华南师范大学实验报告学生姓名： 李宝仪、李晓君 学号：20122400136、20122400123专 业： 材料化学 年级、班级: 2012课程名称：无机非金属材料实验 实验项目： 陶瓷的设计实验指导老师： 罗穗莲 实验评分: 一、 实验目的：1、 了解陶瓷胚料原料的种类和各原料在陶瓷制备中所发挥的作用2、 通过观察陶瓷相图成分，根据相图制定制备成分方案3、 掌握制备陶瓷的前期物料处理方法，了解陶瓷的制作原理4、 掌握釉料的制备方法，选择合适的成分制备釉料5、 掌握釉料的使用操作二、 实验原理：各种陶瓷产品对坯料和坯料的性能有不同的要求，在生产过程中原料的成分，性能也会 发生变化，因此，配料的确定和计算是陶瓷生产的关键问题之一通常是根据配方计算的结 果进行试验，然后在试验的基础上确定产品的最佳配方并以此为依据，选择适当的工艺进 行坯料的制备用已有的由化学分析得到的化学组成或已有的坯式为依据，用原料逐项满足的方法，虽 能保证坯料的化学组成，但可因矿物的组成差异，满足不了坯料的工艺性能等而对于以矿 物组成为基准原料逐项满足的方法，又有原料的矿物组成不易求出的不便故现多用的是经 验与理论相结合的方法。
陶瓷的烧结，随着温度升高，陶瓷坯体中具有比表面大，表面能较高的粉粒，力图向降 低表面能的方向变化，不断进行物质迁移，晶界随之移动，气孔逐步排除，产生收缩，使坯 体成为具有一定强度的致密的瓷体烧结的推动力为表面能烧结可分为有液相参加的烧结和纯固相烧结两类烧结过程对 陶瓷生产具有很重要的意义为降低烧结温度，扩大烧成范围，通常加入一些添加物作助熔 剂，形成少量液相，促进烧结如添加少量二氧化硅促进钛酸钡陶瓷烧结；又如添加少量氧 化镁、氧化钙、二氧化硅促进氧化铝陶瓷烧结秞是指覆盖在陶瓷坯体表面上的一层玻璃态物质它是根据瓷坯的成分和性能要求，采 用陶瓷原料和某些化工原料按一定比例配方、加工、施覆在坯体表面，经高温熔融而成一 般地说，秞层基本上是一种硅酸盐玻璃它的性质和玻璃有许多相似之处，但它的组成较玻 璃复杂，其性质和显微结构与玻璃有较大差异，其组成和制备工艺与坯料相近秞的作用在 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，可提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性根据各原料的作用以及所配制陶瓷的性质，设计陶瓷原料配方如下：原料SiO2A12O3K2ONa2OCaOMgO配比70%26%3%0.4%0.25%0.35%烧制温度约为1200°C-1300°C本陶瓷配方为普通陶瓷用具，是SiO2-AlO3-RO+RO2型陶瓷其中 SiO2、Al2O3 为主要原料，其余为辅助原料。
SiO2 在陶瓷坯料中与 AlO3 在高温生成针网状的莫来石成为胎体的骨架，以提高成品的机械 强度另一部分则与碱土金属氧化物在高温下形成玻璃物质，填充与胎体骨架之间，从而使 成品致密，它能够提高坯体机械强度和制品的透明度，SiO2还有一部分未参加上述反应的 则为游离状态的，也起骨架作用，亦可避免坯体在玻璃化时产生弯曲，变形缺陷SiO2在 烧成和冷却过程会发生晶型转变，体积变化大，因此，在坯料配方时要适量控制，不宜用量 过大，否则易使成品的热稳定性降低SiO2用量在60%-70%之间，因此SiO2的用量设为 70%AlO3 在坯料中主要与在高温下生成莫来石，起着骨架作用，并能提高烧成温度，扩大坯料 的烧结范围，提高成品的机械强度，化学稳定性和热稳定性，还可提高瓷器的白度如含量 低于 15%时，则降低烧成温度并缩小烧结范围，易造成制品变形和热稳定性降低因此设 定 AlO3 为 26%剩余 15%为辅助原料CaO 在高温下能与 SiO2 形成低共熔物——偏硅酸钙，起着助熔作用它助熔作用强，能降 低坯料的烧成温度，增加坯料的致密度，提高制品的机械强度和透明度以及热稳定性但含 量不能态度，易影响制品色泽变形、烟熏。
因此其含量设计为 0.25%Na2O、K2O 在陶瓷坯料中，能熔融部分而生存玻璃相，填充于胎体骨架的空隙中，并能加 速莫来石的成长可提高瓷器的透明度由于Na2O的熔融温度和高温粘度都比K2O低， 变化又快，而且膨胀系数Na2O比K2O大，若坯料中的Na2O比K2O多，不仅缩小烧成范 围，而且还易引起制品剥釉在坯料中的含量最好小于1%因此， Na2O 为 0.4%， K2O 为 0.35%釉料：实验方案：各组分的质量分数为皿0K2°CaOMgO7CuOSiO214.8%3%8%3%3%0.02%68%三、实验药品与仪器 实验药品：碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碱式碳酸钙、氧化铝、石英砂、氧化铁 （均 为化学纯）仪器：炉子，烘箱四、实验步骤1、 按照坯式计算所需各种原料的质量（以 100g 的坯土为标准），称量碳酸钠、 碳酸钾、碳酸钙、碱式碳酸钙、氧化铝、石英各种原料所需质量2、 将各种原料均匀混合，并逐步加入一定量的水，使得坯土具有一定塑性将 具有一定塑性的坯土进行初步定型，定型完成后，加坯土放入到烘箱中，减少坯 土所含水分3、 两天后，按照釉料坯式计算所需各种原料的质量（以20g的釉料为标准），称 量碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碱式碳酸钙、氧化铝、石英、氧化铁各种原料所需 质量。
4、均匀混合后，逐步加入一定量的水，使得釉料有一定的水性将配好的釉料 用刷子均匀涂抹于具有初步形态的陶瓷中，保证釉料在表面均匀分布5、完成釉料涂抹工作后，可以再放入烘箱暂存最后放入炉子进行烧制五、实验现象与分析实验现象： 烧制出来的陶瓷表面不均匀，出现许多孔洞，表面没有形成玻璃质的釉面 并且由于釉料涂抹不均匀而且部分釉料仍为溶解分散均匀，导致表面凹凸不平 结构十分稀疏而玻璃内部也没有形成致密结构，结构十分稀疏，有大量孔洞 陶瓷的烧结没有达到预期效果现象分析：1、本实验所烧制的陶瓷成型失败，主要的原因是烧制温度过高，超过了坯体的 熔点，不仅不能使陶瓷很好地烧结成致密的陶瓷结构，反而会出现了坯体熔化， 无法成型的现象2、可能由于塑性粘土用量过多，在烧制过程中出现干燥收缩大而引起陶瓷出现 形变3、釉料在配制时没有调配均匀，使成分完全溶解后再进行加釉，导致加釉后坯 体表面存在不溶的蓝色硫酸铜颗粒，影响了成秞的效果并且由于加釉方式不当， 使得坯体表面秞层厚度不均匀，也造成了陶瓷的凹凸不平。