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1、第三篇 陶瓷工艺学 第一章 绪论 1 、传统陶瓷的概念与现代陶瓷的概念有何不同？答：（ 1 ）传统陶瓷：指以粘士和其它天然矿物为原料，经过粉碎、成型、焙烧等工艺过程所制得的各种制品。（ 2 ）现代陶瓷：指用陶瓷的生产方法制造生产的无机非金属固体材料和制品。 2 、陶瓷如何分类？ 答：（ 1 ）按用途来分：传统陶瓷（普通陶瓷）、特种陶瓷或新型陶瓷亦称精密陶瓷（ 2 ）按物理性能分：陶器、炻器、瓷器。3 、在按陶瓷的基本物理性能分类法中，陶器、炻器和瓷器的吸水率和相对密度有何区别？ 答：吸水率 相对密度 陶器 3-15% 1.5-2.4 炻器 1-3% 1.3-2.4 瓷器 1% 2.4-2.6
2、4 、陶瓷工艺学的内容是什么？答：由陶瓷原料到制成陶瓷制品的整个工艺过程中的技术及其基本原理。5 、陶瓷生产基本工艺过程包括哪些工序？ 答：有原料选定（进厂）、配料、坯釉料制备、成型、干燥、施釉烧成等工序。6 、列举建筑卫生陶瓷产品中属于陶器、炻器和瓷器的产品？ 答：陶器：内墙砖；炻器：建筑外墙砖；瓷器：卫生洁具、地砖。第二章 原料 1 、陶瓷原料分哪几类？答：可塑性原料；熔剂类原料和瘠性类原料。 炻炻 2 、粘土的定义如何？ 答： 粘土是一种或多种呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合物。3 、粘土是如何形成的？答： 粘土主要是由铝硅酸盐类岩石，如长石、伟晶花岗岩等经过长期地质年代的自然风
3、化作用或热液浊变作用而形成的。长石转化为高岭石的反应大致如下： 2KAlSi 3 O 8 +H 2 CO 3 -Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 +4SiO 2 +K 2 CO3 4 、粘土按成因和耐火度可分为哪几类？ 答： 按成因分类： （ 1 ）原生粘土。又称一次粘土、残留粘土，它是由母岩风化后残留在原地形成的。 （ 2 ）次生粘土。又称二次粘土、沉积粘土。 按耐火度分类： （ 1 ）耐火粘土。其耐火度 158 0 。 （ 2 ）难熔粘土。耐火度为 1350 158 0 （ 3 ）易熔粘土。耐火度在 135 0 以下。 5 、粘土的化学组成和矿物组成是怎样的？ 答： 化学成分： (
4、1)SiO 2 ： 40-78% (2)AL 2 O 3 ： 1240% (3)R 2 O+RO ： R 2 O=0.55%, RO=16% （ 4 ） Fe 2 O 3 、 TiO 2 1% （ 5 ）灼减量。 粘土的矿物组成： （ 1 ） 高岭石 （ Al 2 O 3 2SiO 2 2H （ 2 ） 蒙脱石 （ Al 2 O 3 4SiO 2 nH 2 O ， n 2 （ 3 ） 伊利石 （ K 2 O 3Al 2 O 3 6SiO 2 2H 2 O nH 2 O ） 。 6 、什么是粘土的可塑性、塑性指数和塑性指标？ 答： （ 1 ）可塑性：粘土物料加一定量水膨润后，可捏练成泥团。在外力
5、作用下，它变形但不开裂，可塑 造成所需要的形状，在外力除去后，仍保持该形状。 （ 2 ）塑性指数：粘土的液性限度（由塑性状态进入流动状态的最高水量）与塑性限度（由固体状态进入塑性状态的最低含水量）之间的差值。 （ 3 ）塑性指标：指在工作水平下，泥料受外力作用最初出现裂纹时应力和变力的乘积。 7 、如何提高粘土的可塑性？答： 在生产过程中为提高坯料的可塑性常采用以下措施： （ 1 ）将粘土原矿进行淘洗，或长期风。 （ 2 ）把湿润了的粘土或坯料施以长期陈腐。 （ 3 ）对泥料进行真空练泥。 （ 4 ）掺用少量是强可塑性粘土。 （ 5 ）加入增塑剂，如糊精、羧甲基纤维素等。 8 、粘土在陶瓷生产
6、中有何作用？答： 粘土在陶瓷生产中的作用： 1 、粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。 2 、粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。 3 、粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。 4 、粘土是陶瓷坯体烧结时的主体，粘土中的 Al2O3 含量和杂质含量是决定陶瓷坯体的烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素。 5 、粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。 9 、简述石英的晶型转化在陶瓷生产中有何意义。答： 低温型快速转化：沿上述纵向的多晶转化。 特点：转化体积变化小，但转化速度快，由是在无液相出现的条件下进行转化，因而破坏性强。高温型缓慢转化：沿上述的横向的多晶转化。特点：转化速
7、度慢，又有液相缓冲，所以危害不很大。 10 、石英在陶瓷生产中的作用是什么？答： 石英在陶瓷生产中的作用 1 、加快干燥 在烧成前，石英是瘠性原料，可降低泥料的可塑性，减少成型水分，降低干燥收缩并加快干燥。 2 、减小坯体变形 石英在高温时部分溶于液相，提高液相粘度，石英晶型转变的体积膨胀可抵消坯体的部分收缩，从而减小坯体变形。 3 、增加机械强度 残余石英可以与莫来石一起构成坯体骨架，增加机械强度，同时，石英也能提高坯体的白度和透光度。 4 、提高釉的耐磨与耐化学侵蚀性 在釉料中 SiO 2 是生成玻璃的主要组分，增加釉料中石英含量能提高釉的熔融温度和粘度，降低釉的热膨胀系数，提高釉的耐磨性
8、、硬度和耐学腐蚀性。 11 、长石类原料分为哪几类？在陶瓷生产中有何意义？ 答：长石的种类： 1 、钾长石 K 2 O Al 2 O 2 6SiO 2 ； 2 、钠长石 Na 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 ； 3 、钙长石 CaO Al 2 O 3 2SiO 2 ； 4 、钡长石 BaO Al 2 O 2 2SiO 2 ； 长石的作用 1 、降低烧成温度 长石是坯、釉中碱金属氧化物 (k 2 O 、 Na 2 O) 的主要来源，从而降低陶瓷的烧成温度。 2 、提高机械强度和化学稳定性 熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒，促进莫来石晶体的形成和长 大，提高瓷体的机械强度
9、和化学稳定性。 3 、提高透光度 长石熔体填充于各颗粒间，促进坯体致密化。其液相过冷成为玻璃相，提高了陶瓷制品的透光度。 12 、硅灰石为什么可以在陶瓷生产中作为低温快烧配方的主要原料来使用？ 答： 由于硅灰石本身不含有机物和结合水，干燥收缩和烧成收缩很小，其热膨胀系数也小（ 6.7 10 -6 / ） , 因此适宜于快速烧成。烧成后，瓷坯中的针状硅灰石晶体交叉排列成网状，使制品的机械强度提高，同时形成含碱土金属氧化物较多的玻璃相，其吸湿膨胀也小，可用来制造釉面砖、日用陶瓷、低损耗无线电陶瓷等。也有用来生产卫生陶瓷、磨具、火花塞。 第三章 配料及计算 1 、确定坯、釉料配方主要有哪些依据？答：
10、 一、 坯料和釉料的组成应满足产品的物理 - 化学性质和使用要求 二、拟定配方时应考虑生产工艺及设备条件 三、拟定配方时应考虑经济上的合理性 四、借鉴成熟配方 五、弄清各原料在陶瓷材料中的作用 2 、制定坯料配方的原则、方法与步骤是什么？ 答： 陶瓷坯料配方的制定基本原则是所设计的坯料组成和相应的工艺性能必须满足烧成前后对坯料提出的各项技术要求。还应当根据“因地制宜、降低成本、提高效率”的原则，尽量选用当地原料或替代原料。3 、坯、釉料的表示方法有哪些？答：一、配料比表示 二、矿物组成（又称示性组成）表示 三、化学组成表示 四、实验公式（塞格尔式）表示 4 、 某粘土的化学全分析如下表（ %
11、质量）： SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O 灼减 59.25 29.70 0.16 0.28 微量 0.48 0.05 10.08 试计算其矿物组成。 解： 由于化学组成中 CaO 含量少，灼减全部作结晶水计算； Na 2 O 含量很少，与 K 2 O 合并计算。 求各氧化物的摩尔数，并列表计算： SiO 2 59.25/60.06=0.987 CaO 0.28/56.08=0.005 Al 2 O 3 29.70/101.94=0.291 KNaO (0.48+0.05)/94.19=0.006 Fe 2 O 3 0.16/159.68
12、=0.001 H 2 O 10.08/18=0.56 (2) 计算矿物组成见表 3-3-1 ，计算过程是首先列出各氧化物及其摩尔数，由于物中含有氧化钾，可认为是钾长石引入的。钾长石的理论公式是 K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 即 1mol 钾长石引入 1 molK 2 O+1molAl 2 O 3 +6molSiO 2 , 则表中 0.006K 2 O 必对应 0.006mol 钾长石，并随 0.006mol 钾长石引入 0.006molAl 2 O 3 和 6 0.006=0.036mol 的 SiO 2 。将以上结果填入第 3 行。接着计算各氧化物剩余量，列入第 4 行。剩余量
13、中 0.005molCaO 可认为是钙长石引入的（因预先判定粘土中基本没有碳酸根，认为灼减是结晶水量）。钙长石的理论公式是 CaO Al 2 O 3 2SiO 2 ，即 1mol 钙长石带入 1molCaO+1molAl 2 O 3 +2molSiO 2 ，则表中 0.005molCaO 必对应 0.005mol 钙长石，并随 0.005mol 钙长石带入 0.005mol Al 2 O 3 和 2 0.005=0.010mol SiO 2 ，将以上结果填入第 5 行并算出剩余量列入第 6 行。然后依次扣除高岭土、赤铁矿，剩余 0.381mol 石英，就直接按石英计算。 （ 3 ） 计算各矿物
14、的质量克数及质量百分数（见表 3-3-2 ） （ 4 ）各种长石及赤铁矿物均作为熔剂，一并列为长石矿物，得到粘土的矿物组成如下： 粘土质矿物 72.24% 长石质矿物 3.34+1.39+0.16=4.89% 石英质矿物 22.87% 各氧化物摩尔数 氧化物的名称 摩尔数 SiO 2 0.987 Al 2 O 3 0.291 Fe 2 O 3 0.001 CaO 0.005 KNaO 0.006 H 2 O 0.560 0.006 摩钾长石 剩 余 0.005 摩钙长石 剩 余 0.280 摩高岭土 剩 余 0.001 摩赤铁矿 剩 余 0.381 摩石 英 剩 余 0.036 0.951 0.010 0.941 0.560 0.381 0.381 0.381 0 0.006 0.285 0.005 0.280 0.280 0 0 0 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0 0.005 0.005 0 0 0 0 0.006 0 0 0 0 0.560 0.560 0.560 0 0
