《陶瓷工艺学》试题
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陶瓷工艺学试题库
一.名词术语解释
1. 陶瓷制品——以粘土类及其它天然矿物岩石为原料,经加工烧制成的上釉或不 上釉硅酸盐制品(如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、普通电瓷等)。
2. 胎——经高温烧成后构成陶瓷制品的非釉、非化妆土部分。 3. 釉——融着在陶瓷制品表面的类玻璃薄层。
4. 陶瓷显微结构——在显微镜下观察到的陶瓷组成相的种类、形状、大小、数量、 分布、取向;各种杂种(包括添加物)与显微缺陷的存在形式、分布;晶界特征。
5. 胎釉适应性 ——釉层与胎具有相匹配的膨胀系数,不致于使釉出现龟裂或剥 落的性能。
6. 实验式——表示物质成分中各种组分数量比的化学式。陶瓷物料通常以各种氧 化 物的摩尔数表示。
7. 坯式——表示陶瓷坯料或胎体组成的氧化物按规定顺序排列的实验式。 8. 釉式——表示陶瓷釉料或釉组成的氧化物按规定顺序排列的实验式。
9. 粘土矿物——颗粒大小在2μm以下,具有层状结构的含水铝硅酸盐晶体矿物。 10. 粘土—一种天然细颗粒矿物集合体,主体为粘土矿物,并含有部分非粘土矿物 和有机物。与水混合具有可塑性。
11. 一次粘土——母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地,与母岩未经分离 的粘土。
12. 二次粘土——一次粘土从原生地经风化、水力搬运到远地沉积下来的粘土。 13. 高岭石—— 一种二层型结构的含水铝硅酸矿物(Al2O3·2S?O2·2H2O),因首次 在我国江西景德镇附近的高岭村发现而命名。
14. 瓷石——一种可供制瓷的石质原料,主要矿物为绢云母和石英,或含有少量长 石、高岭石和碳酸盐矿物。
15. 釉石——制釉用瓷石,其矿物组成与瓷石相似,但具有较低的熔融温度,熔融 物具有较好的透明度。
16. 石英——天然产出的结晶态二氧化硅。
17. 长石—— 一系列不含水的碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物的总称。
18. ɑ—半水石膏——石膏在水蒸气存在的条件下加压蒸煮而得到的晶体呈针状、 结晶尺寸较大的半水石膏(ɑ—CaSO4·1/2H2O)。
19. β—半水石膏——石膏在常压下炒制而得到的晶体为不规整碎屑、比表面积较 大的半水石膏(β—CaSO4·1/2H2O)。
20. 陶瓷颜料——以色基和熔剂配合制成的有色无机陶瓷装饰材料。 21. 陶瓷工艺——生产陶瓷制品的方法和过程。
22. 釉料——经加工精制后,施在坯体表面而形成釉面用的物料。 23. 熔块——水溶性原料、毒性原料与其他配料熔制而成的物料。 24. 熔块釉——以熔块为主加适量生料制成的釉料。 25. 生料釉——以生料为主不含熔块的釉料。 26. 乳浊釉——釉料中加乳浊剂,烧成后釉中悬浮有不熔性微粒子,釉呈乳浊状态。 27. 长石釉——以长石类原料为主要熔剂的釉。 28. 石灰釉——以钙质原料为主要熔剂的釉。
29. 颜色釉(色釉)——釉中含有适量着色剂,烧成后釉面呈彩色的釉。 30. 花釉(复色釉)——釉面呈多种色彩交混、花纹各异的颜色釉。 31. 无光釉——釉面反光能力较弱,表面无玻璃光泽而呈现柔和丝状或绒状光泽的
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艺术釉。
32. 碎纹釉——釉层呈现清晰裂纹而使制品具有独特的艺术效果的釉。 33. 结晶釉——釉层内含有明显可见晶体的艺术釉。
34. 化妆土——敷施在陶瓷坯体表面的有色土料。烧成后不玻化,一般起遮盖或装 饰作用。
35. 粉碎——使固体物料在外力作用下,由大块分裂成小块直至细粉的操作。 36. 真空入磨——利用真空效应使浆料进入球磨机内的加料方式。 37. 压力放浆——采用压缩空气加快球磨机出浆速度的方法。
38. 练泥——用真空练泥机或其他方法对可塑成型的坯料进行捏练,使坯料中气体 逸散、水分均匀、提高可塑性的工艺过程。
39. 陈腐——将坯料在适宜温度和高湿度环境中存放一段时间,以改善其成型性能 的工艺过程。
40. 坯釉配方——坯料,釉料中各种原料配合的重量百分数。
41. 筛余量——指物料过筛后,筛上残留物的重量占干试样总重量的百分数。 42. 细度——指固体颗粒的大小。陶瓷生产中习惯用标准筛的筛余量来表示。 43. 成型——将坯料制成具有一定形状和规格的坯体的操作。
44. 可塑成型——在外力作用下,使可塑坯料发生塑性变形而制成坯体的方法。 45. 刀压成型——用型刀使放置在旋转的石膏模中的可塑坯料受到挤压、刮削和剪 切的作用展开而形成坯体的方法。
46. 滚压成型——用旋转的滚头,对同方向旋转的模型中的可塑坯料进行滚压,坯 料受压延力的作用均匀展开而形成坯体的方法。
47. 注浆成型——将泥浆注入多孔模型内,当注件达到所要求的厚度时,排除多余 的泥浆而形成空心注件的注浆法。
48. 实心注浆——泥浆中的水分被模型吸收,注件在两模之间形成,没有多余的泥 浆排出的注浆法。
49. 干压成型——将含水率低于6%的粒状粉料,放在模具中直接受压而成型的方 法。
50. 半干压成型——将含水率为6~12﹪的粒状粉料,放在模具中直接受压而成形的 方法。
51. 等静压成型——粒状粉料在有弹性的软模中受到液体或气体介质传递的均衡 压力而被压实成型的方法。
52. 坯体干燥——排除坯体中非化学结合水的过程。 53. 干燥制度——为达到最佳的干燥效果,对干燥过程中各个阶段的干燥时间和速 度、干燥介质的温度和湿度等参数的规定。
54. 施釉——在坯体表面上覆盖一层釉料的操作。
55. 阳模——指工作面凸起,用于形成器物内表面的模型。 56. 阴模——指工作面内凹,用于形成器物外表面的模型。
57. 石膏模——用石膏为原料加工制成,供成形坯体使用的工作模具。 58. 烧成——将坯体焙烧成陶瓷制品的工艺过程。 59. 素烧——坯体施釉前进行的焙烧工艺过程。 60. 釉烧——素烧坯施釉后的焙烧工艺过程。
61. 二次烧成——生坯先经素烧,然后釉烧的烧成方法。
62. 一次烧成——施釉或不施釉的坯体,不经素烧直接烧成制品的方法。
63. 烧成制度——为烧成合格陶瓷制品和达到最佳烧成效果,对窑内温度、气氛、 压力操作参数的规定。
64. 氧化气氛——窑内气体具有氧化能力,其空气过剩系数大于1,称窑内气氛为
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氧化气氛。
65. 还原气氛——窑内气体具有还原能力,其空气过剩系数小于1,称窑内气氛为 还原气氛。
66. 中性气氛——窑内气体不具有氧化和还原能力,其空气过剩系数等于1,称窑 内气氛为中性气氛。
67. 空气过剩系数——燃料燃烧时实际空气用量与理论空气用量的比值。 68. 烧成周期——烧成时完成烧成曲线所规定的时间。
69. 窑具——为烧成服务的辅助耐火器物,如匣钵、棚板等。 70. 匣钵——烧成时用来盛装陶瓷坯体的耐火容器。
71. 棚板——在烧成中用于承托坯体的耐火平板或搭架耐火板。 72. 陶瓷装饰——用工艺技术和装饰材料美化陶瓷制品。
73. 釉上彩——用釉上颜料或由它所制成的贴花纸及其他装饰材料,在制品釉面上 进行彩饰,经900℃以下温度烤烧而成的装饰方法。
74. 釉中彩——用能耐一定高温的颜料或由它所制成的贴花纸,在釉坯或制品釉面 上进行彩饰,以釉烧时同一温度或接近温度下烧成,颜料沉入并熔合在釉中的装饰方法。
75. 釉下彩——用釉下颜料或由它所制成的贴花纸,在精坯、素烧坯、釉坯的表面 上进行彩饰,再覆盖一层釉,经高温烧制而成的装饰方法。
76. 瓷器——陶瓷制品中,胎体玻化或部分玻化、吸水率不大于3%、有一定透光 性、断面细腻呈贝壳状或石状、敲击声清脆的一类制品。
77. 细瓷——使用质量好的原料,经细致加工所得到的胎体细腻、釉面光润、吸水 率不大于0.5%的一类瓷器。
78. 长石质瓷——坯体中以长石为主要熔剂的长石-石英-高岭土三组份瓷。
79. 绢云母质瓷——坯体中以绢云母为主要熔剂的绢云母-石英-高岭土三组份瓷。 80. 陶器——一种胎体基本烧结、不致密、吸水率大于3%、无透光性、断面粗糙 无光、敲击声沉浊的一类陶瓷制品。
81. 铅镉溶出量——陶瓷制品与食物接触面受酸性介质浸泡后溶出的铅镉量。 82. 颗粒分布——粉状或粒状物料中不同粒级所占的重量百分数。
83. 热重分析——记录试样在受热过程中随时间或温度发生变化所产生的重量变 化分析的方法。
84. 泥浆触变性——泥浆受到振动和搅拌时,粘度降低,流动性增加,静置一段时 间后,泥浆又重新稠化的性能。
85. 可塑性——含适量水的泥团,在一定外力作用下产生形变而不开裂,除去外力 后仍保持其形变的性能。
86. 干燥收缩率——试样成型后与干燥至恒重后长度之差对成型后长度的百分比 称干燥线收缩率;其体积的差值对成型后体积的百分比称干燥体收缩率。
87. 烧成收缩率——试样烧成前后长度之差对干燥至恒重后长度的百分比称烧成 线收缩率;其体积之差对干燥至恒重后体积的百分比称烧成体收缩率。
88. 总线收缩率——试样成型后与烧成后长度之差对成型后长度的百分比。 89. 烧成温度——使陶瓷制品具有预期性能的焙烧温度。
90. 烧成范围——对瓷器而言,系由玻化成瓷到低于软化温度之间的温度范围;对 陶器而言,则是与制品吸水率上下限相对应的温度范围。
91. 釉的熔融温度范围——釉的始熔温度至成熟温度之间的温度范围。 92. 透光度——可见光透过陶瓷制品的程度。通常以透过1毫米厚试样的光量对照 射在试样的光量百分比来表示。
93. 光泽度——陶瓷表面对可见光的反射能力。通常以镜面反射光强度对入射光强 度的百分比来表示。
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94. 白度——陶瓷制品对可见光漫反射的能力。通常以试样漫反射的光量对入射光 量的百分比来表示。
95. 热稳定性(耐热震性)——陶瓷制品抵抗外界温度急剧变化而不出现裂纹或者 不破损的能力。
96. 气孔——陶瓷胎体中的孔隙部分。
97. 开口气孔——陶瓷胎体中与大气相通的气孔。 闭口气孔——陶瓷胎体中不与大气相通的气孔。
98. 总气孔率——陶瓷胎体中开口气孔率与闭口气孔率的总和。
99. 吸水率——陶瓷胎体中开口气孔吸饱水后,所吸入水的重量对试样经110℃干 燥至恒重后的重量百分比。
二.是非题:
1. 以高岭石为主要矿物的黏土叫膨润土。(×) 2. 粘土矿物是含水的硅酸盐矿物。(×)、 3. 粘土矿物的颗粒一般都大于2微米。(×) 4. 粘土是一种含水铝硅酸盐矿物,是地壳中含长石类岩石经过长期风化与地质作 用而形成的。(√)
5. 膨润土是以水铝英石为主要成分的粘土,本身能吸附大量的水,吸水后体积膨 胀。(×)
6. 北方粘土含有机物较多,含游离石英和铁质较少,因而可塑性好,干燥强度大。
(√)
7. 高岭石,伊利石,叶蜡石,滑石,蒙脱石等矿物都属于粘土矿物。(×) 8. 膨润土具有高的可塑性,并且具有较小的收缩率,是陶瓷工业常用的优质粘土。
(×)
9. 母岩风化后残留在原生地的粘土称为二次粘土。(×) 10. 天然粘土具有固定的化学组成,有固定的熔点。(×)
11. 粘土-水系统具有一系列胶体化学性质的原因是因为粘土颗粒带电。(√) 12. 粘土的阳离子吸附与交换特性影响粘土本身的结构。(×) 13. 粘土的结合水量与粘土的阳离子交换容量成正比。(×) 14. 粘土胶团的电位与所吸附的阳离子电价成正比。(√)
15. 天然粘土不能用一个固定的化学式来表示,同时它也无一定的熔点。(√) 16. 高岭石,多水高岭石,蒙脱石都会因吸水而导致很大的体积膨胀。(×) 17. 云母不是粘土矿物,但水解后的水化云母具有粘土性质。(√)
18. 原生高岭土,结合性差,干燥强度低,次生高岭土,结合性强,干燥强度大。
(√)
19. 强可塑粘土的用量多,容易获得水分疏散快,干燥快,以及脱模快的注浆泥浆。
(×)
20. 北方地区原料铁含量高而钛含量低,宜采用氧化焰烧成。(×)
21. 钠长石熔融后形成粘度较大的熔体,并且随温度升高粘度快速降低。(×) 22. 钾长石和钙长石在任意情况下可以任意比例互溶。(×) 23. 长石是一族含水的铝硅酸盐矿物总称,呈架状硅酸盐结构。(×)
24. 钾长石熔融后粘度大,且随温度升高熔体粘度逐渐降低,易于烧成控制和防止
变形。(√)
25. 长石煅烧的目的是为了排除结构水。(×)
26. 长石的助熔作用是由于本身的低温熔融而引起的。 (√) 27. K2O、Na2O在坯料中的作用是降低烧成温度起到熔剂的作用。(√)
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28. 长石是陶瓷生产中最常用的熔剂性原料。(√)
29. 长石是为不含水的碱金属与碱土金属铝酸盐矿物的总称,呈架状硅酸盐结构。
(√ )
30. SiO2可提高釉的熔融温度和粘度,给釉以高的力学强度,并增大釉的膨胀系数。
(×)
31. SiO2就是石英,它不具有可塑性。(×) 32. SiO2可提高釉的熔融温度和粘度,给釉以高的力学强度,并降低釉的膨胀系数。
(√) 33. 石英在自然界大部分以?-石英的形态稳定存在。(∨)
34. 石英转化可以分为高温型的迟缓转化与低温型的迅速转化;其中高温型的迟缓 转化对陶瓷生产危害较大。(×)
35. 熟石膏是一种结晶矿物,其化学实验式为CaSO4·2H2O .(×) 36. 滑石具有良好的可塑性。(×)
37. 泥浆具有―弹性-塑性‖的流动变形过程。(×)
38. 泥浆是一种胶体粒子与非胶体粒子在水介质中的分散体系。(√ ) 39. 泥浆的触变性是由于电解质加入量过多。(×)
40. 在釉料的实验式中,往往取中性氧化物的摩尔数的总和为1。(×) 41. 只表示出物质化学成分中各氧化物之间的数量比关系,而不表示其结构特性的 化学式,称为实验式。(√)
42. 用实验式表示坯料组成时,称为示性矿物组成表示法。(×)
43. 以各种氧化物的摩尔比来表示的方法叫做化学实验式表示法,简称实验式。
(√)
44. 在陶瓷配方中用原料的质量分数来表示配方组成的方法,叫做配料量表示法。
(√)
45. 叶蜡石质,透辉石质坯体可以适应低温快烧的要求。(√) 46. 锂辉石是一种良好的助熔原料。(√)
47. 瓷石不是单一的矿物岩石,而是多种矿物的集合体。(√) 48. 没有烧的陶瓷半成品叫做坯体,用于做坯的泥料叫坯料。(√) 49. 在釉料中增加碱金属氧化物含量能提高釉的硬度。(×)
50. 就一般釉料而言,碱金属氧化物的增加,可以提高釉的化学稳定性,但其不良 影响是提高了釉的粘度。(×)
51. 颗粒组成是指物料中含有不同大小颗粒的质量分数。(√)
52. 注浆料采用碳酸钠作为电解质,坯体致密且强度较大,用水玻璃作为电解质, 获得比较疏松而强度较低的坯体。(√)
53. 注浆坯料中引入水玻璃是为了降低坯料的烧成温度。(×)
54. 注浆成型后的坯体结构较均匀,但其含水量较大,且不均匀,干燥与烧成收缩 也较大。
55. 阳模成型可以较好的解决坯体干燥变形的问题,但是对泥料的可塑性有较高的 要求。(√)
56. 热压铸成形的坯体,要预先进行排蜡。(√) 57. 压制成形多用来成形扁平状制品。(√)
58. 干燥过程通常分为四个阶段,干燥时产生的收缩主要发生在降速干燥阶段,容 易引起变形开裂等缺陷,应加强对此阶段的控制。(×)
59. 干燥过程实质上就是传热与传质的过程。(√)
60. 坯体干燥的过程主要是指除去坯体内自由水的过程。(√)
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⑷氧化锌预烧目的是:避免氧化锌在釉料中含量较多时引起缩釉的缺陷。 18.釉的特点是什么?坯体为什么要施釉? 答:(1)釉的特点:①有与玻璃相似的物化性质,如各向同性,无固定熔点,只有 一定熔融范围等②釉的显微结构和均匀程度比玻璃复杂。③釉不单纯是硅酸盐,,成分比玻璃复杂。④氧化铝比玻璃多。⑤釉的熔融范围比玻璃宽。
(2)施釉的目的:①使制品不透水,不透气,提高化学稳定性。②给陶瓷制品以美 感。③防沾污,易于洗涤。④使产品具有特定的物化性能。⑤改善陶瓷制品的性能。
19.注浆料加入适量的电解质有什么作用?通常的电解质有哪些?加入量过多或过少会产生什么结果?
答 :电解质的作用是改善泥浆的流动性,使其在低水分的情况下粘度适当便于浇注。通常的电解质有无机电解质(如水玻璃,碳酸钠,三聚磷酸钠等)生成保护胶体的有机酸盐类(如腐植酸钠,松香皂等)和聚合电解质(如CMC等)。
电解质加入量过多时,泥浆颗粒又开始再凝聚,泥浆水分又增大,电解质加入量过少时,泥浆的流动性不够好。
20.生产上可以采取什么措施来提高坯料的可塑性以满足成型工艺的要求?
答:提高可塑性的方法有:⑴将粘土原矿淘洗,除去杂质,或长期风化。⑵将润湿 的粘土或坯料长期陈腐。⑶将泥料进行真空处理,并多次练泥。⑷掺用少量强可塑性粘土。⑸必要时加入适当的胶体物质。
21.哪些制品适合注浆成型?注浆成型的特点?
答:形状复杂,不规则的,壁薄的,体积较大,但精度要求不高的制品例如:花瓶、 茶壶、杯吧、人像,动物等。注浆成型的特点:坯体结构较一致,可以做形状复杂的制品,投产容易,上马快。缺点:因为坯体含水量大,干燥收缩较大,生产效率低,石膏模用量大易坏。
22.要缩短注浆成型的时间加快成坯速度,提高注件质量,可采取什么措施?
答:(1)降低泥层的阻力,控制泥浆的组成、浓度、添加剂的种类等,适量降低可塑性原料用量,增粗泥浆颗粒粒子,减少水分,加入解凝剂。(2) 提高吸浆过程的推动力,增大泥浆与模型间的压力差。(3)提高泥浆与模型的温度。
23.什么是滚压头的平移?为什么要平移?
答:滚头中心顶点加工成弧形,同时把滚头中心线顶点先平移一段距离叫滚压头的 平移。其原因是滚头的中心顶上,其旋转线速度几乎为零,使坯料受到的压力很小,坯体较疏松,致使坯体底部中心部位表面不光,烧后不平。
24.旋压成型和滚压成型对坯料各有什么要求?
答:滚压成型对坯料要求:有好的可塑性,屈服值高,延伸变形量较宽,含水量少,同时可根据阴、阳模具的不同来调整含水量,大致在19%~26%。
旋压成型对坯料要求:要求水分均匀,结构一致,较好的可塑性,屈服值较低,含 水量稍多些。
25.举例说明那些制品适合采用滚压成形?滚压成形有哪些特点? 答:(1)适合滚压成形的制品有:碗,盘,碟,杯,等回转体圆形制品。
(2)滚压成形的特点:①坯体的组织结构均匀。②坯体致密度和强度比旋压成形 的高。③无需加水赶光,坯体表面品质好,规整度一致。④生产效率高,易于组成联动生产线,改善劳动条件,⑤需要大量模具。
26.为什么旋压成型的坯体比滚压成形的变形率高?
答:旋压成型坯泥含水率较高,型刀对坯泥的正压力小,生坯致密度差,而滚压成 型泥料含水率较低,滚头是对坯泥进行“滚”和“压”,滚压时坯泥均匀展开,受力由小到大比较缓和,均匀,压力较大,同时受压时间长,所以压制出的制品致密度高,均匀度好,坯体不易变形。
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27.日用陶瓷、墙地砖、卫生洁具的施釉方法有哪些?
答:⑴日用陶瓷的施釉方法有:浸釉、涂刷釉、甩釉、荡釉、浇釉。
⑵墙地砖的施釉方法有:淋釉、喷釉甩釉、干法施釉等。 ⑶卫生洁具因器型大而不规整主要采用:喷釉。 28.坯体干燥过程分为哪几个阶段,各有何特征?
答:⑴加速干燥阶段:水分不断蒸发,直至表面温度达到干燥介质的湿球温度。⑵ 等速干燥阶段:干燥介质的条件恒定不变,水分由坯体内部迁移到表面的内扩散的速度与表面水分蒸发扩散到周围介质中去的外扩散的速度相等。⑶降速干燥阶段:蒸发速度和热能消耗减小,坯体表面温度渐渐升高,坯体表面与周围干燥介质间的温差渐渐减小,坯体表面上的水蒸气分压降低。⑷平衡阶段:当坯体表面水分达到平衡水分时,表面蒸发与吸附达成动态平衡,表现干燥速度为零。
29.从哪几个方面来提高球磨机的球磨效率?
答:⑴球磨转速:一般1吨料球磨机的转速为25~28r?min⑵研磨介质:研磨介质的 大小和级配与球磨机的内径大球直径、物料颗粒度有关,三者间的关系:D?24?d?90do⑶水量及电解质:最佳的加水量要根据物料的工艺性能通过实验后而确定,加入电解质减弱颗粒间的分子引力,提高粉碎效率⑷加料粒度:加料粒度为2mm左右⑸加料方式:先投硬质原料,后加软质原料⑹装载量: 料:球:水=1:1.2~1.5=1.0~1.2
30.写出几种辐射干燥方法的名称以及陶瓷生产中使用的热空气干燥设备的名称。 答:⑴辐射干燥方法:红外干燥、微波干燥、高频干燥。
⑵常用热空气干燥设备:室式干燥器、隧道式干燥器、链式干燥器、辊道干燥器。
31.影响干燥速度的因素是什么?并加以解释。
答:影响干燥速度的因素是干燥介质的种类、温度、湿度、流量、流速等。当采用微波干燥,远红外干燥新技术时,坯体内热湿扩散与湿扩散的方向一致,受热均匀。干燥介质的湿度与温度是影响坯体外扩散的主要因素,可以利用逆流干燥原理来实现湿度渐渐降低,温度升高的干燥工艺制度。快速干燥中采用高速气流喷嘴对坯体进行大流量喷射,使坯体均匀干燥。
32.试说明骨灰瓷烧成范围较窄的原因。
答:骨灰瓷在烧成过程中达到共熔温度后,迅速熔融,玻璃相急剧增加,使坯体在这个时候容易变形甚至坍塌,所以骨灰瓷烧成范围窄。
33.试分述一次烧成与二次烧成的优缺点。 答:(1)一次烧成优缺点:
优点:可以节约能源,节省时间,减少烧成设备。
缺点:制品气孔率较多,产品的质量也比二次烧成差。 (2)二次烧成优缺点:
优点:能提高素烧坯的强度,素烧坯多孔,易于施釉,制品变形小,釉面质量与装饰效果好。
缺点:能耗大,费时,坯釉中间层生长不良。 34.什么叫瓷器的二次烧成?
答:二次烧成即生坯先经素烧,然后施釉再进行釉烧的烧成方法。 35.还原气氛对瓷坯烧成的作用? 答:还原气氛下,形成的氧化亚铁熔化在玻璃相中呈青色,同时还可以增加液相量, 坯体气孔率降低,提高瓷坯的透光度,并能使瓷器呈白里泛青。
36.何谓烧成制度?合理的烧成制度的确定应该考虑哪些因素?
答:烧成制度即,陶瓷制品在烧制过程中需要的温度制度,气氛制度,压力制度的 总称。
合理的烧成制度的确定应该考虑因素有:(1)坯料组分在加热过程中的性状变化。
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(2)制品的尺寸及形状(3 )釉烧方法(4 )窑炉。
37.试比较下列两种粘土的烧后色泽,耐火度,烧成收缩大小,并说明理由是什么? 化学组成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O I·L 粘土名称 1# 58.11 27.83 0.86 0.45 0.56 3.73 1.76 6.42 2# 57.43 27.28 0.53 0.46 0.76 2.63 1.14 10.68 答:1#比2#的Fe2O3高,Al2O3 、SiO2含量相近,K2O、Na2O总量也较高,I·L低, 所以1#比2#的白度低,耐火度低,烧成收缩小。
38.什么叫氧化焰?还原焰?为什么南方一般采用还原焰烧瓷,而北方一般采用氧化焰烧瓷?
答:在烧成过程中,送入的空气过量时燃烧产物中还存在过剩的氧时,这种环境就 叫氧化焰;送入的空气不足时燃烧产物中还存在未完全燃烧的一氧化碳时,这种环境就叫还原焰;由于南方和北方的地质差别,粘土的成因互异和各有特点,形成了我国南北方陶瓷烧成气氛的不同,一般来说,北方粘土含氧化铝,氧化钛,有机物高,含游离石英和铁少,可用氧化气氛烧成,制品色调白里泛黄。南方高岭土和瓷土等含有游离石英和铁质较多,含氧化钛和有机物较少,由于铁质较多,常用还原焰烧成,制品色调白里泛青。
39.还原焰烧成瓷器,玻化成瓷期的操作要点是什么?
答:在使用还原焰烧成时,本阶段又可分为,氧化保温期、强还原期、弱还原期。 三个阶段。这三阶段之间的两个转化温度点及后两段还原气氛浓度是确定气氛制度的关键。临界温度过低则还原太早,坯釉中有关组分氧化反应没完全,部分有机物和碳素残留在坯中,易产生“黑心”甚至起泡等缺陷。临界温度过高,则还原太晚,氧化铁还原不足,坯体发黄,起不到还原作用。
40.为什么南方瓷区,一般采用还原焰烧瓷而北方瓷区一般采用氧化焰烧瓷?
答:由于南方和北方的地质差别,粘土的成因互异和各有特征,形成了我国南北方 陶瓷烧成气氛的不同,一般来说,北方粘土含氧化铝,氧化钛,有机物较高,含游离石英和铁质较少,可用氧化气氛烧成,制品色调白里泛黄。南方高岭土和瓷土等含有游离石英和铁质较多,含氧化钛和有机物较少,由于铁质较多,常用还原焰烧成,制品色调白里泛青。
41.窑内气氛对瓷器烧成的影响?
答:烧成气氛影响陶瓷坯体高温下的物化反应速度、体积变化、晶体尺寸与气孔大 小,甚至相组成等。表现在气氛对烧结温度的影响,对最大烧成线收缩的影响,对坯体过烧膨胀的影响,对瓷坯线收缩速率的影响,对瓷坯的颜色、透光度及釉面质量的影响。
42.为什么瓷坯在还原气氛中加热烧时温度均比在氧化气氛中的低?
答:瓷坯中或多或少含有部分铁质,在还原气氛的条件下,铁以低价状态存在,而 氧化气氛下铁以高价状态存在,坯体含铁量越多,温度降低越多。
43.瓷器的烧成分为哪几个阶段?各阶段的范围如何?烧成工艺上应如何控制?
答:主要分为预热阶段(常温~300C),氧化分解阶段(300~950C),高温阶段(950
。
。
。
C ~最高烧成温度),高火保温阶段,冷却阶段。由于影响陶瓷烧成的因素很多,所以在操作中,要根据具体情况来确定不同的烧成制度,通过窑炉的设备来控制窑内各部分气体压力呈一定分布,来保证温度制度和气氛制度。
44.低温快烧的作用和条件? 答:(1)低温快烧的作用:节约能源和成本,充分利用原料资源,提高窑炉和窑具
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的使用寿命,缩短生产周期,提高生产效率。
(2)低温快烧的条件:坯釉的干燥收缩和烧成收缩均小,坯料热膨胀系数小,随 温度的变化接近线性关系。希望坯料的导热性能好,希望坯料中含少量晶型转变的成分,快烧的釉料要求化学活性强;减少坯体入窑水分,提高坯体入窑温度;控制坯体厚度、形状和大小;选用温差小和保温良好的窑炉;选用抗热震性好的窑具。
45.某厂快速烧成陶瓷板状制品,已知烧成温度为1150℃,出窑温度为180℃。吸水率允许在3~10%之间,生产时出窑制品外观质量和吸水率抽检均为良好,码堆于仓库待次日检选,可是检选中有20~30%的制品破裂,试分析造成制品破裂的原因?并提出解决方案?
答:成品破裂的原因可能是陶瓷板的热稳定性差和吸湿膨胀导致的,由于陶瓷板状 制品吸水率允许在3~10%之间,其吸水率处于炻器吸水率范围,加上烧成温度较低,出窑温度相对较高,易使其陶瓷制品的热稳定性差,出现破裂。
46. 制定烧成制度的依据?
答:⑴坯料组分在加热中的性状变化,⑵制品的尺寸和形状。⑶釉烧方法,包括烧 成时坯釉反应的相互影响问题,高火保温结束后进入冷却阶段。⑷窑炉。
47.某人为了缩短普通日用瓷的烧成周期,计划在烧成后期600~400℃ 采用快速冷却,是否可行?为什么?
答:不可以,因为在573oc是石英晶型发生低温型的快速转化,又无液相缓冲,破 坏性强,易发生变形,如果该阶段快速冷却,会发生制品破裂。
48.快速烧成对坯料的品质有哪些要求? 答:(1)干燥收缩和烧成收缩均小。 (2)坯料的热膨胀系数要小,随温度的变化接近线性关系,在烧成过程中不致开裂。 (3)坯料的导热性能要好,使烧成时物理化学反应能迅速进行,又能提高坯 体的抗热震性。
(4)希望坯料中少含晶型转变的成分,以免因体积变化破坏坯体。
49.实现快速烧成可以采取哪些工艺措施?
答:坯釉料能适应快速烧成;减少坯体入窑水分、提高坯体入窑温度;控制坯体厚度、形状和大小;选用温差小和保温性能良好的窑炉;选用抗热性能好的窑具。 50.简述坯料配方、工艺因素与瓷胎显微结构及瓷器性质三者之间的关系。
答:坯料化学组成和工艺条件,会形成不同显微结构,显微结构的变化会影响材料 的性能。
51.工艺过程对制品物理化学性质的影响?
答:工艺过程对制品物理化学性质影响很大,因为工艺过程会影响制品显微结构, 最后影响制品性能,所以陶瓷制作的工艺过程对制品的性能相当重要。
52.简要叙述影响陶瓷产品烧结的原因。
答: 影响陶瓷产品烧结的原因有很多,主要表现在配方,原料的矿物组成,坯体 入窑前含水率,烧成气氛,烧成温度等,原料的矿物组成内含有较多的挥发分及在高温反应时生成较多的气体等影响烧结。烧成气氛,烧成温度直接影响产品烧结,温度过低、过高对烧结温度有较大的影响,烧还原焰时没有及时还原,达不到还原效果,提前还原,则氧化不完全。配方在一定程度上影响烧结所需的温度及其他条件。
53.釉层出现开列和剥落的主要原因是什么?什么样的釉层才能使瓷中的机械强度最大?
答:是由于坯和釉的膨胀系数相差过大引起的,当α釉?α坯时,发生龟裂,α釉?α坯时, 发生剥落。要使釉层的机械强度最大,坯、釉的膨胀系数相近,中间层发育良好,同时
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釉具有高弹性,高抗张强度等性能。
54.瓷器变形的原因是什么?
答:⑴配方是潜在因素,经过高温烧制,则应力释放。
⑵器形结构设计的不合理性
⑶成型操作不正确,干燥不均匀。 ⑷烧成工艺操作与控制不恰当。 55.釉的缺陷及其克服之办法?
答:主要有:釉面波纹,釉面无光,缩釉,釉泡与针孔等。 克服方法主要有:釉面波纹时可降低釉浆比重,降低釉的高温粘度,缩小窑内温差,可用还原焰烧成。釉面无光时,合理调配釉料配方,合理制定熔块烧制温度,降低球磨时带入的杂质,可用还原焰烧成,缩短高温冷却时间。缩釉时,减小釉层的干燥收缩,预热阶段缓慢。釉泡与针孔时,减少原料中含有大量的高温分解物,降低釉浆比重,避免过烧。
56.缩釉产生的原因及克服方法。
答:缩釉产生的原因:⑴釉对坯的润湿性差,高温粘度大,表面张力大。⑵釉层干 燥收缩⑶釉层对坯体的附着力差⑷坯釉储存时间长⑸釉烧时,预热初始阶段升温过急。
克服方法:⑴降低粘土、氧化锌、氧化铝的含量。⑵提高釉浆粒度,降低釉浆比重。⑶增长烧成预热期时间。
57.因釉的膨胀系数过大,坯釉结合性能变坏时,你将如何调节釉的膨胀系数? 答:可以减少氧化钠和氧化钾的用量,可用氧化锂等代替,同时提高釉烧温度和延 长高温保温时间,促使石英熔融,也可快速冷却在釉表面形成压应力以避免发裂。
58.陶瓷墙地砖吸湿膨胀性的原因。 答:(1)非晶相的吸湿膨胀大。
(2)烧成温度过低,坯体致密度不够,结构疏松,气孔率较高,坯釉适应性差。 (3)在较恶劣环境中使用。
(4)砖铺贴后水泥砂浆凝结时发生收缩,砖吸湿膨胀 59.影响乳浊釉乳浊效果的因素主要有哪些 答:影响乳浊釉效果的因素:
(1) 基础釉与乳浊相折射率的差值大小。 (2) 乳浊相的大小和数量。 (3) 乳浊相分布的均匀程度。
(4) 釉层厚度,釉层越厚,乳浊效果好。 60.如何提高透明釉的透光度? 答:措施有:
(1)精心选择原料防止釉在烧成中析晶,防止釉液产生液相分离。 (2) 不选用高温下产生大量气体的原料。 (3)釉料始熔点不宜过低。 (4)用还原气氛烧成。 (5)釉料颗粒加工细点。
(6)某些组成引入时,要选择合适的载体。
61.提高白度的措施有哪些?
答:坯釉料能适应快速烧成;减少坯体入窑水分、提高坯体入窑温度;控制坯体 厚度、形状和大小;选用温差小和保温性能良好的窑炉;选用抗热震性能良好的窑具。
62.什么是坯釉适应性?
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答:坯釉适应性是指熔融性良好好的釉熔体,冷却后与坯体结合成完美的整体,釉 面不龟裂和剥脱。对坯釉适应性的影响因素有:坯釉膨胀系数差值,中间层,釉的弹性与抗张强度,釉层厚度。
63.影响坯料可塑性的因素有哪些?
答:⑴矿物种类,泥团有良好的可塑性时应具备颗粒较细,矿物解理完全,颗粒表 面水膜较厚。反之,会降低可塑性。⑵固相颗粒大小和形状,一般颗粒越粗可塑性降低,颗粒越细可塑性越好。颗粒为板片状、短柱状时可塑性好。⑶吸附阳离子的种类,如H-粘土〉Al3+〉Ba2+⑷液相的数量和性质,水分应适量,不能过多或过少
64.影响坯釉适应性的因素有哪些?各因素对坯釉适应性的具体影响? 答:(1)坯和釉的热膨胀系数:当坯的热膨胀系数大于釉的热膨胀系数时,釉面会 受到压应力,釉面会剥落;当坯的热膨胀系数小于釉的热膨胀系数时,釉面会受到张应力,使釉面产生裂纹;当釉的热膨胀系数略小于坯的热膨胀系数时,使釉中产生不大的压应力,这时坯釉的结合性最合适。
(2)坯料和釉料的化学组成:当坯料和釉料的化学组成相接近时,坯釉结合牢固; 当坯料和釉料的化学组成相差较大时,釉面容易剥落。 (3)坯釉的弹性模量应该相近。 (4)釉的厚度要适当。
(5)坯和釉的烧成温度要相适应。
65.试分析板状陶瓷制品出现黑心缺陷的原因?并指出克服方法?
答:原因有砖面积大,砖坯厚,内层自由水和结构水分不易排出及有机物分解产生 的气体不易排出,同时由于大多数砖是快速低温烧成,烧成周期很短。
克服方法有:减少高可塑性粘土的含量,减少砖的厚度,适量提高烧成温度和延长 烧成时间,降低坯体入窑水份。
66.分析颜料中铅溶出的原因?目前解决铅溶出有哪些方法?
答:溶出原因:含铅的釉料及釉上颜料的熔剂烧成后他们形成含铅的低熔点玻璃,
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在受到酸液作用下,Pb会从玻璃的硅氧网络上脱落,由于Si—O的单键强度大,而Pb—O的单键强度低,所以酸液能将Pb—O打断,使网络上的游离铅,溶入溶液中,含碱的系统中K—O,Na—O更弱,易溶出,留下空位,成为铅的溶出通道。
目前解决铅溶出有这些方法:⑴选用耐酸的颜料、花纸、与熔剂。⑵恰当设计画面。⑶改进彩烧工艺。⑷蒸汽处理。⑸化学处理。
67.影响陶瓷颜料呈色的因素是什么?(从发色元素到制成颜料以至颜料用作装饰材料后的最终呈色的整个过程中影响发色的主要因素)
答:⑴着色离子的化合价与配位数。其呈色不仅取决于离子的种类与电价,还与着色离子的配位数、极化能力及周围离子对它的作用有关⑵熔剂组成,色剂配成颜料时,常需要和熔剂配合使用。⑶基础釉的组成,对于离子着色的色釉来说,其颜色主要取决于基础釉对着色离子配位状态的影响。⑷烧成制度,许多着色氧化物的呈色明显受温度的影响。
68.釉面产生无光的原因。
答:釉面产生无光有三方面的原因:一是生烧,即釉未熟而产生的无光,这种无光 不能叫做真正意义上的无光;二是用HF酸腐蚀釉面,形成无光;三是由于在釉中生成了许多微晶,这些微晶在釉面上均匀分布;当其大小大于光的波长时,就会在釉面形成丝光或玉石状光泽而无强烈的反射光。 69.配制熔快的原则有哪些?
答:答案要点:①溶于水、有毒的原料应置于熔块中;②(R2O+R2O3)/(R2O+RO)=1:1~3:1适当融化温度。碱盐不会挥发。③RO2/RO小于1,熔块不溶于水。④SiO2/B203大于2,熔块不溶于水。⑤熔块配料中三氧化二铝应控制在0.2mol以内。太多,粘度大,熔
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化困难,熔块不均匀,且碱性物挥发多。⑥氧比(二氧化硅带入的氧与其它氧化物带入的氧)应为2—6。
70.目前降低日用瓷器餐具铅、镉溶出量有哪些方法?
答:方法有:⑴选用耐酸性颜料、花纸与熔剂,希望采用色剂与熔剂的耐酸性均高 的颜料。⑵恰当画面设计。⑶改进彩烧工艺。⑷蒸汽处理⑸化学处理。
71.化妆土的性能要求有哪些?
答:⑴必须是均匀的,具有细腻的颗粒组成。⑵要求化装土的细度小于坯体而大于釉料。⑶化装土的干燥收缩和烧成收缩适中,略大于坯体的干燥收缩和烧成收缩。⑷化装土的膨胀系数要介于坯体和釉料之间: α坯≥α化妆土≥α釉。⑸化妆土泥浆的悬浮性要好,并且烤前、烘后能很好地粘附在坯体上。
72.景德镇绢云母质瓷为什么会白里泛青?
答:景德镇绢云母质瓷起先是以单一的水云母、绢云母质粘土为原料,后随工艺技 术的发展,又加入了高岭土来改善制品性能,景德镇地区的高岭土因含铁较多,钛相对较少,在烧制绢云母质瓷时,使用还原气氛烧成,铁在瓷中以低价态存在,故烧成的制品会白里泛青。
73.什么叫长石质瓷?什么叫绢云母质瓷?它们各有什么特点?它们比较有何异同?
答:⑴长石质瓷是以长石为熔剂的“长石-石英-高岭土”三组分系统瓷。特点:长 石具有在较低的温度下熔融形成高粘度的液相特性,烧成范围比较宽,瓷质洁白,薄层呈半透明,不透气,吸水率很低,质地坚硬,力学强度高,化学稳定性好,热稳定性好。
⑵绢云母质瓷是以绢云母为熔剂的“绢云母-石英-高岭土”系统瓷。特点:除长石 质瓷的一般性能特点外,还有透明度高,“白里泛青”的特点。
74.制取零级热膨胀系数的陶瓷材料的途径。
答:⑴可用氧化镁取代氧化钡等,避免用氧化钙。⑵在一定组成中可加入中间体氧化物⑶加入B2O3或用其它部分取代釉中SiO2⑷采用锂辉石等低膨胀系数的原料。
75.硅灰石作陶瓷原料有何特点? 答:(1)硅灰石在陶瓷生产中作为熔剂使用,可以降低烧成温度,引入碳酸钙和二氧化硅。
(2)硅灰石代替方解石和石英配釉时,釉面不会因析出气体而产生釉泡和针孔,但 若用量过多会影响釉面的光泽。硅灰石不含有机物和结构水,而且干燥收缩和烧成收缩都很小,因此其坯料很适应快速烧成。
(3)在烧成后生成的硅灰石针状晶体,在坯体中交叉排列成网状,使产品的力学强 度提高,同时所形成的含碱土金属氧化物较多的玻璃相,其吸湿膨胀小。 (4)硅灰石坯体存在的主要问题是烧成范围较小。 76.釉上、釉下、釉中彩各有什么特点?
答:答案要点:在制品釉面上以釉上颜料或贴花纸装饰,在900℃左右烤烧所获得的画面称釉上彩。特点是:颜色十分丰富、鲜艳,但在釉面之上,易磨损,有铅镉溶出;釉下彩为在坯体上直接彩饰,再覆盖透明釉,一次烧成。特点是:克服了釉上彩缺点,但色调相对单调;釉中彩是在底釉上彩饰,再覆透明釉,一次或多次烧。或在制品釉面上贴花等,再在1060~1250℃快速烤烧所得。特点是:具有釉上、釉下装饰的优点,色调比较丰富。
77.某厂浇注两种用途的石膏模型,即滚压成型和注浆成型用模,其膏水比分别是: a) 石膏粉:水=1.35:1 b) 石膏粉:水=1.20:1 试判断两种石膏模型分别适用于哪种成型方法?为什么?
答:石膏粉:水=1.35:1 适用于制作滚压成型用模,石膏粉:水=1.20:1适用于制 作注浆成型模具,主要因为注浆成型是利用石膏模内壁的毛细管吸水,从而使石膏模内
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壁的浆料脱水,形成坯体层需要模型具有较高的吸水率。而滚压成型不需要模具具有该性能,而是需要其具有较高的机械强度。
78.石膏材料吸水和陶瓷材料吸水有什么区别?为什么?
答,石膏模具吸水,是通过内壁的毛细管力来促进泥浆中水分的吸收,使其硬化呈 坯,石膏模具本身不发生变化反应。而陶瓷材料吸水,是将水分以自由水的形式,与之结合,本身发生变化。
79.综述提高匣钵热稳定性的方法?
答:尽可能使用碳化硅质等材料制备的匣钵,减小其弹性应变能,通过使原料颗粒 度降低,颗粒组成均匀,制定合理的烧成制度,避免匣钵在使用中生成莫来石晶体等来实现。
80.石膏模损坏的主要原因及提高石膏模型质量的途径是什么? 答:石膏模损坏的主要原因:
⑴模型本身强度不高,容易压破或压裂。 ⑵模型工作面被坯料中的泥粒磨损而报废, ⑶注浆磨具由于模型与泥浆中的电解质反应,造成在磨具的毛细管孔中与表面上产生硫酸钠析晶,而降低吸水能力。
提高石膏模型质量的途径⑴:加入缓凝剂⑵合成树脂增强模型⑶真空处理石膏浆 81.简述石膏模的制备工艺过程?
答:以母模为浇注石膏模的模具,先在母模工作面涂一层脱模剂,以便脱模。然后, 将熟石膏粉与水调成浆料(一般注浆成型使用的模型石膏与水比为100:70~90;可塑成型使用的模型石膏与水比为100:60~70),浇注操作必须在5~8分钟内完成,待模型石膏凝结硬化后,便可脱模,得到需要的石膏模具。
82.窑具的性能要求?
答:要求窑具有较好的结构强度;较好的抗热震性;较好的导热性能,重复使用时 具有体积稳定性。
83.匣钵与窑具必须具备哪些性能?如何提高这些性能?这些性能对陶瓷制造有何重要意义?
答:⑴必须具备的性能有:结构强度;抗热震性;重复使用时具有体积稳定性;导 热性。
⑵提高性能的方法有:采用堆码成垛或搭成棚架在窑内使用;窑具的基质要求烧结
良好;二次莫来石反应在煅烧矾土以及制造窑具时完成;要求原料的纯度、颗粒组成、烧成温度等工艺过程合理;可以选用导热性能较好的材料,如碳化硅。
七、计算题:
1. 已知某瓷厂坯式为:
0.086 K2O 0.120 Na2O 0.978 Al2O3 0.030 MgO 0.022 Fe2O3 · 4.15 SiO2 0.082 CaO 试计算瓷坯的化学组成%?
附原子量: Si=28.1 Al=27 O=16 K=39 Mg=24.2 Ca=40.1 Fe=56 解:(1)计算各氧化物的质量
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质量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 3.52 CaO 4.6 MgO 1.206 Na2O 7.44 K2O 8.084 249.415 99.756 总质量为374.021g (2)计算各氧化物的质量分数
质量分数 SiO2 66.69 Al2O3 26.67 Fe2O3 0.94 CaO 1.23 MgO 0.32 Na2O 1.99 K2O 2.16
2、请计算钙铬石榴石型(3 CaO·Cr2O3·3 SiO2)颜料配料的重量百分比?
(SiO2 分子量60.1 Cr2O3 分子量152 CaO 分子量 56.1 ) 解:总质量M=500.6g 计算各氧化物的质量分数
质量分数 SiO2 36.02 CaO C2O3 33.62 30.36 3、已知,某瓷厂的瓷胎的实验式为:
0.120 K2O 0.077 Na2O 0.982 Al2O3 0.088 CaO 0.018 Fe2O3 ·4.033 SiO2 0.010 MgO
试求瓷胎的化学组成?
(附原子量:Si=28.1;Al=27; O=16; K=39; Mg=24.3; Ca=40.1; Na =23; Fe=55.8 )
解:(1)计算各氧化物的质量
质量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 2.88 CaO MgO Na2O K2O 242.3833 100.164 4.9368 0.402 4.774 11.28 总质量为366.8201g (2)计算各氧化物的质量分数
质量分数 SiO2 66.08 Al2O3 27.31 Fe2O3 0.78 CaO 1.35 MgO 0.11 Na2O 1.30 K2O 3.07 4、湿坯烧成后长30㎝,以烧成后为基位测得其总收缩率为10%,求形成坯体的尺寸为多少?
解:ε总=ε烧+ε干-ε烧ε干
(Lo—L干)/Lo=ε干 (L干—L烧)/L干=ε烧 所以取得:Lo= L烧/(1-ε烧)(1-
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5、已知釉的化学组成为:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 66.50 11.62 / 10.12 2.42 7.24 2.20 试计算釉式? 并判断此釉的合理性如何?
(附原子量:Si=28.1;Al=27; O=16; K=39; Mg=24.3; Ca=40.1; Na =23; Fe=55.8 ) 解:(1)计算各氧化物的物质量: SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O 1.1065 0.1139 0.1804 0.0602 0.0770 0.0353 (2)将碱性氧化物的摩尔数加和:0.3529
(3)用0.3529除各氧化物的摩尔分数,求得以R2O、RO为1的氧化物摩尔分数: SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O 3.1354 0.3228 0.5112 0.1706 0.2182 0.1000 (4)将各氧化物按规定顺序排列,即得所求坯式: 0.2182 K2O
0.1000 Na2O 0.3228 Al2O3 3.1354 SiO2 0.5112 CaO 0.01706 MgO
6、已知坯料的化学组成为:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 70.51 19.31 0.88 1.17 0.04 2.75 0.44 烧减5.46, 试计算坯式?
(附原子量:Si=28.1;Al=27; O=16; K=39; Mg=24.3; Ca=40.1; Na =23; Fe=55.8 ) 解:(1)计算各氧化物的物质量: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 1.1732 0.1893 0.0055 0.0209 0.001 0.0289 0.0071 (2)将中性氧化物的摩尔数加和:0.0055+0.1893=0.1948 (3)用0.1948除各氧化物的摩尔分数,求得以R2O3为1的氧化物摩尔分数: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 6.0226 0.9718 0.0282 0.1073 0.0051 0.1484 0.0364 (4)将各氧化物按规定顺序排列,即得所求坯式: 0.1484K2O
0.0364 Na2O 0.9718 Al2O3 6.0226SiO2 0.1073 CaO 0.0282 Fe2O3 0.0051 MgO
7、已知某厂釉的化学组成为: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O
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67.49 11.62 / 7.90 0.05 11.03 1.46 试计算釉式?
(附原子量:Si=28.1;Al=27; O=16; K=39; Mg=24.3; Ca=40.1; Na =23; Fe=55.8 ) 解:(1)计算各氧化物的物质量: SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O 1.1230 0.1139 0.1408 0.0012 0.1173 0.0235 (2)将碱性氧化物的摩尔数加和:0.2828
(3)用0.2828除各氧化物的摩尔分数,求得以R2O、RO为1的氧化物摩尔分数: SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O 3.9710 0.4028 0.4979 0.0042 0.4178 0.0831 (4)将各氧化物按规定顺序排列,即得所求坯式: 0.4178 K2O
0. 0831 Na2O 0.4028 Al2O3 3.9710 SiO2 0.4979 CaO 0.0042 MgO
8、已知某厂坯的化学组成为: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O I.L 63.37 24.87 0.81 1.15 0.32 2.05 1.89 5.54 试求该坯的实验室?
(附原子量:Si=28.1;Al=27; O=16; K=39; Mg=24.3; Ca=40.1; Na =23; Fe=55.8 )
解:(1)转化为无烧失的坯料化学组成,各氧化物的质量分数
质量% SiO2 67.09 Al2O3 26.33 Fe2O3 0.86 CaO 1.21 MgO 0.34 Na2O 2.17 K2O 2.00 (2)计算各氧化物的物质量: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 1.1163 0.2581 0.0054 0.0216 0.0084 0.0231 0.0323 (3)将中性氧化物的摩尔数加和:0.2635 (4)用0.2635除各氧化物的摩尔分数,求得以R2O3为1的氧化物摩尔分数: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 4.2364 0.9795 0.0205 0.0820 0.0319 0.0877 0.1226 (4)将各氧化物按规定顺序排列,即得所求坯式: 0.0877K2O
0.1226 Na2O 0.9795 Al2O3 4.2364SiO2 0.0820CaO 0.0205 Fe2O3 0.0319 MgO
9、某厂生产的200×200×3的地砖,干燥线收缩率为6%,烧成线收缩率9%,求该地砖
31
干燥后的尺寸和成型尺寸各是多少,总收缩率是多少?
解:烧成尺寸为200×200×3,L烧(长、宽)=200,L烧(厚)=3 ε烧=(L干—L烧)/L干 ×100%=9% → L干(长、宽)=218.78 L干(厚)=3.3
ε干=(Lo—L干)/Lo ×100%=6% → L0=(长、宽)=232.74 L0(厚)=3.51 ε总=ε烧+ε干-ε烧ε干=6%+9%-(6%×9%)=14.46%
10、已知某瓷厂坯式为: 0.218 K2O
8.590 MgO Al2O3 ·15.590 SiO2 0.277 CaO
试计算瓷坯的化学组成%?是属于何种瓷质的日用瓷?简述生产这种日用瓷可能会遇到什么问题?
附原子量: Si=28.1 Al=27 O=16 K=39 Mg=24.2 Ca=40.1 解:(1)计算各氧化物的质量 质量 SiO2 936.959 Al2O3 102 CaO MgO K2O 15.5397 345.318 20.492 总质量为1420.3087g (2)计算各氧化物的物质量
质量分数 SiO2 65.98 Al2O3 7.18 CaO 1.09 MgO 24.31 K2O 1.44 该瓷质是镁质瓷中的滑石瓷,可能会遇到坯料素性差,烧成温度窄,烧成过程中容易变形。
11、已知某瓷厂的坯料化学组成为: SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O I L 67.39 21.47 0.52 / 0.96 0.42 2.91 1.06 5.32 试求坯式?
(附原子量:Si=28.1;Al=27; O=16; K=39; Mg=24.3; Ca=40.1; Na =23; Fe=55.8 )
解:(1)将坯料化学组成换算成无灼减的化学组成
质量% SiO2 71.17 Al2O3 22.67 Fe2O3 0.54 CaO 1.01 MgO 0.44 Na2O 1.11 K2O 3.07 (2)计算各氧化物的物质量: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 1.1842 0.2222 0.0034 0.0180 0.0109 0.0327 0.0179 (3)将中性氧化物的摩尔数加和:0.2256 (4)用0.2256除各氧化物的摩尔分数,求得以R2O3为1的氧化物摩尔分数: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 5.2491 0.9849 0.0151 0.0798 0.0483 0.1449 00.0793
32
(4)将各氧化物按规定顺序排列,即得所求坯式: 0.1449K2O
0.0793 Na2O 0.9849 Al2O3 5.2491SiO2 0.0798CaO 0.0151Fe2O3 0.0483 MgO
12、某瓷厂的坯用原料的化学组成,坯料配方,坯料和瓷坯化学组成如下:试计算: (1)、R2O3 =1时的坯式, (2)、坯料的示性矿物组成 。 (25分) 坯用原料的化学组成 化学组SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O I L 成 粘土名称 星子高岭48.48 35.85 1.42 0.22 0.16 2.09 0.16 12.40 土 南港瓷石 76.12 14.97 0.76 1.45 / 2.27 0.42 3.71 柳家湾瓷77.54 14.62 0.42 0.35 0.15 石 解:(1)将各氧化物换算成无灼减的化学组成 化学组SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 成 粘土名称 星子高岭54.85 40.56 1.61 0.25 0.18 土 南港瓷石 79.30 15.60 0.79 1.51 / 3.10 0.34 3.19 K2O Na2O 2.36 2.36 0.18 0.44 柳家湾瓷80.34 15.15 0.44 0.36 0.15 3.21 0.35 石 (2)计算原料氧化物质量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 星子高岭16.455 12.168 0.483 0.754 0.054 0.708 0.054 土 南港瓷石 39.65 7.8 0.395 0.755 / 1.18 0.22 柳家湾瓷16.068 3.03 0.088 0.072 0.03 0.642 石 (3)氧化物总和 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 72.173 22.998 0.966
0.07 1.577 0.084 2.53 33
0.344 (4)计算各氧化物的物质量: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 1.2029 0.2255 0.0060 0.0281 0.0021 0.0269 0.0055 (5)将中性氧化物的摩尔数加和:0.2315 (6)用0.2315除各氧化物的摩尔分数,求得以R2O3为1的氧化物摩尔分数: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 5.1961 0.9741 0.0259 0.1214 0.0091 0.1162 0.0238 (7)将各氧化物按规定顺序排列,即得所求坯式: 0.1162K2O
0.0238 Na2O 0.9741Al2O3 5.1961SiO2 0.01214CaO 0.0259Fe2O3 0.0091 MgO
13、某厂坯料配比为:瓷石6份,粘土5份,长石6份,石英8份,今要配料2000千克,已知各原料的含水率为:瓷石3%,粘土9%,长石2%,石英0%,球磨的料:球:水=1:1.8:0.6,问每种原料,球磨子及水的用量个是多少千克?(四舍五入,去整数)
答:由题可知:配料百分比为:瓷石:24% 粘土:20% 长石:24% 石英:32% 配料2000千克 则需要 瓷石:2000*24%=480千克 粘土:2000*20%=400千克
长石:2000*24%=480千克 石英:2000*32%=640千克
已知各原料含水率,则原料含水 瓷石:480*3%=14.4千克 粘土:400*9%=36千克 长石:480*2%=9.6千克
总含水:14.4+36+9.6=60千克
球磨子:1940*1.8=3492千克 水:2000*0.6-60=1140千克 料:1940千克
14、某厂生产日用普通瓷,因原料来源变动,将下列1#配方改位2#配方,试分析比较两个配方工业过程的特点,并估计工艺上还会出现什么问题,应如何解决,以保证瓷件质量?
原 料 光福瓷3#苏州膨润土 黄木节 配方号 石 屑 1# 60 30 4 6 2# 60 10 4 26
原料外观色泽及化学成分:
外观色泽 SiO2 Al2O3 Fe2O3 I L 3#苏州软质土,灰白46.14 38.14 0.28 13.65 屑 色 黄木节 软质土,棕色 39.63 34.13 1.45 22.86
答:将原料换算为无烧失为 SiO2 Al2O3 Fe2O3
34
3#苏州屑 54.14 45.10 0.33 黄木节 52.69 45.30 1.93 从表中可知,更改配方后,Al2O3的含量会大量减小,以致制品耐火度降低,大量使用黄木节配方中的Fe2O3含量大量增加,其含量的增加不仅会影响瓷坯的烧成温度,同时还使制品的白度受到影响,所以为保证瓷件质量,在重新调节生成温度,及在原料配制过程中进行多次降铁或加入磷酸盐原料,减小铁对坯体白度的影响。
15、已知某厂坯的化学组成为: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 66.67 26.65 0.91 1.25 0.33 2.15 2.00 试计算坯式?
(附原子量:Si=28.1;Al=27; O=16; K=39; Mg=24.3; Ca=40.1; Na =23; Fe=55.8 ) 答:(1)计算各氧化物的摩尔分数: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 1.1093 0.2613 0.0057 0.0223 0.0082 0.0229 0.0323 (2)将中性氧化物的摩尔数加和:0.2613+0.0037=0.267 (3)用0.267除各氧化物的摩尔分数,求得以R2O3为1的氧化物摩尔分数: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 4.1547 0.9787 0.0213 0.0835 0.0307 0.0858 0.1210 (4)将各氧化物按规定顺序排列,即得所求坯式: 0.0858 K2O
0.1210 Na2O 0.9787 Al2O3 4.1547 SiO2 0.0835 CaO 0.0213 Fe2O3 0.0307 MgO
16、某坯料过250目筛,筛上残留物为0.215g,筛下物为99.785g,求250目筛的筛余。
解: 250目筛的筛余=0.215/(0.215+993785)×100%=0.215% 17、某坯体干燥线收缩率为4%,总线收缩率是多少?
解: ε总=ε烧+ε干-ε烧ε干
=0.08+0.04-0.08×0.04 =0.1168
=11.68%
18、某锆质釉配方为:长石25.6%,石英32.2%,粘土10.0%,白垩18.4,氧化锌2%,
锆英石11.8%。各原料的化学组成列于表,试计算其釉式。 解:(1)釉料组成百分比乘各原料的化学组成得釉料各氧化物含量,计算结果如表: 原料
釉料SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 LL 35
配比 长石 粘土 石英 白垩 氧化锌 锆英石 总计 去灼减 (2)将各氧化物所占的百分比除以各氧化物的分子量得到相应的分子数:
百分比 分子数 SiO2 64.00 1.065 Al2O3 Fe2O3 10.51 0.44 CaO 11.50 MgO 0.32 0.008 Na2O 1.13 0.018 K2O 2.75 0.029 ZnO 2.2 0.027 ZrO2 7.15 0.058 64.00 10.51 0.44 11.50 0.32 1.13 2.75 2.2 7.15 58.15 9.55 0.4 10.45 0.29 1.03 2.5 2 6.50 9.12 11.8 4.58 0.63 --- 0.05 0.03 --- --- --- 6.50 --- 2 --- --- --- --- --- --- --- 2 --- --- 18.4 0.18 0.04 --- 10.06 0.04 --- --- --- --- 7.99 32.2 31.76 0.09 0.23 0.08 0.11 --- --- --- --- 0.36 10 4.98 3.57 0.11 0.06 0.06 0.08 0.1 --- --- 1.95 25.6 16.65 5.22 0.06 0.2 0.05 0.95 2.4 --- --- 0.02 0.103 0.0027 0.205 (3)求出碱性氧化物的摩尔数的总和 0.205+0.008+0.018+0.029+0.027=0.287
(4)各氧化物的分子数分别除以0.287得釉式中的分子数
釉式中的
SiO2 Al2O3 Fe2O3 3.781 0.359 0.009 CaO 3.714 36
MgO 0.028 Na2O 0.063 K2O 0.101 ZnO 0.094 ZrO2 0.202 分子数 (5)计算所得的釉式为: 0.063 Na2O
0.101 K2O 0.359 Al2O3 3.781 SiO2 0.714 CaO 0.009 Fe2O3 0.202 ZrO2 0.028 MgO 0.094 ZnO
19、某瓷厂坯料配方和原料的化学组成如下,试计算坯料的化学组成。 坯料配方(%):界牌桃红泥40,东湖泥40,长石20。原料的化学组成如下:
成分 界牌桃红泥 东湖泥 长石 SiO2 69.31 71.94 63.92 Al2O3 21.36 19.66 19.73 Fe2O3 0.40 0.38 0.20 CaO 0.33 0.63 0.27 MgO 0.24 0.18 0.53 KNaO 0.56 0.69 14.42 LL 7.66 6.74 0.26 合计 99.86 100.22 99.33 答:换算成坯料中的化学组成 桃红泥
SiO2=(69.31/99.86)×100%×40%=27.76% Al2O3=(21.36/99.86)×100%×40%=8.56% Fe2O3=(0.40/99.86)×100%×40%=0.16% CaO=(0.33/99.86)×100%×40%=0.13% MgO=(0.24/99.86)×100%×40%=0.09% KnaO=(0.56/99.86)×100%×40%=0.22% LL=(0.56/99.86)×100%×40%=3.07% 东湖泥
SiO2=(71.94/100.22)×100%×40%=28.71% Al2O3=(19.66/100.22)×100%×40%=7.85% Fe2O3=(0.38/100.22)×100%×40%=0.15% CaO=(0.63/100.22)×100%×40%=0.25% MgO=(0.18/100.22)×100%×40%=0.07% KnaO=(0.69/100.22)×100%×40%=0.28% LL=(6.74/100.22)×100%×40%=2.69% 长石
SiO2=(63.92/99.33)×100%×40%=12.87%
37
Al2O3=(19.73/99.33)×100%×40%=3.97% Fe2O3=(0.20/99.33)×100%×40%=0.04% CaO=(0.27/99.33)×100%×40%=0.05% MgO=(0.53/99.33)×100%×40%=0.11% KnaO=(14.42/99.33)×100%×40%=2.90% LL=(0.26/99.33)×100%×40%=0.05% 则坯料的化学组成(%) SiO2 Al2O3 Fe2O3 0.35 CaO 0.43 MgO 0.28 KNaO 3.40 LL 5.81 合计 99.99 69.34 20.38 也可以去除灼减 去灼减后答案为: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO KNaO 合计 73.62 21.64 0.37 0.46 0.30 3.61 99.99 20.计算题:已知一釉式: 0.3K2O
0.40CaO 0.4Al2O3.2.4SiO2 0.30MgO 试用钾长石、石灰石、滑石、高岭土、石英等原料来满足钙釉式,计算所用原料的百分数?(所有原料按理论组成计算,各氧化物的分子量分别为:K2O=94.2,CaO=56.1,MgO=40.3,Al2O3=101.9,SiO2=60.1,CO2=44.0,H2O=18.0) 答:结果为钾长石61.68%,石灰石14.79%,滑石14.01%,高岭土9.53%
2010年热工专业《陶瓷工艺学》复习题
1、长石质日用瓷坯典型的三元配方。 答:长石——高岭土——石英
2、粘土过多对注浆成形速度和坯体的干燥收缩的影响。
答:坯体中粘土的可塑性越好,粒度越细,则所吸附的水膜越厚,烧成收缩和变形就越大,同时,如果粘土矿物颗粒太细,分布不均匀,也会导致各部分收缩不一致而变形。 3、日用陶瓷常用的施釉方法有。 答:釉浆施釉法,静电施釉法,干法施釉
4、滑石的分子式及性能,硅灰石的分子式及性能。 答:滑石分子式是3MgO·4SiO2·H2O。
性能:在普通日用陶瓷中一般作为熔剂使用,在细陶瓷坯体中加入少量滑石可降低烧成温度。在较低的温度形成液相,加速莫来石晶体的生成。同时扩大烧结温度范围,提高白度,透明度,力学强度和热稳定性,在精陶坯体中如用滑石代替长石,则精陶制品的湿膨胀倾向将大为减少,釉后期龟裂也可相应降低,在陶瓷釉料中加入滑石可改善釉层的弹性,热稳定性,增宽熔融范围。 硅灰石的分子式CaO·SiO2
性能:硅灰石作为碱土金属硅酸盐,在普通陶瓷坯体中起助熔作用,降低坯体的烧结温度,用他来代替方解石和石英石配釉时釉面不会因析出气体而产生釉泡和针孔,但若用量过多会影响釉面的光泽度。 5、日用陶瓷成形常用成形方法及特点。
答:(1)注浆成形法,坯料含水量(或含调和剂量)≤38%。 (2)可塑成形法,坯料含水量(或含调和剂量)≤26%
38
(3)压制成形法,坯料含水量(或含调和剂量)≤3% 6、釉及釉的作用。
答:釉是施于陶瓷坯体表面的一层极薄的物质,他是根据坯体性能的要求,利用天然矿物原料及某些化工原料按比例配合,在高温作用下熔融而覆盖在陪同表面的富有光泽的玻璃质层。 作用有5点:
(1)使坯体对液体和气体具有不透过性,提高了其化学稳定性。 (2)覆盖于坯体表面,给瓷器以美感。 (3)防止玷污坯体。
(4)使产品具有特定的物理和化学性能。 (5)改善陶瓷制品的性能。 7、瓷器坯料主要类型。
答:长石质瓷坯料,绢云母质瓷坯料,磷酸盐质瓷坯料,镁质瓷坯料。 8、日用陶瓷常采用釉装饰,釉装饰分类。
答:釉上装饰,釉下装饰,釉中彩,颜色釉,艺术釉。 9、喷雾造粒的目的。
答:为了干压和半干压成形的需要,将细磨后的陶瓷粉料制备成具有一定大小的团粒的坯料,这个过程称为造粒。
10、电解质的作用。P137 控制泥浆的流动性和稳定性。 11、结晶釉在烧制特点。P428
在烧制结晶釉时,应当延长保温期,慢速冷却,促进晶体生成。 12、二氧化硅在釉中的作用。
答:SiO2可提高釉的熔融温度和粘度,给釉以高的力学强度,提高釉的白度、透明性、化学稳定性,并降低釉的膨胀系数。 13、陶瓷色料分类。 (1)简单化合物类型颜料 (2)固熔体单一氧化物类型颜料 (3)尖晶石型颜料 (4)钙钛矿型颜料 (5)硅酸盐类型颜料 14、日用陶瓷。
答:以天然硅酸盐粘土矿物为主要原料配制通过陶瓷生产工艺制备的满足人们日常生活所需要的石状制品。 15、烧成。
答:将烧成后的生坯在一定条件下进行热处理,经过一系列物理化学变化,得到具有一定矿物组成和显微结构,达到所要求的理化性能指标的成坯。 16、陶瓷坯体的干燥全过程描述。
升速干燥阶段——等速干燥阶段——降速干燥阶段——平衡阶段 17、熔块配制原则是什么?为什么。
答:(1)K2ONaO除由长石带入外,其它含K2ONa2O的原料均需要置于熔块之中含硼化合物。也置于熔块成分之内。
(2)n(RO2+R2O3)/n(R2O+RO)=1:1-3:1,这样可以保证适当的融化温度,因温度过高,碱盐易挥发。
(3)n(R2O)/n(RO)<1按比例制成熔块,可难溶或不溶于水。
(4)n(SiO2)/n(B2O3)>2因硼盐的溶解度较大,提高SiO2含量可降低其溶解度。 (5)熔块配料粒中Al2O3的用量应控制在0.2mol以内,如Al2O3太多,则高温粘度大
39
熔化困难,因为不能得到均匀的熔块且熔化温度过高,会导致碱性物的挥发损失大。 (6)
18、陶瓷材料实现快速烧成的条件是。 (1)干燥收缩和烧成收缩均小。 (2)坯料的热膨胀系数小 (3)坯料的导热性能好。 (4)坯料中少含晶型转变的成分。 (5)釉料化学活性强。 19、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形的基础。 (2)粘土是注浆泥料和釉料具有悬浮性和稳定性。 (3)粘土一般呈细分散颗粒,同时具有结合性。
(4)粘土是陶瓷烧成是的主体,粘土中的Al2O3含量和杂志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那个题的主要来源。 20、釉上、釉下、釉中彩特点
釉上彩:在釉烧过的釉面上涌低温颜料进行彩绘,然后再不同的温度下进行彩烧的方法称为釉上彩。彩烧温度低,颜色丰富。
釉下彩:在素烧或未烧的坯体上进行彩绘,然后施上一层透明釉,高温(1200-1400)烧成。釉下彩绘的画面光亮柔和,不变色,耐腐蚀,不磨损。但不及釉上彩颜色丰富,不易机械化。
釉中彩:在陶瓷釉面上进行彩绘后,在1060-1250温度下快速烤烧而成。在高温快烧的条件下,制品釉面软化熔融,是陶瓷颜料渗透到釉层内部,冷却后釉面封闭,颜料便自然的沉在釉中,具有釉中彩的实际效果。特点兼容了釉上和釉下的优点。 21、高岭土的分子式,长石的分子式。 答:高岭土Al2O3.2SiO2.2H2O。
长石:钠长石 Na2O·Al2O3·6SiO2 钾长石 K2O·Al2O3·6SiO2 钙长石 CaO·Al2O3·2SiO2 钡长石 BaO·Al2O3·2SiO2 23、釉是由哪三部分组成的。各部分的作用。 答:网络形成剂
助溶剂:能促进高温分化反应,加速高熔点近体化学键的断裂和生成低共熔物,还起着调节釉层物理化学性质作用。 修饰体:
24、坯釉膨胀系数差的问题。
25、陈腐的目的。
提高坯料的成型性能和坯体强度。 26、透辉石的作用和特点。
透辉石在普通陶瓷中的应用和硅灰石相似,既可作助熔剂使用,也可作为主要原料,由于透辉石与硅灰石性质相似,不含有机物和机构水,膨胀系数也不大,其收缩小,热效率也较小,故透辉石坯料可制成低温烧成的陶瓷坯体,亦宜快速烧成,尤其在釉面砖生产中得到广告应用。 27、烧成制度。
温度制度,气氛制度,压力制度
40
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