多可以提高成釉速率，提高颗粒在液相中的溶解度，使颗粒相互
反应完全，减少残留大气泡的存在；但釉料过细，熔点降低，过早形成粘度大的釉熔体，使泥釉分解产生的气体
不能顺利排出，从而造成制品产生釉面针孔或气泡。
４．６．釉浆制备时混入杂质或气泡、釉浆制备后存储的时间过长或存储釉浆的地方温度偏高等都会造成制品产生釉面针孔或气泡。
泥釉制备方面产生釉面针孔气泡的相应克服方法如下：
（１）泥釉颗粒不宜过粗，泥料一定要经过陈腐，通过陈腐，可以通过毛细管的作用，使泥料中的水分湿润渗透、分布均匀，还可以通过细菌的作用，促使有机物的腐烂而生成有机酸，还可以发生一些氧化还原反应使ＦｅＳ２分解成Ｈ２Ｓ气体和铁的氧化物，ＣａＳＯ４还原为ＣａＳ，并与Ｈ２Ｏ及ＣＯ２作用形成ＣａＣＯ３，放出Ｈ２Ｓ气体等一系列反应，由于ＦｅＳ２分解成Ｈ２Ｓ气体和铁的氧化物，这样使非磁性的ＦｅＳ２转变为具有磁性的铁的氧化物，就可以用吸铁器、吸铁棒除掉ＦｅＳ２（注浆泥而言），减少了ＦｅＳ２氧化反应产生气体和Ｆｅ２Ｏ３，同时由于Ｆｅ２Ｏ３减少，也减少了Ｆｅ２Ｏ３在高温时进一步分解或还原而放出气体，故减少了制品的釉面针孔或气泡；由于ＣａＳＯ４转变为ＣａＣＯ３，这样使在高温下才能分解的ＣａＳＯ４转变为在较低温度下就能分解的ＣａＣＯ３，故也减少了制品的釉面针孔或气泡。
（２）泥料捏练要充分，真空度要达到要求，经过真空练泥机练泥可以除去空气，增加泥的致密度，从而减少了坯的气体含量、减少了坯的气孔率，故有利于减少了制品的釉面针孔或气泡。
（３）在釉浆制备过程中，如果球磨效率低、球石质量差，会造成球磨时间长，球石磨损量大，使釉中ＳｉＯ２含量提高，增加釉的高温粘度和釉烧温度，若仍按原温度进行釉烧，则由于温度低、高温粘度大，阻碍釉中气泡的排除，以及气体排出后留下的凹坑未能及时弥合（尤其是低温快烧的低温釉），从而形成了釉面针孔或气泡。
（４）釉浆制备后存储的时间过长，碱类物质会继续分解而改变釉的成分，釉烧后也会产生釉面针孔或气泡；存储釉浆的地方温度偏高，釉浆会发酵产生气泡，釉浆搅拌速度太快，易卷入空气，如果施釉前过滤不好，这些气泡就会留在釉层中，烧后而造成制品产生釉面针孔或气泡。
５．成型方面产生釉面针孔和气泡的原因如下：
５．１．旋坯、注浆模型过干（模型必须含有５％—６％的水分），吸水快，也容易造成釉面针孔；如果模型过湿（含水１０％—１８％），吸收水分过慢，也容易产生釉面针孔。
５．２．坯体上釉前坯太干燥、过热，洗水时将坯面润湿得又不彻底，以致使釉不能被坯体均匀地吸收，也容易封闭气体而出现釉面针孔或气泡。
５．３．坯体过湿就上釉，且上釉后没有干燥就进行装烧（坯体的入窑水分应根据烧成速度而定，烧成速度越快，坯体的入窑水分越低，一般的情况下，日用瓷、卫生瓷坯体的入窑水分应控制在２％以内，墙地砖类制品快速烧成时，坯体的入窑水分一般控制在１％以下，甚至在０．５％以下），则由于烧成时水蒸气大量逸出而产生针孔（如果温度上升过急还会起泡）。
５．４．坯体磨坯不完全，洗水又没有注意，坯体上粘有有机杂质尘，烧成时亦变成釉面针孔。
５．５．釉浆过稀、过稠，不但容易产生釉裂，而且也因为容易封闭气体而容易引起釉面针孔或气泡。
５．６．注浆产品注浆过急，空气不能充分排出，或者泥浆过热，容易发酸而失去水分，气泡不容易排出，均容易出现釉面针孔或气泡。
５．７．湿坯利用窑炉余热进行烘干时，时间过长，坯体吸收了大量的碳素而容易形成釉面针孔或气泡；或釉坯放置时间过长，坯体上粘有大量的有机杂质灰尘，而装坯时又没有将有机杂质灰尘吹干净，也可能产生釉面针孔或气泡。
５．８．釉层厚度过薄，部分熔釉被多孔的坯体吸收而形成釉面针孔。
５．９．模型设计不合理，注浆时气体无法排出，封闭在坯体中的气体在烧成中易形成釉面针孔或气泡；模型上的尘埃未能消除干净，烧成时浮尘挥发从而使制品产生釉面针孔。
５．１０．施釉工艺不妥也易产生釉面针孔或气泡。生坯落有灰尘，施釉前未能清扫干净，在烧成过程中会出现釉面针孔或气泡；施釉线进行速度太快，釉幕易封闭坯体表面颗粒间空气，这些空气最终冲破釉面逸出从而引起釉面针孔，没逸出则形成气泡；底釉与面釉施釉距离太远，施面釉后会有气泡，烧后易造成制品形成釉面针孔或气泡。
５．１１．坯体干燥不均匀，也易产生釉面针孔或气泡。当坯体内部某个位置干燥不完全，含有一定的自由水时，使得该位置的温度相对高且收缩小，颗粒间隙较大，在施釉过程中吸入到坯体中的水分，比较容易在该部分达到瞬间的饱和，出现釉浆不易干固的现象，当吸入坯体中的水分在坯温的作用下汽化时，这些水汽会沿颗粒的间隙集中在该处排出坯体外，这样使得水汽排出与釉面该部分的干固同时进行，最后由于釉浆的逐渐干固，在该部分会出现许多小孔或气泡，这些小孔或气泡有时看不见，但经过烧成后会出现釉面针孔或气泡缺陷。
陶瓷色差与烧成的关系
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色差是瓷质砖生产过程中始终存在的一个较为突出的问题，色差过多会给分级车间带来极大的负压作用，不同的色泽铺贴在一起严重地影响整体装饰效果。怎样操作才能使瓷砖尽量减免色差的出现，已
成为人们关注的问题。当然，造成色差的原因很多，从原料配方到球磨、喷雾干燥、压机成型直至窑炉烧成等各工序都存在着或多或少的色差问题。这里只谈谈烧成温度与色差的关系。
人们知道，瓷质砖的配方里含有大量的如钙、镁、钾、钠等多种矿物质原料，就是这些矿物质原料在特定的烧结过程中(也就是合理的烧成温度)，能够熔融合并成为既坚硬又耐冻、耐磨、耐腐蚀的瓷质砖。但是，这些矿物质在熔融合并之时，不同的温度场也显示出不同的色彩，这就产生了色差。例如：含有钙镁等碱土金属的氧化物，当温度达到1203℃时，CaO 与铁化合物形成CaO·Fe2O3针状晶体，致使棕红瓷质砖的赤色调变成为难看的暗棕色。又如：由于氧化不够充分，致使CO 与Fe2O3发生反应，使Fe2O3还原为FeO ，从而使棕红色调变成暗棕色。
从这些温度与颜色的变化中我们可以看到，控制好窑炉的烧成温度是实现减免色差的关键。从产品在窑内各段的
化学变化和物理变化来分析，尽量延长800℃一850℃温度区的烧成时间，使得在此温度区各种有机物和无机物质尽可能地完全氧化和分解，以避免Fe2O3的再还原。又从产品在窑内各段的变化机理来分析，在通常情况下，助燃窑气的送风量与窑的风机抽风量不能随意增大或减少。窑压的波动会改变原来设定的烧成制度，使预热带、烧成带和冷却带的长度发生变化而影响烧成，从而造成色差。烧成周期的变化也是瓷质砖出现色差的重要因素，笔者在西樵某瓷厂做窑工之时，曾为提高本班产量而将转速加快，致使色差增多。再者窑炉中间和两侧间的温差也是出现色差的原因之一。
另外，空窑是造成色差的另一个重要原因，由于空窑会导致窑炉气氛的改变，从而导致坯体在窑内的受热机理不同而产生色差。这里简单指出，在选用坯体原料时，我们应尽量少用对气氛和温度敏感的原料。例如：降低粘土中的有机质的含量，可以降低坯料对窑炉状态的敏感性。使得窑炉内的温度和气氛稍有波动而不致于出现色差。
总而言之，在烧成操作过程中，要克服色差缺陷，主要是保持窑内温度和气氛的稳定，必须消除窑内温差。
克服瓷砖裂纹缺陷的方法
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陶瓷墙地砖“裂纹”缺陷是常见的主要缺陷之一，它不仅影响到产品本身的质量，而且对后续工序(如码砖、分级、包装、运输或抛光)也会带来不利，在较大程度上增大产品破损率，降低企业的经济效益。
某厂投产之初，由于在原料及配方、工艺控制和设备本身存在一定的问题，致使产品质量不稳，而裂纹缺陷往往占缺陷总数的60～70％。要克服任何缺陷，都必须在充分细致的调查研究基础上找出其特征，发现各个工序各台设备存在的问题，才能对症下药，采取相应措施。通过在窑炉出砖处的长时间观察，发现：①同时出来的6排砖往往两边几排砖裂纹多，而中间几排砖裂纹少；②裂纹大多发生在瓷砖边缘，裂纹方向与辊子长度方向相一致；③裂纹长的有几厘米甚至10厘米以上，短的只有几毫米，多数裂纹从正面开始，有的没有透过坯胎，如裂纹过长也可穿透坯胎，但正面的长度一般大于反面的长度(指同一条裂纹而言)。
从墙地砖产品的生产特点来看，干燥速度和烧成速度都很快(干燥时间快至15～18分钟，烧成时间最快可达25分钟)，砖坯边缘受热快，干燥快，中间受热慢，干燥也慢，故边缘易出现收缩应力。如果坯釉配方不够合理，干燥和烧成制度控制不当，干燥器内或窑炉中温度不匀，均易产生干燥裂纹(裂纹较短)或预热裂纹(长度3～4厘米)，当砖坯在脱模和输送过程中受到碰撞或震动，就容易使瓷砖产生宽而长的碰撞裂纹。进一步的调查还发现从坯料配方到烧成存在以下问题：一是坯料配方中SiO2含量高达72.8％，而K2O 、Na2O 含量只有4.04％(均未扣除烧失量，下同)，所用原料游离石英含量较多；二是干燥器所用热源除利用窑炉余热外，还用柴油嘴枪补充，这就使得干燥器内温度不均匀；三是干燥后砖坯含水率大于2％，施釉后人窑水分高达2.8％；四是人窑后升温过急，有一条窑1#偶(距窑头25米)温度达600多摄氏度；五是干燥器及窑炉内宽大于3米，且使用普通喷枪，致使干燥器及窑炉两边温度高，中间温度低，所以出现了前述窑两边瓷砖裂纹多的现象；六是压机出砖平台辊子未调好，三片砖坯行走速度不一，有的坯猛裂碰撞前边的挡条或输送皮带两边的挡条，以致于常见机械裂纹。
问题和原因找到了，那末解决问题的办法便油然而生了。我们采取了以下几条行之有效的措施，使裂纹缺陷基本得以克服。
第一，调整所用原料及坯料配方，选用游离石英较少，熔剂成分较多的原料，使得配方中SiO2含量下降到68.82％一69.84％，K2O 、Na2O 含量提高到4.61—5.64％，这样就显著降低了坯料的酸度系数，减少了瓷砖变形和开裂的倾向；
第二，将干燥器柴油喷枪废弃不用，改由重油热风炉(一台热风炉供两条干燥线)，既节约了成本，又使干燥器内温度更为均匀并适当提高了干燥温度，使干燥出口砖坯含水率下降到1.2％。；
第三，合理调整烧成曲线，使1#热电偶温度下降到500℃，避免瓷砖预热升温过快，调节好各个喷枪的油量油压以及风量风压，使窑炉烧成时间同一截面温度更趋一致；
第四，更换压机出砖平台的不合格(主要是不平直)的辊子并将辊道以及输坯皮带调整在同一水平面上，这样，三片砖坯运行速度一致，不会猛袭撞击挡条
卫陶红釉色料的工艺分析
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红釉的着色特点是呈色深沉、艳丽、明快，对视觉有较强烈刺激。在传统的中国文化中红色代表了喜庆与幸福、吉祥等含义；而在国际上普遍认为红色代表着热烈、活力与容易突出个性等现代象征含义。
在陶瓷制品的装饰品种中，红釉装饰的艺术风格凸现出豪华、富贵、典雅等特点。近年来红釉陶瓷产品尤其是红釉卫生洁具产品，很受消费者喜爱。目前，由于陶瓷颜料工艺科技的飞速发展，陶瓷红色釉料形成了铜红、镉硒红、锰红、铬锡红、铬铝红、锆铁红等化学元素品种系列色料产品，其中部分种类已被广泛应用于建筑陶瓷产品如西式瓦中，有些则成功用于卫生洁具的釉色装饰。目前卫生陶瓷洁具产品中的红色釉形成了玫瑰红、玛瑙红、橘红系列色釉产品。以下就当前国内外普遍使用的各种红色釉料的色剂品种及其生产工艺要求等做些简单分析与介绍。
１、铜化物 铜化物包括铜的氧化物与其它金属盐类，它们均为红釉必需采用的着色剂。铜红釉成色主要源于其色剂氧化亚铜。也有的理论说铜红釉成色来自铜的溶胶体物质的作用。中国古代名窑陶瓷中曾有过牛血红、美人醉、霁红、胭脂红等著名的铜红釉品种。不过那时仅用作日用陶瓷与艺术陶瓷等小件产品的装饰。铜红釉已经开始步入建筑卫生陶瓷的装饰领域。铜红釉的釉料成分与成色关系为：釉料中石灰含量高时，红釉带有黑调；氧化锌含量大时红釉呈现淡红色；氧化钡多时出现浓厚的血红色；含氧化镁多时，红釉的红色暗淡；氧化铝、二氧化硅及氧化钡都有可能使成色出现差别。当釉中含有氧化钡、氧化锡和氧化硼时，再将釉料的组成之一部或者全部在高温中预先熔融一下，并在烧成时适当控制火焰的焰性，即可制出优质的红釉。现在利用现代科技成果，如纳米技术、稀土材料等对传统的铜红釉进行改良与化学改性，以使其能够更好地应用于现代建筑卫生陶瓷产品的釉色装饰
２、锰化物 是生产锰红的主要原料。锰化物主要为二氧化锰、氧化锰。可用于陶瓷色釉料配方。锰可以作为淡红色的色剂，使用于陶瓷色料与釉料中。
３、铬化物铬化物可以用于制造红色色料与釉料。含有铬的矿物有重铬酸钾、铬酸铅、碱式铬酸铅、氧化铬、铬铁矿等，它们是主要的铬来源。铬黄与铬红均为制作陶瓷釉上与含铅陶瓷色釉的色料。
如著名的珊瑚红，即为在低温熔块内加入碱式碳酸铅而制成。在碱性釉中，如果采用黄色中性铬酸铅时，即可变为红色的碱式铬酸盐而显示红色。相反在酸性釉中加入铬红时则容易变成黄色。铬红结晶釉是在铅含量较多的釉中再多加些氧化铬，于是铬酸铅熔入釉溶液内而形成红色。氧化铬作为多种色料的原料，在陶瓷色料中使用非常普遍。将氧化铬与氧化锡混合后煅烧后，可以形成桃红色颜料。桃红色呈色机理为化学性的化合物，但也可能是氧化铬与氧化锡的高度分散混合物。氧化铬在釉中不溶解，与氧化锡相只是分散在釉中。如将有挥发性的铬化物放在窑内时，附近的釉色多现绿色，但放在锡釉与钛釉旁侧时则出现红色。
铬在二氧化硅含量少的釉中出现黄色；但在二氧化硅含量少但铅含量多的釉中，如果添加５％的铬酸钾，采用氧化焰烧成时，则成为晶体分离的红色釉，其红色的主因是碱式铬酸铅。但此种类的红色釉的烧成温度仅局限在960～980度之间。制作铬红釉时，坯体中的二氧化硅含量尽量低些为宜。如果能够减少氧化铝的含量，就可以制出很美的红色。效果最好的釉组成为：氧化铅１克分子当量、氧化铝0.08克分子当量、二氧化硅0.85克分子当量。如果红色不均匀时，可以再添加１－4%的二氧化硅。
４、铬锡红铬锡红色料是以碳酸钙、氧化锡及石英为主要成分，再配入一定数量的铬酸盐与硼砂等熔剂制成。它是属于梢石型颜料，其中氧化锡的存在是必须的。在氧化锡中引入少量的铬，就能够制成淡红的紫色。如果加入碳酸钙与二氧化硅则可以获得高质量的粉红色。铬－锡煅烧物能够制作低温釉与中温釉中的红色着色剂。尤其是中温红色剂，对于现在建筑卫生陶瓷的红釉装饰颇具意义。不过只是在主要组成氧化物与铬、锡引入到具有合适化学性能的釉料中，才能够形成优美的红色。近年来随着科技的发展，色料的纯度与细度都有了很大的提高，色料的观赏品质也有了大改观。比如近年来出现的玛瑙红釉即为其中之一。玛瑙红是铬锡红色料中的佼佼者 成为现在国际市场最受欢迎的卫生洁具釉色装饰之一。玛瑙红釉的着色机理源于铬离子沁融溶解于锡榍石结晶内而呈色。因此在实际使用中基釉中多量的硅、钙及少量的锌、镁似乎更有利于成色。有报告说锌、镁物质对于玛瑙红的成色干扰较大。只有适量的引入锌、镁才能既增加了坯釉结合与热稳定性，又能够扩大釉熔融范围，提高烧成的优品率。另外玛瑙红必须在氧化焰气氛中烧成，一旦出现还原焰气氛将形成红、白、绿相间且斑驳的色调。
５、铬铝红铬铝粉红色剂为完全接近于尖晶石组成的配方，它在高温烧成中非常稳定，以尖晶石形式引入釉中的色剂深受科技界肯定。由于它在高温中不产生化学变化。如果要获得最稳定与最艳丽的色彩，它将成为最较理想的釉彩。此外，尚有铀酸铅、铀酸铋、氧化铁与铁盐、卡修斯紫金 最名贵的金红 、锆铁红、钕盐等金属化合物也可以制出各种各样的红色色剂，用于红色釉料及色料的配方。不过鉴于其经济与技术原因，许多品种还不能广泛用于大生产，仍需继续作进一步深入探讨。
釉熔融温度范围的测定
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1．概念
釉如同玻璃，没有一个固定的熔点，只能在一个不太严格的温度范围内逐渐软化熔融，变成玻璃态物质，。
a) 釉的始熔温度 开始出现液相的温度即始融温度。它的实验测定是将釉粉制成Φ2×3mm 的圆柱体，置于高温显微镜的高温炉中，当加热到圆柱体棱角变圆的温度即对应于始熔温度。
b) 釉的烧成温度（成熟温度、全熔温度） 当釉料充分熔融且平铺在坯体表面，形成光滑的釉面时所对应的温度。由于一般釉料在坯体上形成釉层时，虽然处于粘性流动状态，但粘度不算太低（㏒η≈4.55），不致于流端，它对应于高温显微镜中的半球温度。
c) 釉的流动速度 釉熔体开始流淌时的温度。它对应于高温显微镜中的扁平二格温度或扁平一格温度。
2. 测定方法及仪器
测定仪器为各类型的加热显微镜（高温显微镜）。
测试方法为先用烘干了的被测釉粉加适量含有糊精20%的熔液，混合成干压粉体。再用专用模具压制成小圆柱体，将试样干燥和修整。然后，将试样和热电偶一同装入高温显微镜的管式炉中。在加热过程中用光源射入管式炉内，而在另一端则用一套光学系统将小圆柱体的软化熔融情况不断用显微镜观察或进行照相。
当小圆柱体熔融与托板平面成半圆球时或扁平二格时，以半球到扁平二格的温度即釉的烧成范围（熔融温度范围）。
熔块配方
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（1）高温地砖熔块
熔化温度：1400~15000C 使用温度1100~12000C
硼沙3~6 硼酸5~10 长石25~30 石英25~30 锆英砂0~10 氧化锌5~10 高岭土0~10 （2）普通地砖熔块
熔化温度：1280~13200C 使用温度1060~11200C
硼砂8~15 硝酸钾2~5 长石28~35 石英25~30 锆英砂8~12 氧化锌3~8 石灰石5~10 （3）熔剂熔块
熔化温度：1200~12500C 使用温度低于11000C
硼砂8~15 纯碱3~8 长石30~40 石英10~20 铅丹2~5 氧化锌3~8 石灰石5~10 （4）传统烧成墙砖熔块
熔化温度：1250~13200C 使用温度1050~11000C
硼砂8~15 硝酸钾2~5 长石20~30 石英25~35 锆英砂8~12 氧化锌5~10 石灰石8~15 铅丹1~5 （5）一次快速烧成墙砖熔块
熔化温度：1400~15000C 使用温度1020~11000C
硼砂3~5 硼酸5~10 长石25~35 石英25~35 锆英砂3~15 氧化锌5~10 石灰石8~15 铅丹1~5 滑石
3~5
（6）一次快速烧成墙砖熔块
熔化温度：1480~15300C 使用温度1080~11800C
硼砂0~5 硼酸5~12 长石25~35 石英25~35 锆英砂0~10 氧化锌5~15 石灰石8~15 铅丹1~5 滑石3~10 高岭土0~5
陶瓷坯釉配方优化方法 陶瓷采购网 1、优化方法简介 为了使某些目标达到最好的结果，就要找出使此目标达到最优的有关因素（或变量）的某些值（通常称为最优点、最优解或近似最优解）。这类问题在数学上称为最优化问题。 在工程设计、科学研究、经济管理等领域中，可以提出下面一类非常广泛的问题，在约束 h1(X)=0 I=1, 2, 3,…… m (1) g1(X)≥0 j=1, 2, 3,……p (2) 条件下，求函数f (X)的极小值。其中X∈En，式（1）称为等式约束，式（2）称为不等约束，f(X)秒为目标函数，这类问题称为非线性规划问题。一般的非线性规划问题也可以效地转化成无约束规则问题。 陶瓷坯釉配方所使用的原料种类较多，各种原料的矿物组成及化学组成也比较复杂。在配方计算中，要使坯或釉的化学组成或某些性能满足预定要求，又要使某些原料的用量在一定的范围以内，因此，这类计算基本上属多变量的非线性规划问题。在釉配方计算中，如果只满足某些性能要求，不限制各种原料的用量，则属于无约束规则问题。 求解无约束优化和约束优化的计算方法很多，本文选择了复合形法、网格法（以上属约束优化）和单纯形法（无约束优化）。兹就其优化原理简述如下： （1）复合形法 本方法用于求解具有不等式约束的多变量（一般在20以内）的优化设计问题。它是非线性约束的几维设计空间内，取2n 个顶点构成复形，然后对复形的各顶点函数值逐一进行比较，不断地丢掉最坏点，代之以既能使目标函数有所改善，又满足约束条件的新点，逐步调向最优点。 （2）网格法 网格法又称为连续变量法、等距离法，用于求解约束非线性规则问题，即求多元函数的约束极小值。 网格法是一种直接法，对函数无特殊要求。网格法就是在估计的区域内打网格，在网格点上求目标函数与约束函数之值。对满足约束函数的点，再比较其目标函数值的大小，从中选择小者，并把该网格点作为一次迭代的结果，然后在求出的点的附近将分点加密，再打网格，并重复前述计算与比较，直到网格的最大间距或目标函数小于预定值时，则终止计算。 （3）单纯形法 本方法用于求几元函数的无约束极小值。它是对几维空间的n+1个点（它们构成一个初始单纯形）上的函数值进行比较，去掉其中函数值最大的点，代之以新的点，从而构成一个新的单纯形，这样，通过迭代逐步逼近极小点。 2、坯料配方优化设计的数学模型 在坯料配方的优化设计中，考虑到瓷坯的性能指标，工艺参数等受工艺过程的影响很大，而且不可能建立相关的表达式，因此，不能直接以其性能指标作为优化参数，只能根据瓷坯化学组成与性能的关系，通过对瓷坯化学成分含量的控制，达到控制其性能指标的目的。 （1）已知条件 a.使用原料的种类及各种原料的化学组成、物理的和化学的特性。 b.根据产品性能的要求而提出的配料中化学组成要求。例如，对于铝质电瓷，为提高其机械强度，Al2O3含量应在40%以上，相应地由此可确定矾土的大致加入量。
材料制备与合成 陶瓷坯料（釉料）初步配方实验开放性实验 姓名： 学号： 专业：材料化学 院系：化学与化工系 指导教师： 起止日期：20**年**月**日至20**年**月**日
陶瓷坯料（釉料）初步配方实验 摘要：本实验以陶瓷厂用的抛光砖原料作为坯料，通过不同成型方法制作坯体，可塑成型法制造陶瓷的吸水率比注浆成型法制造坯体的少，而抗折强度比其强。釉料采用陶瓷厂广泛使用的普通原料，以Cr2O3作为变量，烧出样品所测定釉层光泽度以色差和釉层的平整光滑度有密切的关系，随着釉料中Cr2O3用量的增加，呈绿色越来越深。 关键词：成型方法；光泽度；色度；配方；釉料 前言 随着国民经济的快速发展，人民物质生活不断提高，社会对陶瓷产品的要求越来越高，因此陶瓷坯料的选用以及釉料的选取越来越引起重视。选择原料确定配方时既要考虑产品性能，还要考虑工艺性能及经济指标。陶瓷釉料作为陶瓷生产的基本原料，对其质量的要求也是很高的。 一、实验部分 1、实验原理 制定坯料配方，尚缺乏完善方法，主要原因是原料成分多变，而且工艺制作不稳，影响因素太多，以致对预期效果的预测没有把握。根据理论计算或凭经验摸索，经过多次试验，在既定的各种条件下，均能找到成功配方，但条件一变则配方的性能也随之而变。根据产品性能要求，选用原料，确定配方及成形方法是常用配料方法之一。而坯料的化学性质和烧成温度、对釉料的性能要求和釉料所用原料的化学成分工艺性能等是釉料配方的依据。釉层是附着在坯体上的，釉层的酸碱性质、膨胀系数和成熟温度必须与坯体的酸碱性质、膨胀系数和烧成温度相适应。 2.实验仪器和原料 2.1仪器：干燥箱；WT-2216C高温箱式电炉；光泽度计；色差检测仪器。 2.2原料：抛光砖坯料；黑泥；长石；滑石；磷酸钙；石灰石；石英；氧化锌；氧化铬。 3.实验步骤 3.1坯料的制备 坯料的示性组成为：长石20－30％，高岭40－50％，石英25－35％（自已确定配方）。按配方表原料百分比称取投料量150克左右，并确定料球水比1：2：0.6，称取料球水重量投入球磨滚筒中进行球磨；或用碾钵用人工碾磨。符合细度要求后出球磨、搅拌、除铁、脱水；过筛。
陶瓷工艺中的釉料制备及应用 一、何克服陶瓷制品釉面无光的缺陷： 1、产生原因： ①釉料这熔剂少，熔点高，烧成温度不够。 ②施釉太薄，或施釉时釉料未经搅拌均匀。 ③已施釉的坯体接近于多孔性的吸水性强的坯体和器物时，很轻易使有釉的坯体釉面受到影响。 ④燃料中硫磺过多，烧成二氧化硫气体和灰份与釉料化合而生成硫化物，从而提高了釉熔点，促使釉面产生无光。 2、克服措施： ①适当增加釉的浓度或多上几次釉。 ②适当增加釉料中的熔剂，降低耐火度，或适当提高烧成温度。 ③已施釉的坯体要避免接近无釉或某此吸水性强的器物，无釉坯和釉坯不能在同一匣钵内烧成。 光泽釉，半无光釉，无光釉与碎纹釉：各种釉料对于光线吸收不同，而区别为光泽釉、半无光釉、无光釉及碎纹釉品种。上述釉料均呈色丰富，釉色种类很多，仅就瓷砖釉料的发展趋势将逐渐转向半无光、无光釉系列。无光釉用成色元素不多，但釉色很丰富，已经形成高岭质无光釉、碱性无光釉、二氧化硅质无光釉种类。其中，又以钡无光釉、锌无光釉、镁无光釉为其主要代表。此外还有结晶型无光釉、锂辉石析晶型无光釉、难溶性无光釉等类型。碎纹釉是釉面生成网状龟裂纹，适宜于瓷砖装饰，最早起源于我国的碎瓷产品。后来西方国家将其用于瓷砖装饰，收到格外美的效果。由于坯釉的膨胀系数不同而发生龟裂现象，碎纹釉的配制方法有五种：如采用两种具有不同收缩率的釉，将有高收缩率的釉料施于普通釉上，烧成后上层釉龟裂可以透见下层釉；增加釉的可溶性使釉的收缩增加，如增加长石与硼酸的量；增加釉的收缩率，减少坯的收缩率；使产品急冷工艺也可生成碎纹釉；有的釉在经年放置后也能形成碎纹釉。如法国采用在普通釉料中增加二氧化硅，矾土或碱类的方法，制成碎纹釉品种。有的采用多次烧成方法以形成不同的碎纹与颜色效果。 陶瓷的釉面光泽度与配方间关系：瓷器的光泽度与釉层表面的平整光滑程度和折
陶瓷制作的原料，性状，作用： 中国的具有精湛的制作艺术和悠久的历史传统，在世界上都是少见的，永远值得我们后人敬佩、学习和引以自豪。凡是用和这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成形、干燥、等制成的器物，都可以叫陶瓷。而陶和瓷的最主要区别在于气孔率。制作陶瓷的原料种类很多，不只有陶和瓷的分别，各种陶和瓷的原料又有多种不同的性能和特点、质地、色彩都不尽相同。最主要的是和、等。 主要原料分成可塑性原料、非可塑性原料及溶剂原料三大类。 作为可塑性陶瓷原料的粘土，可用于陶瓷坯体、釉色、色料等配方。如我国许多瓷区采用工艺性能良好的高岭土生产的细瓷产品，成为国际市场的畅销产品。 泥---- 泥性的语言 火---- 泥的重生 陶瓷的原料 泥： 陶泥、瓷泥、粗泥、细泥…… 釉： 高温釉、低温釉、有色釉、无色釉（透明）……
陶土——岩石风化后沉积下来的黏土。 其可塑性较好，但含铁（杂质）较多， 耐火度较低烧结后呈铁红色或浅咖啡色，硬度较低。 石英在地球上储量多，在陶瓷工业中属于非可塑性陶瓷原料，可用于陶瓷产品的坯体、釉料等配方。石英的化学成分主要是二氧化硅。石英是陶瓷坯体中的主要原料，它可以降低陶瓷泥料的可塑性，减小坯体的干燥收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形。在烧成中，石英的加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩；高温时石英成为坯体的骨架，与氧化铝共同生成莫来石，能够防止坯体发生软化变形；石英还能提高瓷器的白度与半透明度。高石英瓷即是近年来出现的高档瓷器产品。石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度，减少釉的膨胀系数，也能够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。此外石英在建筑卫生陶瓷与各类耐火材料中也有很大的使用。 熔剂原料：通常指能够降低陶瓷坯釉烧成温度，促进产品烧结的原料。陶瓷工业常用的熔剂原料有长石（钾长石、钠长石）、方解石、白云石、滑石、萤石、含锂矿物等。烧成前长石属于非可塑性原料，可以减少坯体收缩与变形，提高干坯强度。长石是坯釉的熔剂原料，在坯体中占有25％含量；在釉料中占50％的含量。
1.陶瓷的发展史及其在现代生活中的作用 中国的科技发展史上，除了“四大发明”，最引人注目的莫过于陶瓷了。中国的英文名称，就由此而来。但大多数并不了解陶瓷。在他们眼里，陶瓷一体，事实上，陶和瓷是完全不同的两种器物。陶产生在先，用粘土制坯；瓷产生在后，用瓷土制坯，而且两者烧制的窑温度也不相同。古代陶瓷的发展早在新时期时期，我们的祖先就拉开了陶瓷发展史的序幕。一开始，陶瓷只是一般的生活用品，作为容器或餐具。后来陶瓷制造逐渐脱离了实用主义，出现了只作为装饰功用的产品。殷商初期，随着烧制温度的不断提高，瓷器初具雏形。历史上最先出现的瓷器是青瓷。与比陶相比，瓷器质地细腻致密，坚固耐用，而且表面涂上了一层釉，防漏性能有了很大的提高，这算是进步。但在早期，经常出现露胎流釉的现象。这是由于在制坯时，瓷胎涂满釉质。在烧制过程中釉质受热熔化，变为液体，流到地面上，冷却后又变回固态，把瓷器与地面粘连起来。当时这种现象十分普遍。遇到这样的情况，师傅们只能用小榔头敲击瓷器底部，以把它同地面分开。这是个投鼠忌器的过程，力道的把握非常困难，劲小了，根本敲不下来；劲大了，又会使瓷器上产生裂纹，影响品质，甚至会把瓷器打碎，那前面的所做一切就前功尽弃了。后来有人发明了“半釉”法，成功的解决了这个问题。方法就是在制胎时只把釉质涂在器物的上半部分，并且稍微涂得厚一点。烧造时釉质受热后向下流，流到器物最底下刚好流完，而不会滴到地面上，这样冷却后就不会和地面发生粘连，很容易的就可以拿起来了。东汉时，浙江的越窑的青瓷逐渐成熟起来。随着技术的进步，直至魏晋南北朝，青瓷已经独霸中国的瓷器市场。此时，白瓷在北方悄然兴起，并在青瓷的强大统治下顽强地生根发芽。经过岁月的洗礼，唐朝时已经和青瓷分庭抗礼。两者各领风骚，有“南青北白”之说。唐朝的彩陶艺术也有了很大发展，最大的成就是人们后来所熟知的“唐三彩”。唐三彩主要由黄、绿、白三色的釉彩涂于胎身，因此得名。其造型丰富多样，有各种人物、动物、花鸟等，其中最出名的，要属唐三彩的马。随着唐王朝的土崩瓦解，中国瓷器市场格局重新洗牌。到了宋朝，瓷器产品打上了地方风格的烙印，形成一个个“瓷器割据”。总体上可概括为“五大名窑”，就是人们常说的官、哥、汝、定、钧。经过近千年的发展，中国陶瓷到明清时期更加灿烂辉煌。瓷器不再单调乏味，而是五光十色，丰富多彩：有蓝釉、祭红釉、郎窑红釉、豆红釉、黄釉、孔雀绿釉、黑釉等，其中黑釉是用来描边的。明代宣德的瓷器在落款上极为讲究——真品上的落款中，“德”字右半部分“心”字之上的一横是省略的，但是宣德炉除外。因为宣德炉是皇家使用的，所以不能残缺。德化窑的产品质地极脆，制作小型瓷器尚可，大型器物则容易变形，但非常适合佛像，传世的德化窑佛像价值很高。清代是中国封建社会的衰落时期，但陶瓷制造却迎来了又一个黄金时代，景德镇依然稳居陶瓷生产的重要中心。清朝瓷器质量以“康熙、雍正、乾隆”三朝为最高。清朝的统治者非常关心陶瓷业的发展，曾多次颁布特别御令，直接指导官窑的生产活动，对每一件瓷器的器形、样式、尺寸、纹路等都有明确的批示。这个时期，普遍实行“官搭民烧”制度。所谓“官搭民烧”，就是朝廷把一些御用瓷器的制造工作外包给民窑。由专门的机构设计好瓷器的样子，同时计算好所需银两的数目，一并交给民窑。民窑拿着银两去购买原料，按要求进行烧制。如果烧出来的瓷器不合规定，或者制作过程中出现事故，导致原料无法使用，损失必须由民窑自己掏钱承担。无论返工多少
陶瓷釉料 建筑卫生陶瓷行业非常注重采用先进的釉料技术，国内已经出现一大批专业性很强的陶瓷釉料和陶瓷熔块、色料公司。建筑卫生陶瓷产品中所用的釉料越来越丰富多样，目前多数陶企使用的釉料产品，类别与用途可以大致分类如下：1、铅釉和无铅釉；2、生料釉与熔块釉；3、一次烧成或二次烧成用釉；4、瓷砖，餐具，卫生陶瓷与电瓷用釉；5、按施釉方法划分的浸釉、喷釉、浇釉；6、高温釉和低温釉；7、高膨胀釉和低膨胀釉；8、烧成气氛氧化焰、中性焰和还原焰；9、颜色釉与无色釉；10、透明釉与乳浊釉；11、光泽釉、无光釉、半无光釉或花纹釉等等。这些丰富的釉料充分反映出许多特性，以及釉产品或者某些施釉和烧成特征。诸如包括釉料的化学成分，配料成分，产品用途，成瓷后的物理化学特性。有的表明了其工艺方法及釉面的外观表象，以及将来建筑卫生陶瓷用釉料的发展指向。现择其概要简介如下。1、铅釉与无铅釉在建筑陶瓷与卫生陶瓷产品使用的铅釉配方中，铅的来源出自偏硅酸铅或硼硅酸铅熔块。在实际生产中典型的偏硅酸铅配方组成为：塞格尔式 1.00氧化铅，0.10三氧化二铝，1.89二氧化硅，重量比：氧化铅64％，氧化铝3％，二氧化硅33％）。可使釉产生最低溶解度。如果增加碱性氧化物和氧化硼的含量，可导致熔块中铅溶解度的增加。在荷兰等国并无铅溶解度的限制规定，他们使用低熔融或高溶解的硅酸铅及硼酸铅熔块釉。铅釉与无铅釉的差别牵涉到产品的质量问题。不过在高于1150℃时，铅均明显挥发，而高于此温度界限时，则通常不再使用铅釉。无铅釉指氧化铅含量少于1％的重量的种类。随着环境保护要求越来越严格，近年来各国建陶工业已经逐步转向统统使用无铅釉料无铅熔剂与无铅色料。锶釉在取代铅釉方面表现出不俗的效果。除了烧成范围宽，烧成温度低和可形成光泽釉表面外，还具有良好的耐磨性能。因此锶釉成为一种很好的无铅釉，当它与釉下色剂一起使用时，几乎看不到对色料的不利影响，但在与铬锡红共用时，釉内必须添加一定的氧化钙，以稳定色调质量。2、生料釉与熔块釉由于陶瓷生料釉组成内不使用熔块，所以它们仅限于最高烧成温度大于1150℃时使用。通常可用做生产硬质瓷器、玻化卫生瓷、炻器、电瓷及各种低膨胀坯体的施釉。生料釉内含有矿物溶剂，如长石或霞石正长岩，外加粘土、石英、碳酸钙、白云石、氧化锌和硅酸锆作为常用原料。低膨胀生料釉还使用透锂长石作为熔剂。生料釉不会有任何形式的玻璃相，在烧成时必须经过足够时间将气体从原料组分内排出，釉熔融后可获得光滑而无气泡的釉面，因此，生料釉烧成时间要比熔块釉长。在烧成温度低于1150℃时，则宜采用熔块釉料。另外在采用低温快烧工艺时，需要釉内熔块含量相应增加。3、一次烧成釉与二次烧成釉对于陶瓷企业来讲，施釉产品一次烧成比二次烧成节能好且更经济，大幅度降低了产品成本，并有利于环境保护。一次烧成非常有利于高附加值的产品，如大件卫生洁具，或大型绝缘子。但二次烧成的主要优点是可以拣选并剔除某些有缺陷的半成品，也能生产出高质量与低成本的产品。在一次烧成工艺中，釉与坯体同时成熟，坯与釉的中间层的形成常常能够增加产品的强度，坯体的完全玻化亦很明显。在一次烧成工艺时，釉料内常含有粘结剂，既可控制水分自釉浆蒸发的速度，又控制了水分进入多孔坯的运动。釉料粘结剂起到增加干燥釉面硬度的作用。4、颜色釉与无色釉建筑卫生陶瓷产品一般采用颜色釉进行装饰，从而使其在满足使用时也带有可欣赏的美感，提高了产品的附加值。而无色釉的应用仅限于很小的产品范围（如特殊用途瓷砖产品）。目前欧洲的建陶卫生陶瓷产品，其颜色釉均采用金属氧化物颜料制备，过渡金属的无机化合物如钒、铬、锰、铁、钴、镍、和铜都是常用颜料。颜色釉的效果取决于基釉的化学组成、色料添加量、施釉厚度与均匀性、烧成时窑炉气氛。如氧化铁引
喀左县陶瓷原料介绍 境内及周边紫砂土、粘土、膨润土、高岭土及硅石、珍珠岩、钾长石等陶瓷原料资源非常丰富，品质优良。 1、紫砂土 喀左县紫砂土矿产于二迭系和寒武系地层当中，以二迭系紫砂土氧化铁(Fe2O3)含量高，平均含铁品位在9%以上，为质量上品，可同江苏省宜兴丁蜀镇紫砂土相比美，乃是高级陶制品(紫砂制品)的主要原料，紫砂制品的主要原料也可广泛应用砖瓦等行业之中。 喀左县紫砂土分布情况表 喀左紫矿产品质量检测报告单
注：报告单由辽宁省陶瓷质量检测站提供 2、粘土 粘土分布全县各地，储量达6000万吨以上。经过地质队勘察过的陶土矿有南公营子、六官、平房子、甘招、坤都、羊角沟、老爷庙、大营子等乡镇，其中以南哨为质量最佳。储量比较大的有南哨、六官、十二德堡、北公营子等乡镇。 现将境内主要粘土矿简述如下： （一）南哨镇粘土矿 本区地层主要以石炭二迭系组成，不整合于奥陶系马家沟组灰岩之上。粘土矿呈浅灰～浅紫色，主要有高岭石矿物组成，为致密块状。地质储量为1000万吨。 （二）南公营子镇粘土矿 粘土贮存于石炭系地层之中，其颜色呈紫色绛紫色砂页岩，块状构造，风化呈土状具有滑感。矿体厚2米，产状220°～240°，斜角44°～46°。地质储量为405万吨。 （三）中三家镇粘土矿 粘土矿赋存于第四纪中更新统的中部层位，覆盖于奥陶系灰岩
及侏罗系安山岩、凝灰岩之上呈不整合接触，由紫色亚粘土组成。层位稳定，出露面积0.5平方公里。最大厚度30米，产状平缓，倾角小于30°，顺坡向微倾。岩石为致密状，塑性大、粘度高，含砂量甚微。本区粘土质量颇佳，提交远景储量为1350万吨。 （四）大营子乡粘土矿 该粘土矿，颜色为黄褐色、灰绿色、紫色、灰白色等。颜色教杂，耐火度大于1580℃.土状粘土遇水易侵散，与液体拌合后能形成可塑性泥团，具有较大粘结力。土块状，侵散性较差，并部分侵散。粘土遇水不膨胀，易于破碎。比重一般为1.7～1.8g/c㎡。 该矿矿物成分主要为高岭土、水云母、伊利石和蒙脱石。大营子乡陶土基本上达到国家质量要求，矿石类型初步定为软质粘土IV 级品。 大营子乡粘土矿分布广泛，储量丰富，质量较好，经化验测试及生产厂家验证具有工业价值和经济价值。地质储量150万吨以上。 喀左县粘土情况表
在组成釉药的三组氧化物,各因其属性的不同在釉中的性质和功用亦有所不同。故在配制釉方的同时,对于原料的名称,以及其在釉内的性质、功用,都得要有透彻的明了,以便于灵活运用。兹将原料在釉内的性质功用详述于后： ■长石(Feldsper) 长石是花冈岩成份之一,也是最普通和分布最广的矿物。其种类有四种如下： (1)正长石(钾长石) K2O． Al2O3．6SiO2 (2)曹长石(钠长石) Na2O． Al2O3．6SiO2 (3)灰长石(钙长石) CaO． Al2O3．2SiO2 (4)叶长石(灰幼辉石) Li2O． Al2O3．4SiO2 性质：呈碱性反应,不易酸蚀,熔点则因其种类不同而异。 用途：(1)高温具助熔性。 (2)使坏体易透明。 瓷料中长石含量过多,同样之温度,烧成易变形。如含量过少,瓷体中因缺乏玻璃质,瓷体无透明性,适当之加入,经均匀之处理,其所烧成之瓷体,可构成半透明性。在釉料中长石为高温釉中主要的助熔剂,因为长石含有不溶解于水的钾、钠,它可视为天然熔块。钾、钠长石太多的釉容易开裂,因含有钠和钾膨胀系数高的物质。我国古代的瓷器,如龙泉窑及哥窑,就是含长石特别多的釉,高温裂纹釉含长石约在百分之七十以上。 ■矽石(SiO2)、石英、硅酸(quartz) 来源：石英为火成岩矿物之一,生于伟晶花冈岩之矿脉内。 性质：熔点1710℃,在高温下易与他物化合为矽酸盐,酸碱不易腐蚀。 用途：在坏体中 (1)在瓷料中对瓷质之白地有助益。 (2)减低烧成瓷体之收缩率。 (3)增强瓷体成熟点之站立性。 在瓷料中加入过量石英时,则影响坏料之可塑性,成坏困难,生坏机械弱,其烧成之瓷器气孔率高,无釉处有渗透性。如用量过少时,其所烧成之瓷体收缩率较大,且烧成之较薄坏体易变形。 ■氧化钠Na2O,碳酸钠(Na2CO3),苏打 氧化钠为强烈的助熔剂,且从低温至高温釉里都可使用。苏打有助于色彩的光泽和浓厚,如：土耳其蓝、埃及蓝。但钠的热膨胀系数大,故含高氧化钠的釉在陶坏上易开裂。且釉面较软,易损坏、剥落,轻微溶解于酸,有风化和变质的倾向。苏打亦为水溶性物质,故应先制成熔块,或者须从钠长石中得到氧化钠。 ■氧化钾(K2O),碳酸钾(K2CO3),珍珠灰 氧化钾在釉内的作用与钠极相似,实际上这两种氧化物的符号,通常用"KNaO",它的意思就是钠和钾在任何比例之下混合。钠和钾具有同样的好处与缺点,它和苏打一样,可使颜色灿烂,
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。 陶瓷配料的计算 题目MgO-Al 2O 3-SiO 2为重要的高温陶瓷材料体系之一，在窑具、电路基板、蜂窝陶瓷等方面具有广泛用途。现利用煤矸石、工业氧化铝、菱镁矿为原料，辅以组分氧化物调节，配制分子式为Mg 1.8Ca 0.2Al 3.85Fe 0.15Si 5O 18的陶瓷配方，若煤矸石用量为50 wt%，其余Al 2O 3由工业氧化铝、MgO 由菱镁矿补充，配方最终由分析纯组分氧化物试剂调节至配方要求。 请问配制1Kg 该陶瓷粉料时，需要各种原料各多少(精确0.001)？其中，煤矸石、磷镁矿化学成分如表所示，工业氧化铝按纯物质计。 表1 预处理煤矸石化学组成 Composition SiO 2 Al 2O 3 MgO Fe 2O 3 CaO Mass fraction/wt% 60 30 5 3 2 表2 磷镁矿化学组成 Composition MgCO 3 FeCO 3 CaCO 3 Mass fraction/wt% 97 2 1 解：具体计算过程如下： 3.1 计算陶瓷的分子量。将其分子式改写为 （MgO ）1.8（CaO ）0.2 （Al 2O 3）1.925（Fe 2O 3）0.075（SiO 2）5 各氧化物的相对分子质量分别为： MgO ：40.3040 CaO: 56.0800 Al 2O 3 :101.9620 Fe 2O 3 :159.6910 SiO 2 :60.0840 陶瓷的相对分子质量为592.4350 g/mol 由此计算1 kg 该陶瓷粉料中各个氧化物所占的质量。具体结果见表3-3 表3-3 陶瓷熟料中各氧化物质量
配置1kg该陶瓷粉料需要原料的计算设计题目：陶瓷坯料的制备 MgO-Al2O3-SiO2为重要的高温陶瓷材料体系之一、在窑具，电路基板，蜂窝陶瓷等方面具有广泛用途。现利用煤矸石、工业氧化铝、菱镁矿为原料，辅以组分氧化物调节，配制分子式为Mg1.75Ca0.25Al3.80Fe0.2Si5O18的陶瓷配方，若煤矸石用量为40wt%，其余Al2O3由工业氧化铝、MgO由菱镁矿补充，配方最终由分析纯组分氧化物试剂调节至配方要求。 陶瓷坯料的配料计算 解：（1）先计算坯料的分子量。将坯式改写为： (MgO)1.75(Al2O3)1.9(Fe2O3)0.1(CaO)0.2(SiO2)5 表1：1kg坯料的质量（g） 项目 MgO Al2O3Fe2O3CaO SiO21mol坯料分子质量 氧化物摩尔数 1.75 1.9 0.1 0.2 5 氧化物分子质 量 40.3400g 101.9613 159.6922 56.0794 60.0843 1000g坯氧化物 质量料对应 118.6078 325.7705 26.8538 23.5759 505.1888 594.6698 煤矸石的质量=1000g×40%=400g 煤矸石中各成分计算： m（MgO）=400g×0.08=32g m（Al2O3）=400g×0.25=100g m（Fe2O3）=400g×0.03=12g m（CaO）=400g×0.04=16g m（SiO2）=400g×0.6=240g 仍需m（SiO2）=265.1888g m（Al2O3）=225.7705g m（Fe2O3）=14.8538g m（MgO）=86.6078g
开放实验 实验十一 陶瓷釉料配方实验 一、目的意义 1．掌握釉料配方实验方案的制定方法、配料操作规程和计算方法。 2．针对生产工艺上出现的问题提出釉料配方的修改措施。 3．釉料配方如何去适应坯料配方，坯釉不适应会出现什么缺陷？采取什么措施使之相适应呢？ 二、基本原理 坯料的化学性质和烧成温度、对釉料的性能要求和釉料所用原料的化学成分工艺性能等是釉料配方的依据。釉层是附着在坯体上的，釉层的酸碱性质、膨胀系数和成熟温度必须与坯体的酸碱性质、膨胀系数和烧成温度相适应。 参考测温锥的标准成分进行釉料配方，按照陶瓷坯体的烧成温度（测温锥标定的温度）配制釉料，可以选择低于坯体烧成温度4~5号测温锥的成分作为釉料配方参考。例如SK10号测温锥所标示的温度为1300℃，也就是某种坯体在SK10号测温锥倒底时烧成，而要找到一种在SK10号或1300℃成熟的釉料，那么这种釉料的釉式应当是SK 4a 。(1160℃）。 借助于成功的经验进行配料，例如釉料成熟温度在1250~1350℃之间的釉料配方中的322/O Al SiO 当量比值控制在7~10范围内，O R RO SiO 22/+当量比值控制在4～6范围内。 三、仪器设备 普通天平（台式）或小磅秤； 铜烧杯、玻璃棒； 砂浴皿、水浴锅、电炉、钳子； 搪瓷汤盆、瓢匙； 固定成分的坯料制的小坩埚（经过素烧的，用以检验坯釉的适应性）； 标准成分的坯料制的生坯试片（8×50×50毫米）； 小球磨罐及磨球若干套： 高岭土、长石、石英、方解石、ZnO 等釉用原料各若干公斤。 四、实验步骤 1．按照下列釉式配制本实验所用的釉料： 2 32210~6|0.1~7.07.03.0SiO O Al CaO O K ? ?? 2．计算生料配合公式量。 3．制备釉料（可以一组做一号配方或二组共做一号配方），每号干料须有0.5~1公斤，按每号之生料配合公式配料，加人适量水及球（料：球=1：1.5）入小球磨罐内，磨至符合
第一章坯体组成的确定 ●一、陶瓷的概述 ●1、陶瓷的发展历史：过火的土，粗陶（建筑使用的砖瓦（秦砖汉瓦）、瓮（现在农村盛面或小麦等农产品的容器，也 用来在战争中使用）），精陶（水缸、三彩陶器），粗瓷，细瓷（包括日用瓷、艺术瓷等），高技术陶瓷（采用精细化工原料和新的加工技术制备的陶瓷）。 ●2、陶瓷的分类（按照显气孔率分）：主要有陶器、炻器、瓷器三类。 ●3、陶瓷的定义：凡采用天然或人工原料，采用传统陶瓷加工工艺生产的无机非金属材料；按照大的分类，无机非金属 材料都是陶瓷。 ●传统陶瓷的主要原料是粘土、长石、石英。普通陶瓷是典型的硅酸盐材料。近期相继出现的新型陶瓷材料与产品，组 成已经脱离了硅酸盐的范畴，采用化工原料配制，采用一些新技术、新工艺对坯料进行加工，如：石英、Al2O3、SiC、Si3N4、TiO2、TiC、TiN、AlN、BN、BC等。 ●4、现代陶瓷坯体的种类（按照显气孔率来分）： ●精陶（按照用途分）：日用精陶、建筑精陶、艺术精陶。 ●瓷器（按照用途分）：日用瓷、艺术瓷、建筑瓷坯体是陶瓷产品的主体。 ●在传统的陶瓷产品外，按照用途还有高技术陶瓷：主要是单一氧化物组成的陶瓷，石英瓷、Al2O3、SiC、Si3N4、TiO2、 TiC、TiN、AlN、BN、BC等，很多都是在生产实践中发现和总结出来的。 ●二、陶瓷的原料 ●传统陶瓷所使用的原料主要有：粘土、长石、石英三大类，按照其性质和在坯体中的作用加入量不同。粘土是主要的 结合剂，把长石和石英等瘠性物料结合起来；长石是主要的熔剂成分，可降低陶瓷的烧结温度；石英具有高熔点、在烧结时起到骨架的作用，烧结过程中产生膨胀减少干燥和烧结收缩，可增强坯体和釉的耐磨性、强度和化学稳定性。 ●粘土主要引入Al2O3和SiO2等主要成分；长石主要引入熔剂等促进烧结的成分，石英主要是补充坯体中SiO2不足。 ●（一）、粘土 ●1、粘土的主要作用 ●提供陶瓷制品的化学组成中必须的SiO2、Al2O3等元素，提供陶瓷生产中必须的塑性、粘结和悬浮等工艺性能，使坯体 获得较大的密度、具有良好的耐火性能，良好的使用性能（具有良好的机械性能和热稳定性）。 ●2、粘土的分类和成因 ●（1）、分类：原生粘土和次生粘土 ●粘土有很多种分类方法。按粘土的成因可分为原生粘土（也叫一次粘土）、次生粘土（也叫二次粘土）；按可塑性分 为高可塑性和低可塑性粘土；按耐火度分为耐火粘土、难熔粘土和易熔粘土；按粘土矿物组成分为高岭石、伊利石、蒙脱石。 ●原生粘土又叫一次粘土或残留粘土，是岩石风化后在原地形成的。在粘土矿物中，高岭土、煤矸石、焦宝石等都是一 次粘土；原生粘土含有较多的石英，低熔物组织含量少，可塑性差，煅烧后呈白色，具有较高的耐火性能，属于耐火粘土，是粘土质耐火材料的主要原料。多应用于粘土耐火砖、造纸、油墨、涂料、橡胶、塑料等制品中。 ●次生粘土又叫二次粘土或沉积粘土，也叫结合粘土，是风化后的粘土借助雨水或风力产生迁移，在低洼处沉积形成的。 我们所处地方的粘土都是次生粘土，苏州土、广东黑泥、潮州泥等也是二次粘土。 ●（2）、成因：岩石的风化。粘土是各种富含硅酸盐矿物的岩石（如长石等）经过风化、水解或热液蚀变等作用 后形成的。 ●深成的岩浆岩在原地风化后，残留原地形成优质高岭土；火山岩风化为膨润土；风化型矿床在地下水的作用下形成潜 蚀、淋积形成矿床。这都是一次粘土。 ●沉积粘土都是二次粘土。 ●3、粘土的矿物组成、矿物结构、化学组成等 ●粘土的矿物 ●（1）、高岭石类矿物：原产江西省高岭村，外观呈坚硬的块状，其理论化学组成为Al2O3·2SiO2·2H2O，是由Al-(O,OH) 八面体与Si-O四面体按1:1形成的层状硅酸盐结构（见下图），层间OH-和O2-以氢键结合，结合力较弱、层状解理，层内离子极少发生置换，只有在边缘破裂处才会出现离子吸附。高岭石矿物还有一种矿物多水高岭，产于叙永又叫叙永石，存在较多的层间水，易吸附各种离子和有机物，可塑性好。 （2）、蒙脱石类矿物：又称为微晶高岭或胶岭石，也叫膨润土，其理论化学组成为Al2O3·4SiO2·nH2O，是由Al-(O,OH)八面体与Si-O四面体按2:1形成的层状硅酸盐结构，层间结合力很弱，水和一些极性分子易进入层间，层间水的数量可变且随着外界湿度和温度变化，产生吸湿膨胀，可塑性极好，所以蒙脱石成分复杂、矿物种类多、杂质含量大，结晶程度差。蒙脱石可塑性好，但烧结收缩和干燥烧结大，在陶瓷坯体中加入量受到限制。蒙脱石常用于陶瓷工业、医药、油墨等。蒙脱石结构见下图。 ●叶腊石和蒙脱石具有相同的结构，但层间以范德华力结合，层间离子不易被置换，也不易吸收水分和其它离子，离子 交换性小、不吸湿膨胀。叶腊石虽然离子交换性差、塑性差，但干燥收缩和烧结收缩小、含水量小，适宜于低温快烧工艺的陶瓷坯体。
陶瓷生产的主要工艺原料 中国的陶瓷工艺具有精湛的制作艺术和悠久的历史传统，在世界上都是少见的，永远值得我们后人敬佩、学习和引以自豪。凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成形、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物，都可以叫陶瓷。制作陶瓷的原料种类很多，不只有陶和瓷的分别，各种陶和瓷的原料又有多种不同的性能和特点、质地、色彩都不尽相同。最主要的是陶土和瓷土、釉料等。 新型陶瓷原料介绍 它除了用传统陶瓷用的矿物原料外，还有： 1、氧化物原料 a、氧化铝：它是新型陶瓷制品中使用最为广泛的原料之一，具有一系列优良性能。此外,它也是高温耐火材料、磨料、磨具、激光材料及氧化铝宝石等的重要原料。 b、氧化锆：它是高温结构陶瓷、电子陶瓷和耐火材料的重要原料。 c、二氧化钛：它是制造电容器陶瓷、热敏陶瓷和压电陶瓷等制品的重要原料。 d、氧化铍:它是高导热性新型陶瓷的重要原料。 e、三氧化二铁：它是强磁性材料的重要原料。 f、二氧化锡：广泛用于电子陶瓷中。 g、氧化锌：它可以使陶瓷材料的机械和电性能得到改善。 h、氧化镍：应用于热敏陶瓷中。 i、氧化铅：在新型陶瓷中主要用作合成PbTiO3、Pb(Zr、Ti)O3以及Pb(Mg1/3、Nb2/3)O3的主要原料。 j、五氧化二铌：在电子陶瓷工业中它用途很广，如用作制造铌镁酸铅低温烧结独石电容器，铌酸锂单晶等的主要原料，同时还可作为改性添加剂。 k、锰的氧化物：如制作湿度传感器、过热保护器等。 l、氧化铬：用作气敏元件、气体警报器的配料中。 m、氧化钴：应用于聚光材料等方面。 2、复合氧化物原料 a、钛酸盐：主要有BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3和PbTiO3等。BaTiO3是压电、铁电陶瓷的重要原料。 b、锆酸盐：主要有BaZrO3和SrZrO3等。应用于磁芯、振荡器等。 c、锡酸盐：主要有BaSnO3、CaSnO3、InSnO3、CaSnO3、NiSnO3和PbSnO3，如CaSnO3用作于电容器中。 d、铌酸盐：主要有LiNbO3和KnbO3。 e、锑酸盐：主要有BaSb2O6、PbSb2O6和MgSb2O6等。 f、铝酸盐:主要有MgAl2O4。 g、铝硅酸盐：主要有3Al2O3o2SiO2。 3、稀土氧化物原料，如：Yb2O3、Tu2O3、Nd2O3、Ce2O3、La2O3等。 4、非氧化物原料 a、碳化物 （1）碳化钛：做刀具等。 （2）碳化硼：它是金属陶瓷、轴承、车刀等的制作材料。
一、何克服陶瓷制品釉面无光的缺陷： 1、产生原因： ① 釉料这熔剂少，熔点高，烧成温度不够。 ② 施釉太薄，或施釉时釉料未经搅拌均匀。 ③ 已施釉的坯体接近于多孔性的吸水性强的坯体和器物时，很容易使有釉的坯体釉面受到影响。 ④ 燃料中硫磺过多，烧成二氧化硫气体和灰份与釉料化合而生成硫化物，从而提高了釉熔点，促使釉面产生无光。 2、克服措施： ① 适当增加釉的浓度或多上几次釉。 ② 适当增加釉料中的熔剂，降低耐火度，或适当提高烧成温度。 ③ 已施釉的坯体要避免接近无釉或某此吸水性强的器物，无釉坯和釉坯不能在同一匣钵内烧成。 光泽釉，半无光釉，无光釉与碎纹釉：各种釉料对于光线吸收不同，而区别为光泽釉、半无光釉、无光釉及碎纹釉品种。上述釉料均呈色丰富，釉色种类很多，仅就瓷砖釉料的发展趋势将逐渐转向半无光、无光釉系列。无光釉用成色元素不多，但釉色很丰富，已经形成高岭质无光釉、碱性无光釉、二氧化硅质无光釉种类。其中，又以钡无光釉、锌无光釉、镁无光釉为其主要代表。此外还有结晶型无光釉、锂辉石析晶型无光釉、难溶性无光釉等类型。碎纹釉是釉面生成网状龟裂纹，适宜于瓷砖装饰，最早起源于我国的碎瓷产品。后来西方国家将其用于瓷砖装饰，收到格外美的效果。由于坯釉的膨胀系数不同而发生龟裂现象，碎纹釉的配制方法有五种：如采用两种具有不同收缩率的釉，将有高收缩率的釉料施于普通釉上，烧成后上层釉龟裂可以透见下层釉；增加釉的可溶性使釉的收缩增加，如增加长石与硼酸的量；增加釉的收缩率，减少坯的收缩率；使产品急冷工艺也可生成碎纹釉；有的釉在经年放置后也能形成碎纹釉。如法国采用在普通釉料中增加二氧化硅，矾土或碱类的方法，制成碎纹釉品种。有的采用多次烧成方法以形成不同的碎纹与颜色效果。 陶瓷的釉面光泽度与配方间关系：瓷器的光泽度与釉层表面的平整光滑程度和折射率有关，它取决于光线在釉面产生镜面反射的程度，是成瓷产品的重要表观质量指标之一，如果釉层表面光滑，反射效应强烈，则光泽度就好。影响釉面光泽度的因素不外乎釉的配方组成和生产工艺，因为釉的配方组成会影响釉的始熔温度、高温粘度和表面张力，而这些因素又直接影响釉面的平滑程度，进而影响光泽度。影响釉面光泽度的表观缺陷有针孔、波浪纹、桔釉、釉缕等。为了提高瓷器的釉面质量，在拟定釉料配方时应考虑使釉面具有较高的折射率、较高的始熔温度，因为这更有利于烧成时分解气体的排除，减少釉在高温时的铺展和釉层中气体的逸出不利，易引起波纹和桔釉。适当的釉面粘度利于改善釉的高温流动性，降低釉层的显气孔；适当的表面张力会使釉层在坯体表面得到均匀的铺展，使釉面平整光滑，从
陶瓷坯釉料配方系统的研制 摘要陶瓷坯釉料配方的最优化计算是工艺技术人员需解决的工艺关键技术问题之一。采用C语言设计了复合形法陶瓷配料优化模块，并在Visual Foxpro 5.0 平台上开发了陶瓷数据库管理系统及其应用软件。该软件包包括数据库管理、最优化计算、性能计算、系统维护、帮助系统等五大模块。初步应用表明:该软件包功能齐全、计算速度很快，能满足陶瓷企业配方设计与管理要求。引言在陶瓷坯釉料配方计算和成分设计中，多采用手工进行，不仅耗费大量人力，而且计算出的结果不一定是最优解。近年来，国内外学者开发研制了一些最优化计算软件，大多数采用FORTRAN、BASIC、ALOGOL 60等语言在DOS环境下编写而成，当满足一定条件时，可得到较好的配料结果。但这些软件普遍存在一些问题:?DOS 下软件界面不友好，不能实行人机对话，大量输入参数需要使用者非常熟悉该软件和设计该软件的语言。?缺乏相应的软件管理及维护功能，对大量数据也缺乏相应的管理功能。?没有提供在线帮助。为此，我们采用C语言设计了坯釉料配方优化程序，并利用Visual Foxpro 5.0开发工具编制了数据库管理系统和软件界面。 1 坯釉料配方最优化计算 1.1 坯、釉料配方计算的一般过程及约束条件 配方计算是在已知坯、釉料化学组成和一组备择原料化学组成的前提下，要求通过计算得到配方(即原料的配料比或配料组成)，使得配方所得坯釉料的化学组成尽可能与设计的坯釉料化学组成接近。设X为第i种原料的第j种成分的ij 百分比含量值，Y为坯釉料配方和第j种成分的百分比含量值，n为所选原料 种j 数，m为成分个数，f(X)为第i种原料的百分比含量。按照要求，需解: i
《陶瓷原料准备工》复习题 一、选择题 1、按照陶瓷概念和用途，我们可将陶瓷制品分为以下两大类。 A、结构陶瓷和功能陶瓷 B、陶器和瓷器 C、传统陶瓷和新型陶瓷 D、日用陶瓷和工业陶瓷 2、我国陶瓷内陶器发展到瓷器的过程中，还经历了以下一个阶段。 A、带釉陶瓷 B、原始瓷器 C、青白瓷 D、炻器 3、青花和釉里红是我国代在景德镇瓷区首先烧制成的。 A、唐代 B、宋代 C、元代 D、明代 4、细瓷器的吸水率一般是。 A、<3% B、<12% C、<1% D、<0.5% 5、炻器的吸水率一般是。 A、<3% B、<12% C、<1% D、<5% 6、功能陶瓷是具有以下功能的陶瓷材料。 A、电、光、声功能 B、耐磨、耐热、高强度、低膨胀 C、生物、化学功能 D、电、磁、光、声热及生物、化学 7、传统陶瓷是以下几种陶瓷材料的通称。 A、粗陶、精陶、瓷器 B、日用陶瓷、工业陶瓷 C、陶器、炻器和瓷器 D、日用的陶瓷、建筑卫生陶瓷 8、官、哥、定、钧、汝五大名窑是我国代的重要的瓷工业成就。 A、宋代 B、明代 C、唐代 D、元代 9、我国在已经能烧制Fe2O3含量少，胎体致密的青瓷。 A、汉代 B、东汉晚期 C、唐代 D、隋代 10、半导体陶瓷、压电陶瓷、铁氧体材料是。A、结构陶瓷 B、氧化物陶瓷 C、功能陶瓷 D、非氧化物陶瓷 11、母岩风化崩解后在原地残留下来的粘土是。 A、次生粘土 B、沉积粘土 C、原生粘土 D、高岭土 12、膨润土、木节土、球土是。 A、硬质粘土 B、低可塑性粘土 C、高可塑性粘土 D、高岭土 13、粘土主要矿物类型有以下三种能。 A、高岭土、膨润土、绢云母 B、高岭土、膨润土、白云母 C、多水高岭、蒙脱石、伊利石 D、高岭石、蒙脱石、伊利石 14、粘土原料中主要杂质矿物除碳酸盐及硫酸盐类，铁和钛的化合物，有机质外，还有。 A、长石 B、石英 C、石英和母岩残渣 D、碱石 15、影响粘土烧结的主要因素是粘土是。 A、颗粒组成 B、化学组成 C、颗粒组成和化学组成 D、化学组成和矿物组成 16、生产日用陶瓷一般选用含钾长石较多的钾钠长石。要求K20＋Na2O总量为。 A、不大于11％ B、不小于11％ C、不小于13％ D、不小于15％ 17、高岭石的矿物实验式为。 A、K20·Al203·6Si02 B、Al203·Si02·H20 C、Al203·4Si02·H20 D、Al203·2Si02·2H20 18、滑石的矿物实验式是。 A、2MgO·2 Al203·5SiO2 B、3MgO·4 Si02·H2O C、3MgO·2Si02·2H20 D、CaO·MgO·2SiO2 19、白云石的化学式是。 A、CaMg(CO3)2 B、 MgCO3 C、3MgOSiO2H2O D、CaOSiO2 20、方解石的化学式是。 A、MgCO3 B、CaCO3 C、CaOSiO2 D、CaSO42H2O 21、在陶瓷坯料中，膨润土使用量不宜过多，一般用量是。 A、5％左右 B、7％左右 C、3％左右 D、6％左右 22、石英晶型转化在生产过程中危害较大的是。 A、低温型快速转化 B、高温型缓慢转化 C、低温型缓慢转化 D、高温型快速转化 23、影响粘土可塑性的主要因素有。 A、粘土颗粒分散度 B、粘土颗粒的分散度、形状及水的用量 C、粘土颗粒形状 D、粘土颗粒的分散度及形状 24、影响成形工艺的粘土工艺性能具有可塑性、结合性、离子交换性及。 A、触变性 B、干燥收缩 C、触变性和干燥收缩 D、流动性 25、粘土工艺性能中与烧成工艺有关的有烧成收缩、耐火度及。 A、烧结温度 B、烧结范围 C、玻化温度和烧成温度 D、烧结温度和烧结范围 26、加入以下原料可以降低可塑性。 A、长石 B、滑石 C、石英、熟瓷粉和瘠性粘土 D、膨润土 27、常用测定可塑性方法有可塑性指标和可塑性指数，高可塑性泥料的可塑性指数是。 A、7—15％ B、<15% C、>13% D、>15% 28、在几种主要粘土矿物中，触变性较大的是。 A、高岭石 B、蒙脱石 C、蒙脱石和伊利石 D、伊利石29、根据粘土的化学组成，可按发下经验公式近似计算耐火度。 A、Ｔ耐=(360+W A+W mo)/0.228 B、Ｔ耐=(360+W A-W mo)/0.228 C、Ｔ耐=(360-W A-W mo)/0.228 D、Ｔ耐=(360+W A-W mo)/0.228 30、计算干燥线收缩的公式是。 A、 SF=(L干-L0)/L0×100% B、 SF=(L0-L干)/L干×100% C、 SF=(L0-L干)/L0×100% D、 SF=(L0-L干)/100 31、釉的始熔温度是指。 A、釉开始流淌时的温度 B、釉的软化变形点的温度 C、釉的熔融温度 D、釉的熔融温度范围的上限温度 32、釉的表面张力过大，容易造成。 A、缩釉缺陷 B、流釉 C、剥釉 D、釉面发干 33、影响釉粘度的最重要因素是。 A、釉料组成和细度 B、釉料细度和烧成温度 C、釉料熔融温度范围 D、釉料组成和烧成温度 34、研究表明，优良光亮釉的Al2O3:SiO2摩尔数比是。 A、1:3—1:7 B、1:7—1:11.5 C、1:5—1:11.5 D、1:7—1:10 35、釉中网络结构的基本组元是。 A、Al2O3 B、SiO2 C、B2O3 D、Al2O3和SiO2 36、在釉组成中，能破坏[SiO4]网络结构，使硅氧四面体，间联接程度降低，从而降低釉粘度的是。 A、Al2O3 B、B2O3 C、碱金属氧化物 D、ZrO2 37、碱金属氧化物降低釉麦面张力作用较强，其顺序为。 A、Li+＜Na+＜K+ B、K+＜Na+＜Li+ C、Li+＜K+＜Na+ D、Na +＜K+＜Li + 38、窑内气氛对釉熔体表面张力也有影响，还原气氛下的表面张力约比氧化气氛下增大。 A、20% B、15% C、10% D、8% 39、硬质瓷器釉的线膨胀系数最好比坯低。 A、1.0×10-6/℃ B、0.5×10-6/℃ C、1.5×10-6/℃ D 、0.8×10-6/℃ 40、α釉＞α坯时，在冷却过程中，釉层容易形成。A、釉层龟裂 B、釉层剥落 C、缩釉 D、釉层无光 41、釉中氧化物能明显增大釉的膨胀系数的是。A、K2O、Na2O B、Li2O、K2O、Na2O C、CaO、MgO D、ZnO 42、在下列几组氧化物中，能显著提高釉面光泽度的是。A、CaO、Mgo B、K2O、Na2O C、BaO、PbO D、ZnO、SiO2 43、釉中Al2O3含量过多会明显增大。 A、釉的膨胀系数 B、釉的表面张力 C、釉的粘度 D、釉的粘度和釉的难熔程度 44、釉中CaO通常用以下原料引入。A、钙长石 B、白云石 C、碱石 D、石灰石、方解石 45、釉中MgO通常用以下原料引入。A、瓷石 B、硅灰石 C、方解石 D、滑石、白云石 46、铝丹的化学式是。A、PbO B、Pb3O4 C、2PbCO3·Pb(OH)2 D、PbCO3 47、在以下几组氧化物中，常用的乳浊剂是。 A、Cao、MgO B、BaO、PbO C、SnO2、ZrO2、TiO2 D、ZnO、PbO、SiO2 48、制备熔块的配合规则要求，应将以下原料配入熔块。 A、粉状原料 B、熔剂原料 C、水溶性原料，有毒原料 D、易挥发的原料 49、熔块配合规则要求，熔块组成中Al2O3与碱性氧化物的摩尔数比应小于。 A、0.15 B、0.2 C、0.25 D、0.3 50、熔块组成中R2O与RO的摩尔数比应小于。 A、0.5 B、1 C、1.5 D、1.2 51、熔块组成中若含B2O，则SiO2与B2O3的摩尔数比必须大于。A、1 B、1.5 C、2 D、2.5 52、长石质瓷的组分中Al2o3与Sio2的摩尔数比一般为。A、1：4 B、1：5 C、1：5.5 D、1：7 53、我国长石质瓷的示性矿物组成范围中粘土物质的含量为。A、20-30％B、25-35％C、40-50％ D、45-55％ 54、烧成温度在1250－1450℃的绢云母质瓷配料比例中瓷石的加入量为。 A、70-30％ B、30-70％ C、30-60% D、40-70％ 55、影响泥浆流动性因素中有一种是。 A、电解质的作用 B、泥料化学组成 C、粘土加入量 D、石英、长石加入量 56、长石质瓷的相组成范围中，玻璃相含量一般为。 A、10-30％B、14-25％C、50-60％D、45-55％ 57、镁质瓷的理论基础是以下三个系统中的一个。 A、K2O-Al2O3-SiO2 B、 MgO-CaO-SiO2 C、MgO-Al2O3-SiO2 D、Mg2SiO4-Al2O3-SiO2 58、我国长石质的烧成温度一般为。A、1250～1350℃B、1300～1350℃ C、1250～1400℃D、1200～1350℃ 59、长石质瓷坯料中Al2O3摩尔数一般是。 A、不低于3 B、不低于2 C、不高于2 D、不高于3 60、白瓷坯料组成中的Fe2o3含量为。 A、0.5％以下B、1％以下C、1.5％以下D、0.5-1.5％ 61、长石质瓷中K2o、Na2o主要由长石引入，一般K2O＋Na2O含量为。