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1、景德镇陶瓷学院原料研磨时间与细度的关系学 号：200510210205姓 名：孙俊院（系）：材料学院专 业：无机非金属材料工程指导教师：喻佑华完成日期：2008-5-30摘 要：以瓷石（主要由石英、绢云母、长石组成）为主要原料，采用球磨工艺， 通过分别为 40 目、120 目、200 目、250 目和 320 目的筛，计算出同一重量的瓷石经 不同时间球磨的细度。阐述了两者之间的关系，可以为以后测定原料的细度与球磨时 间提供一个经验参考。关键词：瓷石，球磨，细度引言瓷石中含有绢云母、石英、长石，有的还含有高岭土，本身具备了成瓷的基本成 分，可以配合部分高岭土构成绢云母质“胚体” ，用来制瓷。瓷石
2、中的绢云母粘土与 配入的高岭土构成粘土组分。 绢云母中的氧化钾与长石的碱性成分产生溶剂作用， 游 离石英起减粘作用，使得生产瓷器的三种作用兼而有之， 制出的瓷透明度和光泽度均 好，是一种得天独厚的好原料。缺点是成瓷温度低，不宜控制。瓷石中石英以大颗粒 状态存在，最大颗粒0.7mm，般为0.03-0.05mm。长石颗粒与石英相似，碳酸盐集 合体最大可达0.5mm，云母为0.17-0.3mm鳞片状。一般粘土矿物的颗粒平在5um到 1mum 之间，大部分在 2um 以下。这一部分直接影响到粘土的可塑性、干燥收缩性、 孔隙度和强度，以及烧成收缩和烧结性等。因此，细度对原料的工业技术性质影响很 大，对其
3、物理性能也有一定影响。本试验粗略的研究了研磨时间与瓷石细度的关系， 可为研磨工艺提供参考。1. 试验过程与方法1.1 试验原料为实验室用瓷石，主要成分为石英、绢云母、长石。1.2 试验工艺流程研究的工艺流程如图 1配料一一球磨湿筛一一干燥称重图 1. 试样制备工艺流程图Fig.1 The process flow sheet of samples采用手工筛分法。称取5份瓷石，每份50g。分别称量40目、120目、200目、 250目和320目筛的重量，然后按上述流程进行试验。其中1#球磨5min,2#球磨10min, 3#球磨15min， 4#球磨20min， 5#球磨25min。球磨罐采用陶
4、瓷制，其中料：球：水 =1：2：0.8，干燥时间为 60摄氏度下 30min。2. 结果与讨论由以上试验流程，得出以下结果，如表 1表 1. 试验结果Table 1. The result of experiment、-、样品筛型1#（g）2# （g）3#（g）4# （g）5#（g）40目21.5311.5814.3113.9413.32120目1.340.330.070.050.02200目2.070.720.280.260.08250目3.152.980.470.300.03320目1.871.520.110.080.02一般来说，目数X孔径（微米数）二15000,由于存在开孔率的问题，也
5、就是因 为编织网时用的丝的粗细的不同，不同的国家的标准也不一样，目前存在美国标准、 英国标准和日本标准三种，其中英国和美国的相近，日本的差别较大。我国使用的是 美国标准，也就是可用上面给出的公式计算。 按照美国泰勒标准筛的筛目尺寸对照表 可以得出：40 目 380um, 120 目 120um, 200 目 75um, 250 目 58um, 320 目 45um。 通过计算料经 5 个筛后的重量，分别得出每份样品 45um 以下的颗粒占总重量的 1#40.08%、2#65.74%、3#69.52%、4#70.74%、5#73.06%。如图 2 所示。经分析前 10min 的球磨效率较高, 4
6、5um 以下的颗粒达到了百分之六十五。后 15min 颗粒的细度变化 较慢。在 25min 后,要想更多的颗粒细度达到 45um 以下需要更长的时间 。2.1 原料的研磨方法除了试验中采取的研磨外另还有水性悬浮液中研磨, 化学机械研磨,喷射式碾磨 等。使用不同的方法研磨相同的时间原料的细度会有所不同。 由于各方法所针对的重 点不同,顾其效率都不同,所以磨出的细度不同。2.2 粒度测试的其他方法1、沉降法：根据不同粒径的颗粒在液体中的沉降速度不同测量粒度分布的一种 方法。它的基本过程是把样品放到某种液体中制成一定浓度的悬浮液， 悬浮液中的颗 粒在重力或离心力作用下将发生沉降。 不同粒径颗粒的沉降
7、速度是不同的， 大颗粒的 沉降速度较快，小颗粒的沉降速度较慢。利用 Stokes 定律，沉降速度与颗粒直径的 平方成正比。比如两个粒径比为1:10的颗粒，其沉降速度之比为1:100。Stokes定律 在离心状态下，由于离心转速都在数百转以上，离心加速度2r远远大于重力加速 度g，VcV，所以在粒径相同的条件下，离心沉降的测试时间将大大缩短。2、显微图像法：它的基本工作原理是将显微镜放大后的颗粒图像通过 CCD 摄像 头和图形采集卡传输到计算机中， 由计算机对这些图像进行边缘识别等处理， 计算出 每个颗粒的投影面积， 根据等效投影面积原理得出每个颗粒的粒径， 再统计出所设定 的粒径区间的颗粒的数
8、量，就可以得到粒度分布了。3、激光法：根据激光照射到颗粒后，颗粒能使激光产生衍射或散射的现象来测 试粒度分布的。由激光器的发生的激光， 经扩束后成为一束直径为 10mm 左右的平行 光。在没有颗粒的情况下该平行光通过富氏透镜后汇聚到后焦平面上。 当通过适当的 方式将一定量的颗粒均匀地放置到平行光束中时， 平行光将发生散现象。 一部分光将 与光轴成一定角度向外传播。 大颗粒引发的散射光的角度小，颗粒越小，散光与轴之 间的角度就越大。这些不同角度的散射光通过富姓氏透镜后在焦平面上将形成一系列 有不同半径的光环，由这些光环组成的明暗交替的光斑称为 Airy 斑。 Airy 斑中包含 着丰富粒度信息，
9、简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径； 半径小的光环对 应着较大的粒径；不同半径的光环光的强弱，包含该粒径颗粒的数量信息。这样我们 在焦平面上放置一系列的光电接收器，将由不同粒径颗粒散射的光信号转换成电信 号，并传输到计算机中，通过米氏散理论对这些信号进行数学处理， 就可以得到粒度 分布了。4、电阻法：这种方法是根据颗粒在通过一个小微孔的瞬间，占据了小微孔中的 部分空间而排开了小微孔中的导电液体， 使小微孔两端的电阻发生变化的原理测试粒 度分布的。小孔两端的电阻的大小与颗粒的体积成正比。 当不同大小的粒径颗粒连续 通过小微孔时，小微孔的两端将连续产生不同大小的电阻信号， 通过计算机对这些电 阻信号进行处理就可以得到粒度分布了。3. 结 论（1）在称取原料进行球磨前要使原料的颗粒度大小基本一致， 这样可以使球磨充 分，减小测量误差。（2）在球磨过程中，前 15 分钟的效率较高，随着时间的增加，效率逐渐下降。（3）使用不同的球磨方法与工具得出的细度与球磨时间的关系不同。4. 参考文献（1）胡志强主编. 无机材料科学基础教程 . 化学工业出版社， 2007（2）西北轻工业学院等编 . 陶瓷工艺学 . 轻工业出版社， 1991（3）刘属兴主编. 陶瓷矿物原料与岩相分析 .武汉理工大学出版社 .2007
