坯体致密度的测定

测试九问答与计算1．（5分）Si和Al的原子量非常接近（分别为28.09和26.98），但SiO2及Al2O3的密度相差很大（分别为 2.65 g/cm3及 3.96 g/cm3）试运用晶体结构及鲍林规则说明这一差别。

2．（15分）石墨、云母和高岭石具有相似的结构，请分析它们结构的区别以及由此引起的性质上的差异。

3．（1）（5分）在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6 ev，分别计算 25 ℃和 1600℃时热缺陷的浓度。

（2）（5分）如果MgO晶体中，含有百万分之一的Al2O3杂质，则在 1600 ℃时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？请说明原因。

4．（15分）非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物的密度将发生怎样的变化？为什么？5．（10分）在组成为16Na2O.xB2O3.(84-x)SiO2的熔体中，当x<15 mol％时，增加B2O3的含量使粘度升高；当x> 15mol％时，增加B2O3的含量，反而会使粘度降低，为什么？6．（10分）用Na2CO3和Na2SiO3分别稀释同一粘土泥浆，试比较电解质加入量相同时，两种泥浆的流动性、触变性和坯体致密度的大小。

7．（10分）试说明中各项所代表的意义，并解释同样是间隙扩散机构，为什么在相同的温度下，杂质在介质中的扩散系数比介质本身形成间隙离子的扩散系数大？8．（10分）扩散系数与哪些因素有关？为什么？为什么可以认为浓度梯度大小基本上不影响D值，但浓度梯度大则扩散得快又如何解释？9．（1）（8分）当测量氧化铝－水化物的分解速率时，一个学生发现在等温实验期间，重量损失随时间线性增加到50％左右。

超出50％时重量损失的速率就小于线性规律。

线性等温速率随温度指数地增加，温度从 451℃增加到 493℃时速率增大10倍，试计算反应活化能。

（2）（7分）何谓矿化剂？在固相反应中加入少量矿化剂可促进反应加速进行，解释其原因。

题目：日用长石质瓷配方设计、试样制备及其性能测试1 实验目的①深刻常用陶瓷原料在陶瓷坯料中的作用；②掌握坯料配方设计和实验研究方法；③掌握实验技能，提高动手能力；④提高分析问题和解决问题的能力；⑤为毕业论文实验、进一步深造或从事专业技术工作奠定良好的基础。

2 实验原理和步骤2.1实验原理长石质瓷是目前国内外陶瓷工业所普遍采用的一种瓷质。

即 K 2O-Al2O3 -SiO2 系统 ,配料因各原料不同主要为高岭石类粘土、瓷砂、瓷土等伊利石类原料 ,以及钾长石、钠长石、石英;为了降低烧成温度 ,缩短烧成周期 ,目前许多企业都引入少量含 CaO、 MgO的原料。

滑石是瓷质砖性能优良的熔剂(矿化剂),在普通瓷质砖坯料中加入少量滑石 ,可以降低烧成温度 ,在较低的温度下形成液相(因为滑石与钾长石之间存在最低共熔点)。

在烧成过程中，发生一系列物理化学变化，最后玻璃相填充气孔间隙，玻化成瓷。

在这期间，坯体的线收缩率和吸水率也不断发生改变，可以通过对不同温度下两者的测定，可以确定出烧成温度范围。

2.2 实验步骤2.2.1配料按照料：球：水 = 1：2：1总体配料量：原料总量为300g，球石2×300 = 600 g，水量 1×300 = 300 g；按所设计配方:苏州土41.07g,洪江土57.54g，滑石粉5.91g，长石57.78g，生砂石48.99，石英88.71g，额外1.5g碳酸钠作减水剂。

2.2.2球磨球磨机转速：600～800 r/min ；球磨时间：30 min；2.2.3过筛过筛及烘干：将球磨罐中的料球水同时过80目筛于一瓷盘中，放入烘箱（大约120℃）进行烘干4h。

2.2.4研磨及过筛将烘干好的泥块用研钵进行研磨，注意研磨时应注意不可使物料被过多地研出研钵，以保证后续的干压成型过程中试样量。

再将研磨好的物料过40目的筛子。

2.2.5喷雾造粒及过筛将过筛之后的物料均匀地铺开，利用压力式喷雾器进行造粒，使含水量大约在6~7%，然后在进行过筛（20目）。

２ ２ 底釉 配方 ，
２ ２ １ 底釉 原 料 的选择 ．． 在 确 定 底釉 配 方 后 ， 尽 可 能 选 择 高 白度 、 温 、 应 低 烧成过 程 中能 生成 大量 玻璃 相 的原 材 料 。使用 特 殊 组 分的不 透 水 底 釉 熔 块 （ 钛 量 较 高 的 低 温 结 晶 熔 块 含 釉） 还 需 加入 含钙 镁 等 烧 后 能 生 成 白色 的 原 料 ， 且 ， 而 结合性 好 ， 白云 石等 。除 此 之外 ， 需加 入 部分 钠 长 如 还
如果是 红 坯体 ， 该 不用 考虑 透水 问题 ， 应 因为其坯
体 本身是统 一 的红 色 ， 即使 吸水 也 看 不 出水 印 。 因为
红 坯体含铁 量 高 ， 融 效 果 好 ， 项 物化 性 能合 格 ； 熔 各 而
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３ ・ ８
釉面砖 坯体 的化 学组 成 （ 量 ％） ：ｉ， ５～７ ， 质 为 Ｓ ６ Ｏ ３
Ａ ２ ３１ Ｉ０ ６２． ２ ５，
Ｆ２ ， ． ，ｉ 。我们 不但 要 降低烧 失量 ， 要适 ｅ０ ＜１５ ＴＯ ＜１ 还
２ １ 底釉 细 度 ，
由于二 次烧 釉 面砖 无需 考 虑 坯体 排 气 问 题 ， 因此
会透 水 ； 果能 把坯体 的吸水率 降低 ， 么就可 以减少 如 那 吸水 量 。具 体应 从 以下几 个方 面进行 调 整 ：
１ １ 坯 料 的 细 度 ．
可以在 不改 变 配方 的 情 况 下 降 低 底 釉 的 细 度 ， 以提 高 熔融 效 果 ， 到 隔水 的作 用 。在 要 求 白度 很 高 而 又 要 达
１ 坯 体 配 方 的 调 试
釉 面砖 浸水 后 ， 透过 坯体 ， 会 因此 要求化 妆 土 不仅 釉面砖 吸水 率 国标 ： ７ ， ＜１ ％ 釉烧后 一般 吸水 率 为

1-10临界半径比的定义是：紧密堆积的阴离子恰好互相接触，并与中心的阳离子也恰好接触的条件下，阳离子半径与阴离子半径之比。

即每种配位体的阳、阴离子半径比的下限。

计算下列配位的临界半径比：（a）立方体配位；（b）八面体配位；（c）四面体配位；（d）三角形配位。

解：（1）立方体配位在立方体的对角线上正、负离子相互接触，在立方体的棱上两个负离子相互接触。

因此：（2）八面体配位在八面体中，中心对称的一对阴离子中心连线上正、负离子相互接触，棱上两个负离子相互接触。

因此：（3）四面体配位在四面体中中心正离子与四个负离子直接接触，四个负离子之间相互接触（中心角）。

因此：底面上对角中心线长为：（4）三角体配位在三角体中，在同一个平面上中心正离子与三个负离子直接接触，三个负离子之间相互接触。

因此：2-10ZnO是六方晶系，a=0.3242nm，c=0.5195nm，每个晶胞中含2个ZnO分子，测得晶体密度分别为5.74，5.606g/cm3，求这两种情况下各产生什么型式的固溶体？解：六方晶系的晶胞体积V===4.73cm3在两种密度下晶胞的重量分别为W1=d1v=5.74×4.73×10-23=2.72×10-22(g)W2=d2v=5.606×4.73×10-23=2.65×10-22(g)理论上单位晶胞重W==2.69(g)∴密度是d1时为间隙型固溶体，是d2时为置换型固溶体。

2-11非化学计量化合物Fe x O中，Fe3+/Fe2+=0.1，求Fe x O中的空位浓度及x值。

解：非化学计量化合物Fe x O，可认为是α(mol)的Fe2O3溶入FeO中，缺陷反应式为：Fe2O32Fe+V+3O Oα2αα此非化学计量化合物的组成为：Fe Fe O已知：Fe3+/Fe2+＝0.1则：∴α＝0.044∴x＝2α+(1－3α)＝1－α＝0.956又：∵[V3+]＝α＝0.044正常格点数N＝1+x＝1+0.956＝1.956∴空位浓度为3-5玻璃的组成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2，计算桥氧分数？解：Na2O CaO SiO2wt%131374mol0.210.23 1.23mol%12.613.873.6R=(12.6+13.8+73.6×2)/73.6=2.39∵Z=4∴X=2R﹣Z=2.39×2﹣4=0.72Y=Z﹣X=4﹣0.72=3.28氧桥%=3.28/（3.28×0.5+0.72）=69.5%3-9在SiO2中应加入多少Na2O，使玻璃的O/Si=2.5，此时析晶能力是增强还是削弱？解：设加入x mol的Na2O，而SiO2的量为y mol。