陶瓷綜合性實驗報告

2021-03-03 23:08:24 字數 3053 閱讀 6129

院系:材料科學與工程學院

專業:無機非金屬材料工程

班級:學生姓名:

指導教師:

日期:一、

實驗目的、實驗原理

1. 實驗目的

了解和掌握瓷質玻化磚的製備工藝

2. 實驗原理

陶瓷是把粘土原料、瘠性原料及溶劑原料,經過適當的配比、粉碎、成形並在高溫焙燒情況下經過一系列的物理化學反應後,形成的堅硬物質。陶瓷坯體是由經過高溫焙燒後生成的晶相、玻璃相、原料中未參加反應的石英和氣孔組成。玻化磚是一種強化的拋光磚,它採用高溫燒製而成。

質地比拋光磚更硬更耐磨。玻化磚顏色均勻、防汙、耐磨、好打理,而且光亮如鏡。質量過關的玻化磚要求吸水率小於0.

5。實驗要求玻化磚的配方組成範圍為

二、實驗部分

2.1實驗儀器、藥品

實驗儀器

實驗藥品

2.2實驗步驟

2.2.1配料

㈠原料的檢驗

各原料燒失如下:

則: 鉀長石燒失率:0.14/7.12=1.1%

宣化土燒失率:0.35/8.15=4.3%

粘土1/2燒失率:0.55/7.22=7.6%

中山水洗泥燒失率:0.83/7.18=11.56%

㈡胚體配方計算與設計

本次實驗選用的原料配方為

⑴去燒失

中山水洗泥滑石:3

粘土1/2: 20鉀長石:

葉臘石宣化土:

⑵各原料中氧化物的量

中山水洗泥::

:滑石::

:粘土::

:: :

: +:

: 鉀長石::

:: +:

: 葉臘石::

:: 宣化土::

:: :

+: :

⑶各氧化物的總量及質量分數:

: :: :

: +:

: 各氧化物的總量:96.38

氧化物的質量分數:

符合設計要求

2.2.2混料

按照500g稱取原料,即中山水洗泥35g,滑石15g,粘土100g,鉀長石200g,葉臘石50g,宣化土100g。將稱好的原料放在球磨機中球磨,然後用研缽研磨,過80目篩,取80目篩下粉末。最後將各種原料混合起來。

2.2.3球磨

將混合好的原料粉末放在行星球磨罐中,加入36%(180g)的水,0.75%(3.75g)的多聚磷酸鈉,剛玉小球(料球比為1:

2,磨球比例為:大球:中球:

小球=1:2:1),球磨1h。

2.2.4乾燥

將球磨好的泥漿倒入泥漿盤中,然後放入烘箱中烘乾、備用。烘箱溫度為110℃。

2.2.5造粒

將烘乾好的泥漿放在研缽中研碎,使粉末能夠通過80目篩。然後採用噴霧法造粒,含水量為5%—7%。然後使造好的顆粒過20目、80目篩,取20目篩下,80目篩上的顆粒。

然後將造好的顆粒陳腐2h。、

2.2.6成型

去適量顆粒放入壓片機中壓成直徑為5cm的圓片。壓片壓力位20mpa,至少壓10片。注意壓片前後要將壓片機擦乾淨,否側壓出的瓷片表面不光滑。

壓完片後將瓷片放在暖氣上烘乾12h。烘乾後取五片瓷片在瓷片中心畫相互垂直的半徑為2cm的十字絲,測收縮率備用;取三片做六條大小一致的瓷條,然後將瓷條表面用砂紙打磨光滑,將直角打磨成45°彎角,測三點抗彎備用。

2.2.7燒結

先取一片瓷片在1150℃下試燒。試燒結果良好,即1150℃為合適的燒結溫度。然後將六條瓷條放在箱式電阻爐中在1150℃下燒結,待爐子公升溫至1150℃時保溫1.5h。

2.2.8效能測試

①密度測試

本次實驗採用的是比重法。準備一支量筒,稱量量筒的質量,記為;將量筒中放入一些陶瓷碎塊,稱量其質量,記為;在裝有陶瓷碎塊的量筒中加入水,使水面與100ml刻度線相齊,稱量質量,記為;將水及陶瓷碎塊倒掉,然後在空量筒中放入100ml水稱量其質量,記為。密度公式為:

式中 —室溫下空氣的平均密度,0.001205;

測定溫度下水的密度,0.99820。

②燒結曲線測定

將五塊劃有十字絲的瓷片分別在900℃,1000℃,1100℃,1150℃,1250℃下燒結,保溫15min,取出冷卻後,用直尺度量十字絲的長度,畫出燒結曲線,找出最佳燒結溫度。

③吸水率的測定

先稱量在最佳燒結溫度燒結下的陶瓷的質量,記為;然後將陶瓷放入加了水的燒杯中,然後將燒杯放在石棉網上用電爐加熱水煮30min,擦乾表面的水分後稱量陶瓷的質量,記為,計算其吸水率。

吸水率=

④抗彎強度的測定

將在1150℃溫度下燒結的陶瓷小條放在三點抗彎裝置上測量其抗彎能力,在實驗工程中所採取的載入速度是1mm/min,記錄實驗結果。

⑤熱穩定性的測定

將在1150℃下燒結的瓷片放在茂福爐中加熱。從500℃開始,依次公升溫,每次保溫30min,然後將保溫好的陶瓷放入冷水中,觀察其炸裂情況。

三、結果與討論

3.1密度測試

本次試驗所燒成的玻化磚的密度為2.16

3.2燒結曲線測定

對應溫度下十字絲的長度

收縮曲線

3.3吸水率的測定

由計算可知,本次實驗所燒成的玻化磚的吸水率為0.22<0.5,所以符合要求。

3.4抗彎強度的測定

由實驗結果可得,本次試驗所燒成的玻化磚的最大抗彎強度可達72.75mpa,強度較好。

建築陶瓷的抗彎強度一般要求大於40mpa即可,而本次試驗所製得的樣品的抗彎強度均大於40mpa,所以符合要求。

3.5熱穩定性的測定

將燒製好的玻化磚放入茂福爐中加熱,起始溫度為500℃,保溫30min後放入冷水中觀察其是否炸裂。如果不炸裂,再提高100℃,重複實驗步驟。待爐溫公升高到800℃時,每次提高50℃。

本次實驗的炸裂溫度為950℃。

4、結論

①本次試驗所設計的配方符合玻化磚的效能要求。即

化學組成為

②玻化磚的最佳燒結溫度為1150

③玻化磚的各項效能較好,基本符合要求。

④二樓箱式電阻爐的溫度較一樓較低,建議在以後的燒結過程中在最佳燒結溫度的基礎上提高30度左右。

通過本次試驗,我們了解到了玻化磚原料的組成、分類,各個原料在玻化磚燒結中起的作用,玻化磚的製備方法、工藝,及效能測試的方法等。

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