配置1kg该陶瓷粉料需要原料的计算1

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配置1kg该陶瓷粉料需要原料的计算1

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普遍用途。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。
m（CaO）=23.5759-16-1.3941=6.182g
m（SiO2）=505.1888-240=265.189g
m（工业Al2O3）=325.7705-100=225.771g
表2： 1Kg陶瓷粉体的原料用量（g）
组分
MgO
Al2O3
Fe2O3
CaO
SiO2
小计
1Kg陶瓷粉体的质量
118.608
以所需MgO为基准计算需要
m（MgCO3）=86.6078/0.4780=181.1879g
则m（菱镁矿）=181.1879/0.95=190.7241
提供m（Fe2O3）=118.1879×2/95×0.6892=1.715g
m（CaO）=118.1879×2/95×0.5603=1.394g
则仍需加入的氧化物m（Fe2O3）=26.8538-12-1.7148=13.139g189
1000
煤矸石的质量
32
100
12
16
240
400
菱镁矿的质量
86.806
—
1.715
1.394
—
89.717
分析纯组分氧化物试剂质量
—
225.771

陶瓷配方计算

四、用三元系统法计算配方
三元系统法是先把坯料和所用原料中氧化物换算为 RO2-Al2O3-SiO2三元系统，然后用代数法或图解法计算，换算方法是：
1.把化学组成中主要形成熔剂的氧化物CaO、MgO、 Na2O分别乘以1.68、2.35、1.5转换成相当K2O的含量。
2.把Fe2O3乘以0.9转化为相当 Al2O3的含量。
例：用A、B、C三种原料配成瓷器坯料，现已将其化学组成转化为三元系统所要求的形式，如下表示，试用代数法求三种原料的配比。
类别
坯料
原料A 原料B 原料C
单位
%
% % %
R2O
4.5
2.44 2.59 13.02
Al2O3
26.2
16.80 41.35 22.51
SiO2
69.3
80.76 56.06 64.47
K2O：2.17； Na2O：2.001 ⑵ 计算各氧化物的摩尔数（百分比/分子量）
SiO2： 67.09/60.06=1.116； Al2O3 ：26.33/101.94=0.2583 依此类推得： Fe2O3：0.0054； CaO：0.0217； MgO：0.0084
K2O：0.0230； Na2O：0.0323 ⑶ 以中性氧化物摩尔数总和为基准，令其为1，计算相对摩尔数
根据杠杆定理算出三种原料的配比：
A% = (DR/AR) ×100% = (9.8/20.6) ×100% = 45.57%
含有原料B和C的R = AD/AR；而B=(CR/CB) ·R；C=(RB/CB) ·R
故
B%=(AD/AR) (CR/CB) ×100% = 36.20%
C%= (AD/AR) (RB/CB) ×100% = 16.17%

原料及配料计算

第四章
硅酸盐水泥的原料及配料计算
配料：根据水泥品种、原料的物理、化学性能与具体的生产条件，确定原料的配合比，称为生料的配合，简称配料。本章主要内容： 1. 原料的种类及特征 2. 生料的易烧性 3. 熟料组成的选择 4. 配料计算
§4.1
原料的种类及特征
• 生产硅酸盐水泥的主要原料：石灰质原料和粘土质原料。 • 通常，生产1t硅酸盐水泥熟料约消耗1.6t左右的干原料，其中干石灰质原料约占80％左右，干粘土质原料约10％～15％。
Ca(OH)2
可代替部分石灰质原料
粉煤灰
煤粉燃烧后粉状灰烬
以SiO2、 Al2O3为主
1.作混合材料； 2.代替部分或全部粘土参与配料。
炉渣
锅炉煤灰渣
§4.2 生料的易烧性一、生料的易烧性定义与表示方法定义：是指生料在窑内煅烧成熟料的过程中相对难易程度。表示方法 ·实用易烧性：在1350℃恒温下，在回转窑内煅烧生料CaO≤2％达到所需要的时间。
游离SiO2。
石灰质原料的质量要求成分 CaO MgO f-SiO2（燧石或石英） ≤4 SO3 ≤ 1 Na2O+ K2 O ≤0.6
含量（％）
≥48
≤3
◇石灰质原料的选择
·搭配使用； ·限制MgO含量；（白云石是MgO的主要来源，含有白云石的石灰石在新敲开的断面上可以看到粉粒状的闪光）； ·限制燧石含量（燧石含量高的石灰岩，表面常有褐色的凸出或呈结核状的夹杂物）； ·新型干法水泥生产，还应限制K2O、Na2O、SO3、Cl等微量组分。
黑土与棕壤
SiO2高 2.6-2.9 17～20 2.7-3.1 17～45 20～25
红壤与黄壤

物料平衡计算的技巧和步骤

三、物料平衡计算的方法和步骤（一）水泥厂的物料平衡计算1.烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算（1）年平衡法计算步骤是：按计划任务书对工厂规模（水泥年产量的要求），先计算要求的熟料年产量，然后选择窑型、规格，标定窑的台时产量，选取窑的年利用率，计算窑的台数，最后再核算出烧成系统和工厂的生产能力。

①要求的熟料年产量可按式（3-1）计算： Q y =ped ---100100G y （3-1)式中 Q y ——要求的熟料年产量（t/a ）；G y ——工厂规模（t/a ）；d ——水泥重视高的掺入量（%）；e ——水泥中混合材的掺入量（%）； p ——水泥的生产损失（%），可取为3%~~5%。

当计划书任务书规定的产品品种有两种或两种以上，但所用的熟料相同时，可按下式分别求出每种水泥要求的熟料年产量，然后计算熟料年产量的总和。

Q y1=pe d ---10010011G y1（3-2）Q y2=pe d ---10010022G y2(3-3)Qy=Q y1+Q y2(3-4)式中 Q y1，Q y2——分别表示每种水泥要求的熟料年产量（t/a ）；G y1，G y2——分别表示每种水泥年产量（t/a ）； d 1，d 2——分别表示每种水泥中石膏的渗入量（%）； e 1，e 2——分别表示每种水泥中混合材的渗入量（%）； Q y ——两种熟料年产量的总和（t/a ）。

②窑的台数可按式（3-5）计算：n=1.8760h QQyη (3-5)式中 n ——窑的台数；Q y ——要求的熟料年产量（t/a ）;Q h.1——所选窑的标定台时产量【t/(台·h)】；η——窑的年利用率，以小数表示。

不同窑的年利用率可参考下列数值：湿法窑0.90，传统干法窑0.85，机立窑0.8~0.85，悬浮预热器窑、预分解窑0.85；8760——全年日历小时数。

算出窑的台数n 等于或略小于整数并取整数值。

例如，n=1.9，取为两台，此时窑的能力稍有富余，这是允许的，也是合理的。

第三章配料及计算

五、弄清各原料在陶瓷材料中的作用
弄清各种原料在陶瓷材料中的作用及材料性能的影响，是进行配方试验的基础
第二节坯、釉料表示方法
一、配料比表示
1、配料比：即是直接列出所用的各种原料的质量百分比。 2、釉面砖坯体的配方为：磷矿渣50%、蜡石、釉面砖坯体的配方为：磷矿渣50% 50%、蜡石 35%、紫木节土15%。 35%、紫木节土15%。 3、卫生瓷乳浊釉的配方为：长石33.2%、石、卫生瓷乳浊釉的配方为：长石33.2%、石英20.4%、苏州高岭土3.9%、广州锆英石 20.4%、苏州高岭土3.9%、广州锆英石 13.4%、氧化锌4.7%、煅烧滑石9.4%、石 13.4%、氧化锌4.7%、煅烧滑石9.4%、石灰石905%、碱石5.5%。灰石905%、碱石5.5%。
5．TiO2一般可认为由金红石提供。 6．除去以上各种矿物中所含的SiO2量后，．除去以上各种矿物中所含的SiO 剩余的SiO 剩余的SiO2可作为游离石英。
例3 某粘土的化学全分析如下表质量）（%质量）：
SiO2 Al2O3 59.25 29.70 MgO K2O 微量 0.48 试计算其矿物组成。 Fe2O3 0.16 Na2O 0.05 CaO 0.28 灼减 10.08
3）按碱性、中性、酸性氧化物的顺序排列出坯式 0.3015K2O 0.1045Na2O 0.9933Al2O3 5.354SiO2 0.0297CaO 0.0067Fe2O3 0.0295TiO2 0.0192MgO 若化学组成中未包含灼减，则仍照上述程序计算，所得坯式的结果不变，即灼减对实验式没有影响。
2、对于坯式是将中性氧化物（R2O3）摩尔、对于坯式是将中性氧化物（R2O3）摩尔数调整为1 数调整为1。 3、对于釉式则是将碱性氧化物（R2O=RO）、对于釉式则是将碱性氧化物（R2O=RO）的摩尔数综合调整为1 的摩尔数综合调整为1

玻璃熔窑设计第四章热工计算

第 4 章总工艺计算耗热量的计算已求得的数据①原料组成见表4-1②碎玻璃用量占配合料的20%。

③配合料（不包含碎玻璃）水分：4%。

④玻璃熔化温度1465C湿粉料中形成氧化物的数量见表3-2表4-2形成玻璃液的各氧化物的量单位：质量分数（%）湿粉料逸出气体组成见表4-3表4-3逸出气体组成配合料用量的计算碎玻璃量 20 ( 4 1、粉料量 =80 (4-1、即：碎玻璃量=20 X 粉料量80即1 kg 粉料中需要加入kg 碎玻璃，可以得到玻璃液:%Xl + =因此，熔制成为1 kk 玻璃液需要粉料量：1G 粉==09粉 1.0493熔化成1 kg 玻璃液需要的配合料量为：+ =生成硅酸盐耗热量(以1 kg 湿粉料进行计算，单位kJ/kg ) 由CaCO 3生产CaSiO 3时反应耗热量q 1 ：q 1 = =x ( + + ) /100 =由MgCO 3生成MgSiO 3时反应耗热量q 2：q 2==x+ + /100=由CaMg(CO 3)2生成CaMg(SiO 3)2时反应耗热量q 3：q 3== X ( + ) /100=由NaCO 3生成NaSiO 3时耗热量q 4：0.251.0493 =0.2383q4== X1OO=由Na2SO4 生成NaSO3 时耗热量q5：q5= X1OO=1 kg湿粉料生成硅酸盐耗热量：q o= q i+ q2 + q3+ q4 + q5—H—I—I——（kJ）玻璃形成过程的热量平衡（以生成1 kg玻璃液计，单位是kJ/kg,从0C算起）①支出热量a.生成硅酸盐耗热量：q i—q o G粉一X—b.形成玻璃耗热量：q n—347G粉（1—气）kJ—347XX（ 1 －X）—c.加热玻璃液到1465E耗热量：q m—C玻t玻C 玻—+ X0—4t 玻—+ X0—4X465—q m —C 玻t 玻—X465—d.加热逸出气体到1465E耗热量：q^ —气G粉C气t熔式中V气—粉—熔—1465 °CC 气—C CO2（CO2%+ SO2%）+ C H2O H2O%— X（+）%+ X%q^ =气G 粉C 气t 熔—XXXX1645e.蒸发水分耗热量：q v—2491G粉G水q v —2491G粉G 水—2491XX% —共计支出热量：q支一q【+ q n + q m + q^ + q v—++++②收入热量（设配合料入窑温度为36C）a.由碎玻璃入窑带入的热量：q^ —C碎玻璃G碎玻璃t碎玻璃—4C 碎玻璃—+ X10 X36—q^ —C碎玻璃G碎玻璃t碎玻璃—X/^36 —b.由粉料入窑带入的热量：q^ = C粉G粉t粉q^ = C 粉G 粉t 粉=XX36=共计支出热量：q收=中+ q皿=+ =③熔化1 kg玻璃液在玻璃形成过程中的耗热量:q = q 支—q 收=—=燃烧计算烟气组成计算：5：1•重油成分见下表4-4表4-4重油成分单位：质量分数（%）2.计算基准：100g重油；条件：重油完全燃烧;窑内气体或火焰按其化学组成成分以及具有的氧化或还原能力分为氧化气氛、中性气氛、还原气氛三种。

第三章配料计算

说明：总计为100时，分母可用100减去灼减或各氧化物含量相加；总计不为100时，分母可直接将各氧化物含量相加。
2.将各氧化物的质量百分数被各氧化物的摩尔质量去除
SiO2 67.09 60.1 1.116
Al2O3 26.33 101.9 0.2583
Fe2O3 0.8575 159.7 0.0054
பைடு நூலகம்K2O 0.88
Na2O 灼减量 0.22 －－
3.4.2.3 矿物组成表示法
• 配方中粘土、石英及熔剂类矿物的质量百分数表示的方法 • 例如：某釉面砖配方
名称％
粘土类矿物 51
石英 28
熔剂类矿物 21
3.4.2.4 实验式表示法
陶瓷配料一般为混合物，可以用化学实验式来表示，即以各种氧化物的摩尔比来表示。这种方法叫做化学实验式表示法，简称实验式。
3.4配料计算
3.4.1 确定坯料配方的原则
1.充分考虑产品的物理化学性能和使用性能要求 2.参考前人的经验和数据 3.了解各原料对产品性能的影响 4.应满足生产工艺要求 5.了解原料的品位、来源和到厂价格
3.4.2 坯体组成的表示方法
3.4.2.1 配料量表示法（也称配料比表示法）
配方中所用各原料的质量百分比表示的方法如：某釉面砖配方
1 R2O3 z RO2
釉式
x R2O 1 y RO
u R2O3 v RO2
式中x、y、z、u、v为各氧化物摩尔数，表示各氧化物之间的相互比例。
例如：清代康熙瓷及其青花釉的坯、釉式为
0.860 K2O 0.120 Na2O 0.082 CaO 0.030 MgO
0.978 Al2O3 0.022 Fe2O3 1.000

材料工艺陶瓷的配料及计算

三、陶瓷坯、釉料的配方计算
单一的天然原料很难满足陶瓷生产的化学成分和工艺性能要求，往往需要几种物料配合陶瓷坯体配方的计算是采用满足主要化学成分和工艺性能要求来逐步计算的。
产品的物理性质和使用性能要求是考虑坯料和釉料组成的主要依据，如：日用瓷要求坯体的白度、釉的透明度和光泽度，整套的瓷器器形规整、色泽一致；而电瓷则要求较高的力学性能和电器绝缘性能，釉面砖则规格一致、表面平整并有一定的吸水率。在拟定陶瓷的配方时，可采用一些工厂或研究单位积累的经验和数据，以节省时间且提高效率。
的烧结温度，判断试样的耐火度，进而估计试样的烧成温度。方法是：把试样中的碱金属和碱土金属氧化物mol％含量计算出来并
加和，把Al2O3、Fe2O3、Cr2O3等三价化合物归结为Al2O3，把剩余的四价及其更高价化合物都归结为SiO2，把这些计算数据按照‘R2O＋ RO总和为1’分别计算试样中Al2O3和SiO2的含量，写出实验式；同时，把测温三角锥的化学组成也按照该方法计算，得到各三角锥的实验式；通过试样的实验式与测温三角锥实验式对比，与试样最接近的那个三角锥耐火度也近似是试样的耐火度，再考虑试样中杂质比较多，适当下调耐火度对应的温度，根据耐火度与烧结温度的关系，估计出试样的烧结温度。
一、陶瓷坯釉料配比和组成的表示方法
4、配料量表示法（釉料和坯料都可以采用该方法表示，但初学者不容易分清坯、釉式），即在陶瓷配方中，用原料的质量分数(或质量)来表示配方组成的方法。例如：鲁青瓷配方如下，煅烧滑石75％、长石12％、新汶高岭土 10％、莱阳土3％、碱0.3％粉；某厂坯料配料量，石英29 ％，长石21％，大同砂石32％，界牌土15％，滑石3％。现在许多工厂都以某种矿物的产地来命名及计算添加量。

陶瓷的组成设计和配料计算

2.17 2.00
100
Al2O3摩尔数：26.33/101.96=0.2582； Fe2O3摩尔数： 0.86/159.7=0.0054 0.2582+0.0054=0.2636 0.2582/0.2636=0.9795 0.0054/0.2636=0.0205
SiO2摩尔数： 67.09/60.09=1.1165 1.1165/0.2636=4.236 同理获得其他氧化物前的摩尔数。
在釉料中碱金属及碱土金属氧化物起熔剂作用，所以釉式中常以它们的分子数之和为1，写成的釉式为：
1·（R2O+RO）u·R2O3·v·SiO2
分子式表示法
电子工业用的陶瓷常用分子式表示其组成。配方中以各元素分子数量或分子百分数来表示。
例如最简单的锆—钛—铅固溶体的分子式为： Pb（ZrxTi1-x）O3
它表示PbTiO3中的Ti有x％分子被Zr取代。
如：Pb0.920Mg0.040Sr0.025Ba0.015（Zr0.53Ti0.47）O3 +0.500 ％重量CeO2+0.225％重量MnO2
上式表示：Pb（Zr0.53Ti0.47）O3中的Pb有4％分子被Mg取代， 2.5％分子被Sr取代，1.5%分子被Ba取代；在PbTiO3中的Ti 有53％分子被Zr取代，或者说PbTiO3中的Zr有47％被Ti取代。外加的CeO2和MoO2为改性物质。
4、配料计算
几种不同表示方法的换算:
a、由坯料的化学组成计算坯式 b、由坯式(或分子式)计算配料量 c、由化学组成计算配料量
a、由坯料的化学组成计算坯式（釉式）
知道坯料的化学组成，可按下列步骤计算：
❖ 若坯料中的化学组成包含有灼减量成分，首先应将其换算成不含灼减量的化学组成；

3配料计算

*
②塑化机理无机塑化剂在传统陶瓷中主要指粘土物质．其塑化机理主要是加水后形成带电的粘土-水系统，使其具有可塑性和悬浮性。有机塑化剂—般也是水溶性的，是亲水的，同时又是有极性的，因此，这种分子在水溶液中能生成水化膜，对坯料表面有活性作用，能被坯料的粒子表面所吸附，而且分子上的水化膜也一起被吸附在粒表面上，因而在瘠性粒子的表面上，既有一层水化膜，又有一层粘性很强的有机高分子。而且这种高分子是蜷曲线性分子。所以能把松散的瘠性粒子粘结在一起，又由于有水化膜的存在，使其具有流动性，从而使坯料具有可塑性。
*
原料
预烧目的
预烧条件
Al2O3
使γ-Al2O3转化为α-Al2O3，提高原料纯度，改善产品性能
采用H3BO3作添加剂时，预烧温度1400～1450ºC左右，保温2～3h。采用NH4F作添加剂时，预烧温度1250ºC，保温1～2h
MgO
提高MgO的活性，改善水化性能
预烧温度在1400ºC以上
滑石
破坏滑石的层状结构，避免定向排列，降低收缩，减少瓷件开裂，同时也有利于粉磨
预烧温度一般在1300～1500ºC之间，加矿化剂（如苏州土、硼酸、碳酸钡等）可降低预烧温度，含Fe2O3时，可采用还原气氛
常用原料的预烧目的与预烧条件
*
⑵成型原料的塑化塑化是利用塑化剂使原来无塑性的坯料具有可塑性的过程。成型的坯料必须进行塑化。 ①塑化剂塑化剂一般有无机塑化剂和有机塑化剂两类。新型陶瓷一般采用有机塑化剂。塑化剂通常由三种物质组成，即粘结剂(binder；binding agent)：能粘结粉料，通常有聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯，羧甲基纤维素等；增塑剂(plastifier,plasticizing agent)：溶于粘结剂中使其易于流动，通常有甘油等；溶剂(fluxing,agent)：能溶解粘结剂、增塑剂并能和坯料组成胶状物质，通常有水、无水酒精、丙酮、苯等。

第二章配料及其计算

质地坚硬、力学强度高、化稳性和热稳性好。
日用陶瓷及普通电瓷一般用粘土、长石和石英配料。
2020/9/19
安徽工业大学材料科学与工程学院
7
1、物理化学基础（三元相图）
2020/9/19
安徽工业大学材料科学与工程学院
8
①长石质瓷坯料组成范围位于右上角莫来石区域，并在莫来石与最低共熔点连线两侧；
32
二、矿物组成（又称示性组成）表示法
1、矿物组成：把生产所用的各种天然原料中的同
类矿物含量合并在一起，换算成粘土、长石、石英三种纯矿物的质量百分比表示。
2、特点：不易准确（粘土中各种难溶物质的溶解度与颗粒大小有关，只宜用于较纯净的粘土) 。
2020/9/19
安徽工业大学材料科学与工程学院
33
第二章配料及计算
本章学习要点:
了解坯、釉料配方的组成及表示方法；掌握确定坯、釉料配方的依据和基础计算方法；掌握制定坯、釉料配方原则；学会陶瓷配方实验设计方法。
目的：
确定各种原料在坯料中使用的数量。
2020/9/19
安徽工业大学材料科学与工程学院
2
第一节坯料的类型第二节坯料配料的依据第三节坯、釉料表示方法第四节坯料配方计算第五节坯料的成形性能
1、釉面砖要求有一定的吸水率，才能牢固地粘贴在墙面上；在使用环境下反复升降温不致开裂、剥落，寿命长；釉面光滑平整，颜色均一，尺寸规格一致，
不仅能使建筑物整体美观，而且便于施工。 2、地砖要求吸水率较小，但应耐磨、耐酸碱腐蚀和防
滑等。 3、日用瓷要求有一定的白度和透明度，并对釉面铅的
溶出量有严格限制。
（二）绢云母质瓷
（三）磷酸盐质瓷

陶瓷工艺学陶瓷原料配方计算

第三节配方计算
❖ 2.3.2 由实验式计算化学组成
▪ 作业1：某瓷胎实验式为：
0.086 K2O 0.120 Na2O 0.082 CaO
0.030 MgO
0.978 Al2O 3 0.022 Fe2O3
试计算瓷胎的化学组成。
4.15SiO2
第三节配方计算
❖ 2.3.2 由实验式计算化学组成
第三节配方计算
▪ 目的：掌握坯式、釉式、原料、坯料矿物组成与配方的基本计算方法。 ❖ 2.3.1 从化学组成计算实验式
❖ 2.3.2 由实验式计算化学组成 ❖ 2.3.3 由化学组成计算示性矿物组成 ❖ 2.3.4 由配料量计算实验式 ❖ 2.3.5 由实验式计算配料量 ❖ 2.3.6 由化学组成计算配方
0.0319 MgO
0.9795 AL2O3 0.0205 Fe2O3 4.232 SiO2
第三节配方计算
❖ 2.3.2 由实验式计算化学组成
▪ 计算步骤： •① 实验式中各氧化物的摩尔数分别乘以各该氧化物的摩尔质量得到氧化物的质量。 • ② 计算各氧化物的质量之和。 •③ 分别用各氧化物的质量除以各氧化物质量之和，得到各氧化物所占质量的百分数。
▪ 解：
•①计算各氧化物的质量及总和：表2-5
氧化物 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O
Na2O 总计
质量 242.4 100.1 2.875 4.937 0.403 11.3 4.747 366.8
•②计算各氧化物所占质量百分数（即各氧化物化学组成）表2-6
组成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 总和 % 66.09 27.29 0.78 1.364 0.1099 3.081 1.301 100.00

1. 2 无机非金属材料的组成及配料计算

(3) 试验、测试试验、
通过熔制试验并对熔化的玻璃的性质进行测试，设计的通过熔制试验并对熔化的玻璃的性质进行测试，玻璃符合原提出的性能要求，即确定为新玻璃的组成。玻璃符合原提出的性能要求，即确定为新玻璃的组成。测定的玻璃性能：热膨胀系数，软化温度(S)和退火点(A)。和退火点(A) 测定的玻璃性能：热膨胀系数，软化温度(S)和退火点。其它性能，按下列公式进行计算：其它性能，按下列公式进行计算： a. 相对机速
玻璃的化学组成是计算玻璃配合料的主要依据，玻璃的化学组成是计算玻璃配合料的主要依据，与玻璃的物理和化学性质有重要的关系。改变玻璃的组成即可以改变玻璃的结构状态，有重要的关系。改变玻璃的组成即可以改变玻璃的结构状态，从而使玻璃在性质上发生变化。质上发生变化。
1. 玻璃的组成与结构 2. 原料的选择 3. 设计玻璃组成的原则 4. 设计与确定玻璃组成的步骤 5. 玻璃组成设计举例 6. 配料计算
siosio44石英晶体结构以及所表达的石英玻璃钠硅酸盐石英晶体结构以及所表达的石英玻璃钠硅酸盐玻璃晶子结构示意图玻璃晶子结构示意图a硅氧四面体结构硅氧四面体结构b石英晶体结构石英晶体结构c石英玻璃晶子结构石英玻璃晶子结构d钠硅酸盐玻璃晶子结构钠硅酸盐玻璃晶子结构11一石英晶子一石英晶子22一硅酸钠晶子一硅酸钠晶子33一钠离子一钠离子44一四面体一四面体无规则网络结构学说的玻璃结构无规则网络结构学说的玻璃结构模型示意图模型示意图aa石英玻璃结构模型石英玻璃结构模型bb石英晶体结构模型石英晶体结构模型cc硅钠玻璃结构模型硅钠玻璃结构模型硅酸盐玻璃结构硅酸盐玻璃结构石英玻璃结构石英玻璃结构晶体石英中sio键距为161而在石英玻璃中sio键距为162说明后者原子间距稍大结构较为疏松
1. 玻璃的组成与结构

陶瓷工艺学--2.1-2.3-坯料的类型-配料的依据及配料计算-09.10

❖ 建筑精陶系指用于装饰或装备建筑物的墙面、地面等的各
类精陶制品。釉面砖就是其中最典型的精陶制品，釉面砖又
称釉面内墙砖，主要用于建筑物内墙装饰。其主要物理性能为：吸水率≤22%，一般为16%~19%；热稳定性，置于
温差130℃环境下进行热交换一次不开裂；白度不小于78%；弯曲强度不低于16.67MPa。
高瓷的物理化学性能和力学性能，提高白度。但是含量多会提高瓷的烧成温度，若过少（低于15%），则瓷坯容易变形。 ③ K2O与Na2O。主要由长石引入，它们也是成瓷的主要组分。起助熔作用，存在于玻璃相中提高其透明度。一般K2O与Na2O的总量控制在5%以下为宜，否则会急剧地降低瓷的烧成温度及热稳定性。
第六页，编辑于星期日：十五点二分。
④碱土金属氧化物（CaO、MgO等）。在一般情况下含量较少，不是特别引入的。在瓷中的作用：在少量情况下，与碱金属氧化物共同其助熔作用；但引入CaO、MgO等，可以相对地提高瓷的热稳定性和力学强度，提高白度和透明度，改进瓷的色调，减弱铁、钛的不良着色影响。
➢ 一般长石质瓷其烧成温度在1450 ℃以下，瓷的相组成范围为：玻璃相50%~60%，莫来石晶相10%~20%，残余石英8%~12%，半安定方石英6%~10%。
第三页，编辑于星期日：十五点二分。
1.化学成分
❖ 在实际生产中，我国瓷的化学成分一般在下述范围内变动： SiO2 65%~75%，
Al2O319%~25%，
➢ 实际配方：骨灰瓷坯料的原料配比一般为：骨灰 20%~60%，长石8%~22%，高岭土25%~45%，石英 9%~20%。
第十七页，编辑于星期日：十五点二分。
（四）镁质瓷
镁质瓷是以含MgO的铝硅酸盐为主晶相的瓷。按照瓷坯的主晶相不同，它可以分为：原顽辉石瓷（即滑石瓷）、镁橄榄石瓷、尖晶石瓷及堇青石瓷。

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3.喷釉发
利用喷枪或喷雾器将釉浆成雾滴使之附在胚体上。胚与枪的距离、喷釉压力、釉浆密度决定釉层厚度，此发适用与大型，薄壁或形状复杂的生胚。可多次喷釉以增加厚度，近年来卫生陶瓷生产线上采用自动喷釉，并设计出静电喷釉，使之操作时损失大为减少。
４.刷釉法
刷釉发是用毛刷或者毛笔涂刷在胚体表面，此发多用于工艺瓷的施釉及补釉，釉浆密度可以很大。
气氛制度：水分排除阶段，氧化分解阶段，一般需要氧化气氛，它的作用主要是将前一阶段沉积在坯体上的碳素和坯体中的有机物及碳素烧尽
随着电动机连续转动破碎机动颚作周期性的压碎和排料，实现批量生产，用于粗碎。
2原料的中碎（轮碾机）
轮碾机是常用的中碎装置，物料是碾盘与碾轮之间相对滑动与碾动的重力作用下被碾磨与压碎的，碾轮越重尺寸越大，则粉碎力越强。陶瓷厂用于制备坯釉料的轮碾机常用石质碾轮和碾盘。一般轮子直径为物料快直径的14——40倍，硬质物料取上限，软质物料取下限。碾轮机碾碎的物料颗粒组成比较合理，从微米颗粒到毫米级粒径，粒径分布范围广，具有较合理的颗粒范围，常用于碾碎物质，经过终碎使原料粒度小于0.7mm。
1.浸釉法
将胚体浸入釉浆，利用胚体的吸水性或热胚对釉的粘附而使釉料附着胚上。釉层厚度视胚体的吸水性、釉浆浓度和浸责时间而定，此发可用于除薄壁胚体以外的大中小型产品
2.浇釉法
浇釉是将胚体放在旋转的机轮上，釉浆浇在胚体中央，借离心力使得浆体均匀散开。或使釉浆流过半球浇釉器表面在流向胚体。此发适用于盘碟或者单面层瓷砖或胚体强度较差的胚体。
m（Fe2O3）=400g×0.03=12g
m（CaO）=400g×0.04=16g
m（SiO2）=400g×0.6=240g
仍需m（SiO2）=265.1888gm（Al2O3）=225.7705g
m（Fe2O3）=14.8538gm（MgO）=86.6078g
m（CaO）=7.5759g
菱镁矿的配料计算
m（CaO）=23.5759-16-1.3941=6.182g
m（SiO2）=505.1888-240=265.189g
m（工业Al2O3）=325.7705-100=225.771g
表2： 1Kg陶瓷粉体的原料用量（g）
组分
MgO
Al2O3
Fe2O3
CaO
SiO2
小计
1Kg陶瓷粉体的质量
118.608
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。
101.9613
159.6922
56.0794
60.0843
1000g坯氧化物质量料对应
126.8538
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
3原料的细磨（湿式球磨机）
球磨机是陶瓷厂的细碎设备。再细磨坯料中，其起到研磨和混合的作用。陶瓷厂多数用间歇式湿法研磨坯料，这是由于湿法球磨时水对原料颗粒的表面的裂缝有劈裂作用，其球磨效率比干式球磨高，制备可塑性泥浆的质量比干磨的好。且在后制工艺中，可以避开粉尘飞扬。湿式球磨机结构简单维修方便，粉碎粒度均匀，过粉碎现象少，被广泛应用。使用湿式球磨机应注意加水量过多，由于原料过于分散，会相对减少球石与原料颗粒相互作用的机会，减弱球石的冲击力，从而降低粉磨效率。加水量过少，则不能形成具有流动性的泥浆。因此应合理控制用水量，操作时料球水比约为1：（1.5~2.0）：（0.8~1.2）。
压力制度：压力制度的控制主要是通过调整烟道闸板和排烟孔小闸板来控制抽力，调节车下风压和风量等办法。还原焰烧成时，预热带控制负压-29.42Pa以下，烧成带正压19.61~29.42Pa，冷却带正压0~19.61Pa，氧化焰烧成时预热带为负压，烧成带为微负压到微正压-4.90~4.90Pa，冷却带为正压。
四泥浆贮存、搅拌
泥浆贮存有利于改善和均化泥浆的性能。建筑陶瓷坯料泥浆一般需在浆池内贮存2~3天再使用。浆池一般是圆形或六角形的，内设搅拌器，以防止泥浆分层和沉淀。
五干燥造粒
本过程采用直接将泥浆送入喷雾干燥器得到含水6%~8%的粉料，一步完成脱水和造粒过程。不经过造粒就难以压制成型。通过造粒，获得满足布料均匀必需的粉料流动性，这是压制的前提；而且只有合理颗粒组成的粉料，才能保证快速压制过程中顺利排出粉料中的气体，避免分层。
煅烧菱镁矿的目的是稳定晶型，改变物性。使MgCO3 CaCO3 FeCO3分解得到MgO CaO Fe2O3原料并且使原料结构变得疏松，易于破碎，使坯料的灼减量降低，减少收缩，有利于提高产品质量。
二原料的破碎
原料破碎的目的是使原料中的杂质易于分离（如通过磁选机除去磁性物质，通过筛网除去片状矿物等）；使各原料能够均匀混合，使成型后的坯体致密；增大各种原料的表面积，使其易于进行固相反应或熔融，提高反应温度并降低烧成温度。根据原料的硬度和块度不同，破碎设备和分级方式是不同的。
三筛分（电磁振动筛）
筛分是利用具有一定尺寸的孔径或缝隙的筛面进行固体颗粒的分级。当粉粒经过筛面后，被分级成筛上料和筛下料两部分。电磁振动筛具有体积小、重量轻、结构简单、耗电省、可无级调节给料量等特点,电磁振动筛广泛应用。1．由于筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现象，使筛子具有较高的筛分效率和生产率。2．构造简单、拆换筛面方便。3．筛分每吨物料所消耗的电能少。
1原料的粗碎（颚式破碎机）
颚式破碎机是无机材料工厂广泛应用的粗碎和中碎机械。是依靠活动颚板做周期性的往复运动，把进入两颚板间的物料压碎，颚式破碎机具有结构简单，管理和维修方便，工作安全可靠，使用范围广等优点。它的缺点是工作间歇式，非生产性的功率消耗大，工作时产进行，使零件承受较大的负荷，不适合破碎片状及软状粘性物质），出料块度为40~60mm（有时用两级连续破碎来达到此块度）
八施釉
釉是指覆盖在陶瓷坯体上的玻璃态薄层，但它的组成较玻璃复杂，其性质和显微结构也和玻璃有较大的差异，如它的高温粘度远大于玻璃；其组成和制备工艺与坯料相接近而不同于玻璃。
釉的作用在于：改善陶瓷制品的表面性能，使制品表面光滑，对液体和气体具有不透过性，不易沾污。其次可以提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性。釉还对坯起装饰作用，它可以覆盖坯体的不良颜色和粗糙表面。许多釉如颜色釉、无光釉、砂金釉、析晶釉等具有独特的装饰效果。施釉工艺在于胚体的性质、尺寸和器形以及生产条件卡选择合适的施釉方法和适当的釉浆密度。施釉方法主要有以下几种：
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
Al2O3
Fe2O3
CaO
SiO2
1mol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
六闷料
闷料是为了使水分均匀，就像土的击实一样，撒完水搅拌后也要闷料，就是为了使水分均匀在试样中，否则，在试样中各个地方的含水量不一样，影响击实的结果。
七压制粉料
通过模具将粉料压制成需要的形状。成型素坯性质三要素：①素还无宏观缺陷如分层、缺角和剥离等现象；②素还应具有足够的强度；③亲还成型密度高。气孔凡十分布窄而单一。内部国微组织均匀。以上三个要素中第③点取决干粉料自身的性质。第①、②点则与粉料的成型操作有关。要做到这些应遵守下列操作三要素。(3)干压成型操作三要素①颗粒流动性好。颗粒在模具中能自由流动并达到均匀充填，充填密度高。不均匀充填可导致宏观缺陷及密度不均。②素坯中颗粒间有足够粘接强度。③加压时。粉料与模壁摩擦力小。摩擦力大可导致分层及上下密度不坏上述三要素中。第③点取决干粉料本身的性质。第③点则与模具的表面处理有关。成型时模具与粉末接触要喷洒润滑剂。以保证成型时压力传递和顺利脱模。
2陶瓷制品在隧道窑里烧成，需要在特定的烧成制度下进行，合理的烧成制度是得到良好产品的根本保证。烧成制度包括温度制度、压力制度、气氛制度，其中温度制度是最为关键的，尽力和气氛制度为辅，但也是十分重要，只有合理的三大制度才能达到良好的品质。
温度制度：烧成温度过高，容易使瓷坯变形，晶粒粗大，晶界间隙变宽。烧成温度过低，瓷坯又不够致密，晶粒发育不完整，性能达不到要求。烧成温度，保温时间以及晶粒大小和机电性能之间是有一定关系的。因此应当合理控制烧成过程中的温度制度。低温阶段(常温至300OC左右)；氧化分解阶段（300~950OC）；高温玻化成瓷阶段（从950OC到最高烧成温度）；
烧成需要经历四个阶段：低温阶段(常温至300OC左右)；氧化分解阶段（300~950OC）；高温玻化成瓷阶段（从950OC到最高烧成温度）；冷却阶段
烧成过程中的注意事项
1坯体厚薄不匀有造成开裂的可能，坯体入窑水分太大也会造成开裂，烧成制度不合理是造成开裂的主要原因。例如：进车不匀，预热带温度过高，进车速度太快等。
５.气化施釉
最常见的为熔盐釉。
此外，还有荡釉，适用于中空的壶，瓶得便感物的内部上釉。滚釉法适用于圆管性胚，施釉时在胚在釉浆面上由滚动。
九烧成（隧道窑）
陶瓷制品的烧成陶瓷制品在成型及干燥后强度是比较低的,需要经过煅烧使组成制品的物料颗粒牢固结合在一起。这一过程称为陶瓷的烧成。在烧成过程中,制品内部发生一系列的变化。首先是残余的水份蒸发。与此同时或梢后一些物科中化学结合的水份分离出来，接着有机物燃烧,得到稳定陶瓷制品。

配置1kg该陶瓷粉料需要原料的计算1

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