陶瓷工艺学试题

陶瓷工艺学试题

一．名词术语解释

1．触变性：黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，黏度会降低而流动性增加，静置后

逐渐恢复原状，泥料放置一段时间后，维持原有水分下也会出现变稠和固化现象，这种性质统称为触变性。

2．晶界：结晶方向不同的、直接接触的同成分晶粒间的交界处称为晶界。 3．白度：白度指陶瓷坯体表面对白光的漫反射能力，是陶瓷对白光的反射强度与理想的白色标准物体所反射白光强度之比的百分数。

4．等静压成型：等静压成型是装在封闭模具中的粉体在各个方向同时均匀受压成型的方法。

5．快速烧成：烧成时间大幅缩短而产品性能与通常烧成的性能相近得烧成方法称为快速烧成。

6.陶瓷的显微结构：显微结构是指在光学或电子显微镜下分辨出的试样中所含相的种类及各相的数量、颗粒大小、形状、分布取向和它们相互之间的关系。 7. 微波干燥：微波干燥是以微波辐射使生坯内极性强的分子，主要是水分子的运动随交变电场的变化而加剧，发生摩擦而转化为热能使生坯干燥的方法。 8.烧成温度：烧成温度是指陶瓷坯体烧成时获得最优性能时的相应温度（即烧成时的止火温度）。

9.一次粘土——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。

10.二次粘土——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。 11.陶瓷工艺——生产陶瓷制品的方法和过程。

12.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。 13.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。

14.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。

15.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。 16.成型——将坯料制成具有一定形状和规格的坯体的操作。

17.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。 18.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。

19.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。

20.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。

21.一次烧成——施釉或不施釉的坯体，不经素烧直接烧成制品的方法。

22.氧化气氛——窑内气体具有氧化能力，其空气过剩系数大于1，称窑内气氛为氧化气氛。

23.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。

24.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。

25.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。

26.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。

27.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。

28.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。

29.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。

30.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。

31.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。

32.耐火度―― 耐火度是耐火材料的重要技术指标之一，它表征材料无荷重时抵抗高温作

用而不熔化的性能。

33.陶瓷:传统上,陶瓷的概念上指所有以粘土为主要原料与其他天然矿物原料经过粉碎、混

炼、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。

三．简答题

1.陶瓷烧成后冷却初期为什么要进行急冷？

答：冷却速度对坯体中晶粒大小，尤其晶体的应力状态有很大影响，快速冷却避免了保温段的延长，保持晶粒的数量和大小，避免低价铁氧化，还可以提高釉面光泽度、白度和力学强度。

2.成型对坯料提出哪些方面的要求？又应满足烧成的哪些要求？

答：成型对坯料提出细度、含水率、可塑性、流动性等成型性能要求。成型应该满足烧成所需要的生坯干燥强度、坯体密度、生坯入窑含水率、器形规整等装烧性能。

4.哪些方法可以提高釉的白度？

答：主要是控制坯和釉的化学组成；采用铁钛等着色氧化物少的原料；严格坯釉加工工艺；多次过筛除铁；还原气氛不要过浓，防止碳的沉积；石灰釉中引入一定量的滑石、白云石克服烟熏；坯料中加入适量磷酸盐。

5.强化注浆的方法有哪些？

答：压力注浆；真空注浆；离心注浆；成组注浆和热浆注浆。 6.滚压成型滚头粘泥的克服办法？

答：滚压成型滚头粘泥，可采用热滚压，即把滚头加热到一定温度（通常为120°C）；适当降低泥料的可塑性和含水率；适当降低滚头转速；适当降低滚头倾角。

7.你认为影响陶瓷材料气孔率的工艺因素包括哪些？气孔率对陶瓷材料的强度，弹

性模量，抗氧化性，腐蚀性，热导率均有什么影响？

答：影响陶瓷材料气孔率的工艺因素主要是选料与加工工艺，成型，烧成。气孔会

降低陶瓷材料的强度，弹性模量，抗氧化性，腐蚀性，热导率。

8.分析下列釉式： 0.123K2O

0.10Na2O ·0.410 Al2O3

0.707CaO 0.001 Fe2O3 · 5.090 SiO2 它是何种釉？是否有光泽？ 答：由釉式可以看出CaO的含量较高，为0.707＞0.5，所以为石灰釉， SiO2：Al2O3=12.4：1属于光泽釉。 9.陶瓷原料预烧的目的是什么？

答：使其发生晶型转变，得到所需晶型；引起体积变化，产生应力。除去原料中的杂质，提高纯度。改善物质结构，改变物性，降低原料的塑性，满足生产工艺要求。 10．为什么要对陶瓷原料进行细粉碎？ 答：陶瓷原料只有达到一定的粒度及粒度组成，才有可能具备必要的成型性能（流动性、悬浮性、可塑性等）；原料粒度细，便于各种成分不同的原料混合均匀。原料越细，表面能越高，化学反应活性越大。

11．简述陶瓷材料的透明度及其影响因素。

答：陶瓷材料的透明度是指透过一定厚度坯体的光线强度与入射光强度的百分比。影响透明度的因素包括：原料的纯度、瓷坯的显微结构、瓷坯的厚度及生产工艺。 12．配置熔块釉时预先制备熔块的目的是什么？

答：避免因易溶于水的Na2CO3、 K2CO3、硼酸、硼砂等原料在施釉过程中被坯体吸收而导致的坯体烧结温度降低和釉成熟温度提高。抑制一些有毒原料（铅化合物、钡盐、锑盐等）的挥发。

13．简述低温烧成及实现低温烧成需采用的工艺措施。

答：烧成温度有较大幅度降低且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法称为低温烧成。实现低温烧成需采用的工艺措施：调整坯、釉料组成；提高坯料细度。 14．常压下二氧化硅的有那些结晶态？

答：α石英，β石英，α鳞石英，β鳞石英，γ鳞石英，α方石英，β方石英。 答出1个得1分，答出5个以上可得5分，但石英、鳞石英和方石英三类少答出1个扣1分。

15．改善晶界性能以提高陶瓷高温强度可采取哪些措施？

答：提高晶界玻璃相的高温粘度、软化温度；选用能与主晶相形成固溶体的添加剂；促使晶界晶化以提高其软化温度；通过氧化扩散，改变晶界组成。

16．影响泥团可塑性的因素有哪些？

答：矿物种类；固相颗粒的大小和形状；吸附阳离子的种类；液相的数量和种类 17．评价粘土工艺性能的指标有哪些？

答：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、膨胀性、收缩性、烧结性能、耐火度 四、论述题

1．试述热等静压烧结及其工艺过程。 答：热等静压烧结是使坯料在各个方向上承受均匀压力而成型的同时，进行高温烧结的工艺。 其工艺过程主要包括：备料；装料（粉料或预压过的坯体、封套材料）；除气；热等静压烧结（传压介质）；后处理；等。

2.通过哪些方法可以调节黏土的可塑性？泥料的触变性与含水量及温度的关系如何？ 答：通过（1）将黏土原矿淘洗，或长期风化；（2）将湿润的黏土或坯料长期陈腐；（3）将

泥料真空处理，并多次炼泥；（4）掺用少量的强可塑性黏土；（5）必要时加入适当的胶体物质等，这些可提高坯料的可塑性。（1）加入非可塑性原料；（2）将部分黏土先煅烧等，可降低坯料的可塑性。

含水量大的泥浆，不易形成触变结构，反之则易形成触变现象；温度升高，不易建立触变结构，反之则易。

3. 黏土、长石、石英的主要化学组成及其在生产中的作用？

答：黏土主要化学组成是Al2O3?2SiO2?2H2O，还含有其他化学物：SiO2、AL2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2OD等 作用：（1）黏土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础 （2）黏土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性 （3）黏土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性 （4）黏土是陶瓷坯体烧结时的主体

（5）黏土是形成陶瓷主体结构和瓷器中莫来石晶的主要来源 长石：Na2O?Al2O3?6SiO2、K2O?Al2O3?6SiO2等

作用1）长石在高温下熔融，形成粘稠的玻璃熔体，有利于降低烧成温度和成

2）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，赋予了坯体的机械强度和化学稳定性。

（3）长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和减少空隙 （4）在釉料中长石是主要熔剂

（5）长石作为瘠性原料，在生坯中还可以缩短坯体干燥时间，减少坯体的干燥收缩和变形等。 石英：SiO2

作用：（1）在烧成前，能降低坯体的干燥收缩，防止坯体变形 （2）在烧成时，增加熔体的黏度，防止坯体发生软化变形等缺陷

（3）在瓷器中，合理的石英能大大提高瓷器坯体的强度，使瓷坯的透光度和白度得到改善 （4）在釉料中，能提高釉的熔融温度和黏度，减少釉的热膨胀系数。 4.什么叫坯釉适应性？影响坯釉适应性的因素有哪些？

答：坯釉适应性是指熔融性能良好的釉溶液，冷却有与坯体紧密结合成完美的整体，不开裂，不剥落的能力。

影响坯釉适应性的因素主要有四方面，坯釉二者膨胀系数差、坯釉中间层、坯釉的弹性和抗张强度以及釉层厚度。

5.提高注浆速率主要取决于哪些？常用的强化注浆有哪些？ 答：主要取决于（1）降低泥层的阻力 （2）提高吸浆过程的推动力 （3）提高泥浆和模型的温度

强化注浆有（1）压力注浆（2）真空注浆（3）离心注浆（4）成组注浆（5）热浆注浆（6）电脉注浆

6.什么是干压成型，有何特点？对干压粉料有何要求？

答：干压成型是将干粉坯料在钢模中压成致密坯体的一种成型方法 特点：过程简单，生产效率高，缺陷少，便于机械化。 对粉料的要求：（1）尽量提高粉料体积密度（2）流动性要好（3）对粉料要进行造粒处理，细粉要尽可能少（4）在压力下易于粉碎（5）水分要均匀 7.确定坯、釉料配方主要有哪些依据？

答： 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

8.陶瓷坯体在烧成过程中要经历哪些物理、化学反应？

答： 1 、 低温阶段， 排坯体内的残余水分， 质量急速减小 ; 气孔率进一步增大，硬度与机械强度增加，体积稍有变化， 氧化反应，碳素及有机物氧化，硫化铁氧化， 2. 分解与氧化阶段。 分解反应： ① 结晶水分解排除 ; ② 碳酸盐及硫酸盐分解 ; 氢氧化铁分解 3. 晶型转变 : 石英及 Al 2 O 3 晶型转变，强度增加，气孔率降低到最小值，体积收缩 , 密度增大，色泽变白 , 光泽增强， 高温阶段， 强度增加，气孔率降低到最小值，体积收缩 , 密度增大，色泽变白 , 光泽增强，继续氧化 , 分解形成液相及固相熔融，形成新结晶相，形成低铁硅酸盐， 坯体结构更为均匀致密， 液相量增多，晶体增多长大，晶体扩散 , 固 , 液相分布更为均匀，液相中结晶，液相过冷，硬度与机械强度增大

六．问答题

1.按照工艺特性的不同，陶瓷原料一般分为哪三类？并举例说明？ 答：⑴主要分为可塑性原料；非可塑性原料；熔剂性原料。 ⑵可塑性原料：高岭土，膨润土，瓷石等。 ⑶非可塑性原料：石英等

⑷熔剂性原料：钾钠长石等。

2.一次粘土（原生粘土）和二次粘土（沉积粘土）各有什么特点？

答：一次粘土：是母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地，与母岩未经分离的粘土。

二次粘土：是一次粘土从原生地经风力、水力搬运到远地沉积下来的粘土。 特点：一次粘土颗粒粗，纯度高，耐火度高，可塑性差；二次粘土颗粒细，纯度低，耐火度低，可塑性高。

3.日用瓷生产中常用什么长石？建筑陶瓷生产中常用什么长石？为什么？

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