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1、材料与化学工程学院 模块块一 第2 章坯料配方的确定 2016/3/25P2 2.1 坯料组组成的表示方法 2.2 配方的确定 2.3 配方计计算 2.4 瓷器坯料的类类型 基本知识识点：坯体的 类类型及特点；坯料组组成表 示法；确定坯料配 方的依据；配方 计计算方法； 重点：配方计计算 方法； 难难点：确定坯料配方的依据 2. 1坯料组组成的表示方 法 2016/3/25P3 陶瓷行业业常用的五种组组成表示法如下： 配料量（比）表示法 化学组组成表示法 实实验验式(赛赛格式)表示法 矿矿物组组成（示性矿矿物组组成）表示法 分子式表示法 2.1.1 配料比表示法 方法：属最常见见方法，根据实际
2、 原料的种类和百分含量来 表示。 例：某刚刚玉瓷配方：工业业氧化铝铝：95. 0 苏苏州高岭土：2.0 海城滑石：3.0 优优点：具体反映原料的名称和数量，便于直接进进行生产产和 试验试验 。 缺点：各工厂所用及各地所产产原料成分和性质质不相同；或 即使是同种原料，只要成分不同，配料比例也须须作相应应变变更 ； 无法进进行相互比较较和直接引用。 2016/3/25P4 2.1.2 化学组组成表示 法 2016/3/25P5 方法：根据化学全分析的结结果，用各种氧化物及灼烧烧减量 的 质质量百分比表示配方组组成。 例某日用瓷坯（% ）： SiO2 66.88 Al2O 3 21.63 Fe2O
3、3 TiO2 CaO 0.47 0.61 M g OK 2O N a 2O IL 0.372.94 1.605.47 优优点：利用这这些数据可以初步判断坯、釉的一些基本性质质 ； 用原料的化学组组成可以计计算出符合既定组组成的配方。 缺点：原料和产产品中这这些氧化物不是单单独和孤立存在的， 它 们们之间间的关系和反应应情况比较较复杂杂。因此此方法有局限性 。 2.1.3 实实验验式(赛赛格式)表示 法 方法：以各种氧化物的摩尔比来表示。先根据坯和釉的化 学组组成计计算出各氧化物的摩尔分数；再按照碱性氧化物、 中 性氧化物和酸性氧化物的顺顺序列出它们们的分子数。分为为 坯式 和釉式。 例 式中表
4、示各氧化物的摩尔数。 优优点：可直接反映各氧化物之间间的相互关系，也能估计计 陶 瓷的性能。 2 包括B 2O3和P2O5 2016/3/25P6 坯料的实验实验 式中取中性氧化物的摩尔数为为之和c为为 。 釉料的实验实验 式中取碱性氧化物的摩尔数为为之和a+b为为 。 2016/3/25P7 2.1.4 矿矿物组组成（示性矿矿物组组成）表示 法 2016/3/25P8 方法：把天然原料中所含的同类矿类矿 物含量合并在一起用 纯纯 理论论的粘土、石英、长长石三种矿矿物的质质量百分比表示坯 体的 组组成。 依据：同类类型的矿矿物在坏料中所起的主要作用基本上是 相 同的。 优优点：可初步判断工艺艺
5、性能，进进行配料计计算时时比较较方便 。 缺点：矿矿物种类类很多，性质质有所差异。它们们在坯料中的 作 用也有差别别。因此用此方法只能粗略的反映一些情况。 2.1.5 分子式表示法 方 法：分子式表示其组组成。电电子工业业用的陶瓷常用。 如最简简单锆单锆 钛钛铅铅固溶体的分子式： Pb(ZrXTi1-x)O3 表示PbTiO3中的Ti有x被Zr取代 陶瓷中常掺掺和一些改性物质质。它们们的数量用重量百分 数 或分子百分数表示。如： P b 0. 920M g0. 040 Sr0. 025B a0. 015（Zr0. 53Ti0. 47）O 3+ 0.5wtCeO2+ 0.225w t % M n
6、 O2 表示Pb（Zr0.53 Ti0.47）O 3中的Pb有4分子被M g 取代， 2.5分子被Sr取代，1.5被Ba取代；PbTiO3中的Ti有53分 子被Zr取代。CeO 和M n O 2为 为外加改性物质质。 特陶中常用！ 2016/3/25P9 例：由坯料分子式计计算出配方 2016/3/25P10 坯料分子式：Pb0.95Sr0.05(Zr0.5Ti0.5)O3+0.5重量 %Cr2O3+0.3重量%Fe2O3 原料名称纯纯度原料名称纯纯度 铅铅丹Pb3O498%二氧化钛钛TiO299% 碳酸锶锶SrCO397%三氧化二铁铁Fe2O398.9% 二氧化锆锆ZrO299.5%三氧化二
7、铬铬Cr2O399% 例：由坯料分子式计计算出配方 2016/3/25P11 解：（1) 先计计算坯式的分子量，将坯式改写为为 ： (PbO)0.95(SrO)0.05(ZrO2)0.5(TiO2)0.5 PbOSrOZrO2TiO2 氧化物摩 尔数 0.950.050.50.5 氧化物分 子量 223.21103.62123.2279.9 氧化物重 量 212.0551.861.6139.95 1摩尔坯 料重摩尔 坯料重 318.79 即1 摩尔PbPb0.95Sr0.05(Zr0.5Ti0.5)O3的重量 为为318.79克 例：由坯料分子式计计算出配方 2016/3/25P12 （2)
8、计计算各主要原料所需的重量百分含量 。 PbO：212.05/318.79=66.52% ZrO2：61.61/318.79=19.33% SrO：5.18/318.79=1.62% TiO2：39.95/318.79=12.53% 把PbO、SrO数量折算为为Pb3O4及SrCO3的数量 ： 由Pb3O4分解生成PbO的百分比为为： 3PbO/Pb3O4=3*223.21/685.63=97.67%， 即需要Pb3O4=66.52/97.67=68.11%； 由SrCO3分解生成SrO的百分比为为： SrO/SrCO3=103.62/147.63=70.18%， 即需要SrCO3=1.62/
9、70.18=2.3%。 例：由坯料分子式计计算出配方 2016/3/25P13 (3) 计计算外加Pb及改性剂剂的重量% 在坯料烧结烧结 过过程中 氧化铅铅会挥挥发发一部分，为为弥补这补这 个损损失，以免影响产产品性能，配料时时通常多加一些氧 化 铅铅，其重量约约占总总重量的0.5-1.5%。这这里确定多加 入 Pb3O41.5重量%。 外加改性剂剂的重量%在分子式中给给出： 0.5重量%Cr2O3、0.3重量%Fe2O3 例：由坯料分子式计计算出配方 (4) 按原料纯纯度计计算原料用量 %Pb3O4SrCO3ZrO2TiO2Cr2O3Fe2O3 纯纯原料需要 量% 68.11+1. 5 2.
10、319.3212.530.50.3 原料纯纯度%989799.5999998.9 实际实际 原料用 量% 71.02.3719.412.650.510.30 1kg坯料实实 际际配料量， g 10000. 71=710 10000.0 237=23.7 2 10000. 194=194 016/3/25 10000.1 265=126.5 10000. 0051=5.1 1000 0.0030= 3.0 P14 坯料和釉料的组组成应满应满 足产产品的物理、化学性 质质和使用要求 拟拟定配方时应时应 考虑虑生产产工艺艺及设备设备 条件 拟拟定配方时应时应 考虑虑经济经济 上的合理性 借鉴鉴成熟配
11、方 弄清各原料在陶瓷材料中的作用 2016/3/25P15 2.2配方的确定 2.2.1 确定配方的步 骤骤 2016/3/25P16 了解产产品的质质量要求，性能要求。 了解所用的原料的化学组组成、矿矿物组组成、颗颗粒组组成、 物 理性质质以及工艺艺性能。 确定初步配方，进进行配料计计算。 对对配方进进行实验实验 和调试调试 （实验实验 室阶阶段，中试阶试阶 段， 半工 业业化生产产，大批量生产产）。 据实验结实验结 果确定配方。 2.3配方计计算 P111 掌握坯式、化学组组成、矿矿物组组成与配方的基本计计算方法 。 由化学组组成计计算实实验验式 由实验实验 式计计算化学组组成 由化学组组
12、成计计算示性矿矿物组组成 由化学组组成计计算配料量 由示性矿矿物组组成计计算配料量 由配料量计计算实实验验式 2016/3/25P17 2.3.1 由化学组组成计计算实验实验 式 P111 2016/3/25P18 计计算步骤骤： 化学组组成含灼减成分时时，换换算为为不含灼减的化学组组成。 计计算各氧化物的摩尔数各氧化物的质质量百分数除以各氧 化 物的摩尔质质量。 计计算各氧化物的摩尔数值值各氧化物摩尔数除以碱性氧化 物 或中性氧化物摩尔数的总总和，得到一套以碱性氧化物（釉式） 或以 中性氧化物（坯式）为为1的各氧化物的数值值。 将各氧化物的摩尔数值值按R O R 2O3R O2的顺 顺序排列
13、为实验为实验 式。 例1：瓷坯的化学组组成如下，求瓷坯的实验实验 式。 组组成 SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O 灼减 总总 计计 5.54100 % 63.37 24.870.811.150.322.051.89 2016/3/25P19 解： 将该该瓷坯的化学组组成换换算为为不含灼减的化学组组成 百分数； 组组成SiO2AL2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O 总计总计 %67.0926.330.8575 1.217 0.3388 2.170 2.001100 将各氧化物百分数除以各氧化物的摩尔质质量，得到各氧化物 的摩尔数； 摩尔数 SiO2AL2O3Fe2O
14、3CaOMgOK2ONa2O mol 1.1600 0.25830.00540.0217 将中性氧化物的摩尔总总数算出 ： 0.2583+0.0054 = 0.2637 2016/3/25P20 0.00840.02300.0323 用0.2637分别别除各氧化物的摩尔数，得到一套以R 2O3系 数为为1的各个氧化物的系数。 2.3.1 由化学组成计算实验式 将所得的氧化物的系数按规规定的顺顺序排列，得实验实验 式 ： 4.232 SiO2 0.9795 0.0205Fe O AL2O3 23 0.0872 K2O 0.1224 Na2O 0.0823 CaO 0.0319 MgO 氧化物Si
15、O2 系 数 AL2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O 4.2320.97950.02050.0823 0.03190.08720.1224 2.3.1 由化学组组成计计算实验实验 式 2016/3/25P21 2.3.1 由化学组组成计计算实验实验 式 课课堂练习练习 某瓷坯料的化学组组成如表，求该该瓷坯的实实 验验 式。 2016/3/25P22 组组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OIL合计计 含量/% 65.3721.870.811.050.422.051.896.44 99.90 计计算步骤骤： 实实验验式中各氧化物的摩尔数分别别乘以各该该氧化 物 的摩尔质质量，得到氧化物的质质量。 计计算各氧化物的质质量之和。 分别别用各氧化物的质质量除以各氧化物质质量之和 ， 得到各氧化物所占质质量的百分数。 2016/3/25P23 2.3.2 由实实验验式计计算化学组组 成 例2：某瓷胎实验实验 式为为 ： 试试计计算瓷胎的化学组组成 。 4.15SiO2 0.978 Al2O3 0.022 Fe2O3 0.086 K2O 0.120 Na2O 0.082 CaO 0.030 MgO 2.3.2 由实实验验式计计算化学组组 成 2016/3/25P24 解：列表计计算结结果： 实验实验 式中各氧化物的摩尔数分别别乘以各该该氧化物的摩
