无机非金属材料工学(陶瓷).ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《无机非金属材料工学(陶瓷).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无机非金属材料工学(陶瓷).ppt(178页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第三篇第三篇 陶瓷工艺学陶瓷工艺学第一章第一章 引引 言言一、概念和分类1概念:广义无机非金属固体材料制品的统称。狭义固体原料经成型、煅烧而制成的制品。普通陶瓷(传统陶瓷):以粘土及其它天然矿物(长石、石英等)为原料经粉碎、成型、焙烧等工艺过程而制得的制品。2分类:陶瓷按用途分为:传统陶瓷(普通陶瓷)和新型陶瓷(特种陶瓷、精密陶瓷),而传统陶瓷又分为日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化学陶瓷、化工陶瓷等;新型陶瓷又分为结构陶瓷(机械和热性能为主)和功能陶瓷(电、磁、光、生化、核能等)。2分类:陶瓷按性能分为:拓器、陶器和瓷器。性能见P213表3-1-2和3-1-3。陶瓷按成分分为:氧化物陶瓷、碳化
2、物陶瓷、氮化物陶瓷、硅酸盐陶瓷、钛酸盐陶瓷、磷酸盐陶瓷、金属陶瓷等。特种陶瓷的性能及用途,见教材P213表3-3-1。表3-3-1特种陶瓷的性能及用途性能材料应用高绝缘性介电性导电性压电性热释电性软磁性硬磁性半导体性离子导电性电子发射性荧光性透光性偏光性光反射性红外反射性红外透射性光导性生物化学功能研磨性切削性强度功能润滑功能耐热性绝热性导热性核功能性Ai2O3、BeO、C(人造金刚石)BaTiO3SiC、MoSi2P(Zr,Ti)O3(定向薄膜)SiO2(单晶薄片)P(Zr,Ti)O3(Zn,Mn,Fe)2O4;-Fe3O4SrO6Fe2O3SnO2过度金属氧化物ZnO-Bi2O3BaTiO
3、3-Ai2O3稳定性ZrO2LaB6Y2O3,S:EuAi2O3、SnO2(涂布膜)PLZTTiNSnO2(涂膜)ZnS、MgOSiO2(高纯纤维)Ai2O3、Ca5(F,Cl)P3O12SiO2(孔径控制多孔体)Ai2O3、B4C、人造金刚石(粉体)C-BN、TiC、WC、TiCSi3N4、SiCC、MoSi2、h-BNAi2O3、ThO2K2OnTiO2,CaOSiO2Be、C、SiCUO2C(石墨)、BeOB4C基板电容器发热器震荡元件、点火元件、压电变换器时钟震荡元件红外线检测元件磁带磁铁、可塑性磁铁气体传感器热敏电阻电压性稳定元件,非线形电阻自控电阻发热元件NaS电池氧敏感元件电子枪
4、用热阴极荧光体高压钠灯、防雾玻璃偏光学元件太阳能聚光器省能源窗玻璃导弹光导纤维人工骨、齿固定化酵素载体研磨材料切削工具发动机材料润滑剂耐热结构材料绝缘材料基板核燃料减速剂控制棒材料二、我国陶瓷工业的发展概况China,瓷器,世界供认是我国最早发明。8000年前,生产陶器;3000年前,生产瓷器(上釉),我国最早东汉时期陶瓷普及,唐三彩世界文明。景德镇陶瓷从古至今享誉很好,但建筑陶瓷在我国发展相对落后。第一章第一章 普通陶瓷原料及作用普通陶瓷原料及作用第一节第一节 粘土粘土一、粘土定义具有可塑性且粒度小于几微米的矿物。或粒度小于几微米的层状硅酸盐矿物。二、粘土的分类高岭土、膨润土、伊利石、叶腊石
5、、铝矾土等。三、粘土组成化学组成:SiO2、Al2O3为主,少量其它氧 化 物(K2O、Na2O、Fe2O3、MgO、CaO等)矿物组成:高岭石、蒙脱石、伊利石等。含少量长石、石英等碎屑矿物。颗粒组成:碎屑颗粒一般较大,粘土颗粒一般较小,小于2微米的颗粒多为粘土矿物。四、粘土的工艺性质1可塑性和结合性(粘结剂);2离子交换性(脱色、过滤、填料等);3触变性,即泥料放置一段时间后,在维持原有水分的情况下会出现变稠和固化现象;4膨化性,即吸水膨胀性;5收缩性,干燥收缩和焙烧收缩;6烧结温度与烧结范围五、陶瓷中粘土的作用粘土在陶瓷中起粘结作用。第二节第二节 石英石英一、种类和性质1种类:脉石英、石英
6、砂岩、石英岩(变质)、石英砂;2性质:以SiO2为主,其他杂质很少。二、石英的相变三、石英的作用1加快干燥;2减小坯体变形;3增加机械强度;4提高耐磨、抗腐性。第三节第三节 长石长石一、种类钾长石、斜长石二、作用1助溶;2提高机械强度和化学稳定性3提高透光度。三、代用原料花岗伟晶岩、霞石正长岩、透辉石、硅绘事等。第四节第四节 其它原料其它原料一、碳酸盐方解石、白云石、菱镁矿。高温下起溶剂作用。二、滑石釉料和滑石质陶瓷三、硅灰石助溶作用四、透辉石和透闪石助溶作用第三章第三章 普通陶瓷的配料和计算普通陶瓷的配料和计算第一节第一节 配料依据配料依据1弄清各原料在陶瓷中的作用;2坯料和釉料组成满足产品
7、的物化性质;包括:收缩率、吸水率、热震性、平整性、光滑性和抗腐性等。3配方应满足生产工艺设备条件;温度、压力、气氛等。4经济、合理;5借鉴成熟的配方。第二节第二节 坯、釉料表示方法坯、釉料表示方法一、实际配料比表示一、实际配料比表示根据实际原料的种类和比例来表示。二、矿物组成表示二、矿物组成表示根据各种原料的化学组成换算成长石、石英、黏土的比例。三、化学组成表示三、化学组成表示以各种氧化物的质量百分比来表示。四、实验公式(塞格尔式)表示四、实验公式(塞格尔式)表示四、实验公式(塞格尔式)表示四、实验公式(塞格尔式)表示以碱性、中性、酸性氧化物的顺序列出。坯式是以中性氧化物(R2O3)的mol数
8、为1,计算其它化合物的摩尔数。釉式则是以碱性氧化物(R2O+RO)的mol数为1,计算其它化合物的摩尔数。如:坯式表示0.3105K2O0.1405Na2O0.9931Al2O35.354SiO20.0297CaO0.0072Fe2O30.0259TiO20.0192MgO釉式表示0.088K2O0.065Na2O2.401Al2O312.946SiO20.195CaO0.032Fe2O30.0667TiO20.652MgO陶瓷的酸性指数:CA=RO2/(R2O+RO+3R2O3)硬瓷釉的CA一般为1.82.5,而软瓷釉的CA一般为1.41.6CA大瓷脆,高温时易变形,但烧成温度低。第三节第三
9、节 坯料的配方计算坯料的配方计算一、坯式的计算一、坯式的计算1已知坯料的化学组成计算坯式(1)将各氧化物的百分含量换算成mol数;(2)以中性氧化物的摩尔数为1计算其它各氧化物的相对含量;(3)安碱性、中性、酸性氧化物的顺序列出坯式。例:已知某陶瓷坯料的化学组成为(%)SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2O灼减合计67.0821.120.230.430.350.165.921.352.4499.08其坯式计算结果为:0.3105K2O0.1405Na2O0.9931Al2O35.354SiO20.0297CaO0.0072Fe2O30.0259TiO20.0192MgO
10、注:灼减对实验式没有影响。2已知坯式求坯料的化学组成该计算为坯式的逆向计算。二、示性矿物的计算二、示性矿物的计算(1)以Na2O的含量计算钠长石(Ab:Na2OAl2O36SiO2)以 K2O的 含 量 计 算 钾 长 石(Or:K2OAl2O36SiO2)以 CaO的 含 量 计 算 钙 长 石(An:CaOAl2O32SiO2)二、示性矿物的计算二、示性矿物的计算(2)以Al2O3的含量总量减去长石中的Al2O3的含量,剩余的Al2O3计算高岭石(Kao:Al2O32SiO22H2O)或蒙脱石(Mt:CaOAl2O34SiO2nH2O)伊利石(I:K2O3Al2O36SiO22H2O)。二
11、、示性矿物的计算二、示性矿物的计算(3)以MgO计算菱镁矿(MgCO3)或滑石(3MgO4SiO2H2O)。(4)以Fe2O3计算赤铁矿(Fe2O3),多为黏土带入。(5)以TiO2计算金红石(TiO2),多为黏土带入。(6)剩余的SiO2为石英。三、根据矿物组成计算配方三、根据矿物组成计算配方主要是要考虑黏土中的长石、石英。计算黏土含量时应扣除其中的长石、石英,而计算长石、石英时应考虑黏土已经存在的量。四、由化学组成计算配方四、由化学组成计算配方根据陶瓷的化学组成,计算其示性矿物,然后计算配方,过程同前。五、用三元系统法计算配方五、用三元系统法计算配方已知坯料和原料的化学组成,利用联立方程组
12、的方法或相图的方法计算。图图3-1 3-1 计算坯料组成的三成分图计算坯料组成的三成分图六、由坯式计算配方六、由坯式计算配方可直接用摩尔数计算其示性矿物,然后计算配方。例:表表3-1 陶瓷中各氧化物的摩尔数陶瓷中各氧化物的摩尔数氧化物/molSiO20.987Al2O30.291Fe2O30.001CaO0.005KNaO0.006H2O0.5600.006molOr剩余0.0360.9510.0060.285-0.001-0.0050.0060-0.560.005molAn剩余0.280molKao剩余0.001molFe0剩余0.381molQ剩余0.0100.9410.5600.381-
13、0.3810.38100.0050.2800.2800-0.001-0.0010.0010-0.0050-0.560.560-表表3-2 各矿物的质量分数和百分数各矿物的质量分数和百分数矿物摩尔数相对化学式量质量分数质量百分数钾长石钠长石钙长石高岭石赤铁矿滑石石英合计0.006-0.0050.2800.001-0.381556.8540.0279.3258.1160.0378.060.063.341-1.39272.2680.16-22.883100.433.34-1.3972.240.16-22.87100.00所以陶瓷坯料的配方应为长石:石英:高岭石=4.73:22.87:72.40若已知
14、坯料所用黏土的矿物组成为:黏土矿物90%,石英5%,长石5%。则首先计算黏土的用量为72.490%=80.45黏土中带入的石英为80.455%=4.023黏土中带入的长石为80.455%=4.023需要补充的石英为22.87-4.023=18.85需要补充的长石为4.730-4.023=0.707所以实际原料配比应为长石:石英:高岭石=0.707:18.85:80.45第四章第四章 坯料及制备坯料及制备第一节第一节 坯料种类和质量要求坯料种类和质量要求一、坯料的种类一、坯料的种类1注塑料,含水率28-35%;2可塑料,含水率18-25%;3压制料,含水率7-15%;二、坯料的质量要求二、坯料的
15、质量要求1配方准确;2混合均匀;3粒度符合工艺要求;4含较少气体;5干坯强度大(可塑料);6悬浮性和流动性好(注浆料);7自由堆积密度尽量大(压制料)。第二节第二节 可塑料的制备可塑料的制备一、质量要求一、质量要求1可塑性,黏土含量越高,塑性越大;(工艺瓷)2细度,粒径小于60微米;3水分:18-25%;4空气含量:小于1;5干坯强度:抗折强度大于0.98Mpa.二、制备二、制备粗碎细碎混合球磨(干法、湿法)除铁(磁选)练泥(粗练、真空练)可塑泥料各种原料分别粉碎然后混合,具体如图41。三、工艺要点三、工艺要点1原料的预处理和精选;(石英预烧、清洗等,注意:书P245,-石英是错误的)2原料的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无机 非金属材料 工学 陶瓷
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内