陶瓷工艺学坯料配方.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,陶瓷工艺学,第二章,坯料配方,主讲人：于岩 吴任平,要 目,第一节 坯料组成表示法,第二节 配方依据,第三节 配方计算,第四节 坯料类型,第一节 坯料组成表示法,配料比表示法,2.1.2,矿物组成（示性组成）表示法,2.1.3,化学组成表示法,2.1.4,实验公式,(,赛格式,),表示法,2.1.5,分子式表示法,第一节 坯料组成表示法,配料比表示法,方法：,属最常见方法，直接列出每种原料的百分比。,例：某刚玉瓷配方：,工业氧化铝：,苏州高岭土：,海城滑石：,优点：,具体反映原料的名称和数量，便于直接进行生产和试验。,缺点：,各工厂所用及各地所产原料成分和性质不相同；或即使是同种原料，只要成分不同，配料比例也须作相应变更；无法进行相互比较和直接引用。,第一节 坯料组成表示法,矿物组成（示性组成）表示法,方法：,把天然原料中所含的同类矿物含量合并在一起用,粘土、石英、长石,三种矿物的,重量百分比,表示坯体的组成。,依据：,同类型的矿物在坏料中所起的主要作用基本上是相同的。,优点：,用此法进行配料计算时比较方便。,缺点：,矿物种类很多，性质有所差异。它们在坯料中的作用也有差别。因此用此方法只能粗略的反映一些情况。,第一节 坯料组成表示法,化学组成表示法,方法：,根据,化学全分析,的结果，用各种氧化物及灼烧减量的重量百分比反映坯和釉料的成分。,例某日用瓷坯（,%,）：,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,K,2,O Na,2,O IL,优点：,利用这些数据可以初步判断坯，釉的一些基本性质；用原料的化学组成可以计算出符合既定组成的配方。,缺点：,原料和产品中这些氧化物不是单独和孤立存在的，它们之间的关系和反应情况比较复杂。因此此方法有局限性。,第一节 坯料组成表示法,实验公式,(,赛格式,),表示法,方 法：,以各种氧化物的摩尔数的比例来表示。先,根据坯和釉的化学组成计算出各氧化物的分子式；再按照碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的顺序列出它们的分子数。这种表示法称为,坯式或釉式,。,例 如：,2,式中表示各氧化物的摩尔数，用来表示各氧化物间的相互比例。,坯料,的实验式中取,中性氧化物,的摩尔数为之和,c,为。,釉料,的实验式中取,碱性氧化物,的摩尔数为之和,a+b,为。,第一节 坯料组成表示法,分子式表示法,方 法：,分子式表示其组成。电子工业用的陶瓷常用。,如最简单锆钛铅固溶体的分子式：,Pb(Zr,X,Ti,1-x,)O,3,表示,PbTi,O,3,中的,Ti,有,x,被,Zr,取代,陶瓷中常掺和一些改性物质。它们的数量用重量百分数或分子百分数表示。如：,Pb,Mg,Sr,5,Ba,（,Zr,Ti,）,O,3,+,wt,CeO,2,+,wt%MnO,2,表示,Pb,（,Zr,0.53,Ti,）,O,3,中的,Pb,有,4,分子被,Mg,取代，,分子被,Sr,取代，,被,Ba,取代；,PbTi,O,3,中的,Ti,有,53,分子被,Zr,取代。,CeO,和,MnO,2,为外加改性物质。,第二节 配方依据,2.2.1,主要氧化物在坯料中的作用,2.2.2,配方调试,2.2.3,确定配方的步骤,第二节 配方依据,2.2.1,主要氧化物在坯料中的作用,SiO,2,：,主要由石英引入，也可由粘土，长石引入。是成瓷的主要成分。,部分,SiO,2,与,Al,2,O,3,在高温下生成莫来石；部分,SiO,2,以残余石英形式存在，这是构成瓷体的骨架，提供瓷体的机械强度。,部分,SiO,2,与碱性氧化物在高温下形成玻璃体，使坯体呈半透明性。,注意：,SiO,2,含量高，热稳定性差，易于炸裂。工艺过程不易控制。,第二节 配方依据,2.2.1,主要氧化物在坯料中的作用,Al,2,O,3,：,主要由粘土，长石引入，成瓷的主要成分。,部分于莫来石中，部分于碱性氧化物形成玻璃体。,相对提高,Al,2,O,3,含量，可提高白度，热稳定性，化学稳定性，和机械强度。,工艺过程：,Al,2,O,3,含量高，烧成温度高；,Al,2,O,3,含量低，烧成时易变形。,第二节 配方依据,2.2.1,主要氧化物在坯料中的作用,K,2,O,、,Na,2,O,：,主要由长石（瓷土）引入。,与,Al,2,O,3,SiO,2,形成玻璃相。,助熔作用，,K,2,O,、,Na,2,O,含量过高（,），急剧降低烧成温度，热稳定性大大降低，一般控制含量在以下。可提高白度。,第二节 配方依据,2.2.1,主要氧化物在坯料中的作用,瓷坯中各氧化物间关系：,n,（,Al,2,O,3,）,/m,（,SiO,2,）,=1,：,5,坯料中的,Al,2,O,3,不低于,2mol,第二节 配方依据,2.2.2,配方调试,原则：,配方是在示性矿物组成的基础上，考虑到实际原料及生产工艺因素而定的。,基础：,配方调试的理论基础：,K,2,OAl,2,O,3,SiO,2,系统三元相图,(P85),。,E,M,B,SiO,2,K,2,O,Al,2,O,3,E,：,三元系统的最低共熔点,B,：,石榴石的组成点,M,：,莫来石的组成点,长石质瓷的组成范围在直线,ME,的,两侧。此区域的物相为莫来石，,玻璃相，残余石英，方石英。,三元系统最低共熔点,E,的温度,为980,（,上下20,）,范围波动。,瓷的组成范围越近,E,点，,成瓷温度越低，液相量越多，,莫来石越少。瓷的组成越近,M,点，,成瓷温度越高，莫来石的量越多，液相量越少。,第二节 配方依据,2.2.2,配方调试,配方调试的理论基础：,K,2,OAl,2,O,3,SiO,2,系统三元相图。,第二节 配方依据,2.2.2,配方的调试,配方中的粘土，应用高岭土或烧后呈白色的粘土，为提高成型性能，也可采用一定量的高可塑性粘土。如：用膨润土时，用量不超过,5,。,在不需提高可塑性时，但需增加,Al,2,O,3,的量，可将部分粘土煅烧为熟料。用量一般小于,10,。,主要用钾长石，钾长石的熔融特性保证在成瓷温度下提供足够的玻璃相，坯体得到良好的烧结，坯体不变形。钠长石，高温粘度小，流动性大，易变形，烧成不易控制，但钠长石利于晶体发育成长，降低烧成温度的作用大于钾长石。,第二节 配方依据,2.2.2,配方的调试,石英：用量不超过,25,35,。,其它成分：加入,1,的滑石，引入,MgO,。,加入废瓷粉，不超过,10%,。,铁、钛含量过高，加入少量磷酸盐，可适当降低坯体的烧成温度，提高瓷体的白度。或加入微量的,CoO,（,氧化焰烧成时）可减少,Fe,、,Ti,的着色，形成视觉上的白。用量,。,加少量的着色剂，得到不同的着色泥坯。,第二节 配方依据,2.2.3,确定配方的步骤,各种原料在坯釉料中的数量直接影响到陶瓷产品的质量。所以确定坯釉料配方是陶瓷生产关键的一步,。,确定配方的步骤：,了解所用的原料的化学组成、矿物组成、颗粒组成、物理性质以及工艺性能。,了解产品的质量要求，性能要求。,进行配料计算。,对配方进行实验（实验室阶段，中试阶段，半工业化生产，大批量生产）。,据实验结果确定配方。,第三节 配方计算,目的：,掌握坯式、釉式、原料、坯料矿物组成与配方的基本计算方法。,2.3.1,从化学组成计算实验式,2.3.2,由实验式计算化学组成,2.3.3,由化学组成计算示性矿物组成,2.3.4,由配料量计算实验式,2.3.5,由实验式计算配料量,2.3.6,由化学组成计算配方,2.3.7,由示性矿物组成计算配料量,2.3.8,更换原料时配方计算,第三节 配方计算,2.3.1,从化学组成计算实验式,计算步骤：,化学组成含,灼减,成分时，换算为不含灼减的化学组成。,计算各氧化物的,摩尔数,各氧化物的质量百分数除以各氧化物的摩尔质量。,计算各氧化物的,摩尔数值,各氧化物 摩尔数除以碱性氧化物或中性氧化物摩尔数的总和，得到一套以碱性氧化物（常用于釉式）或以中性氧化物（多用以坯式）为,1,的各氧化物的数值。,将各氧化物的摩尔数值按,ROR,2,O,3,RO,2,的,顺序排列,为实验式。,质 量 242.,换算成百分比：K2O Al2O3 SiO2,3 骨灰瓷（骨质瓷，磷酸盐质瓷）,坯料,各氧化物重量百分比 249,方 法：分子式表示其组成。,第一节 坯料组成表示法,TiO2一般可由FeO与TiO2(FeOTiO2)构成钛铁矿，故可自Fe2O3中取出FeO以计算钛铁矿的含量。,已知各原料的示性矿物组成（%）：,02 0.,引入分子方解石 /0.,6 由化学组成计算配方三元系统法,27份 即：石英用量份。,原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 灼减,石英 97.,作业1：某瓷胎实验式为：,4(R2O+RO)R2O35.,例,1,：,瓷坯的化学组成为（表,21,）求瓷坯的实验式,(P116),。,组成,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO K,2,O Na,2,O,灼减 总计,%63.37 24.87 0.81 1.15 0.32 2.05 1.89 5.54 100,解：,将该瓷坯的化学组成换算为不含灼减的化学组成百分数（表,22,）,组成,SiO,2,AL,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,K,2,O Na,2,O,总计,%67.09 26.33 0.8575 1.217 0.3388 2.170 2.001 100,第三节 配方计算,从化学组成计算实验式,将各氧化物百分数除以各氧化物的摩尔质量，得到各氧化物,的摩尔数（表,2-3,）,摩尔数,SiO,2,AL,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,K,2,O Na,2,O,mol 1.1600,0.0217 0.0084 0.0230 0.0323,将中性氧化物的摩尔总数算出：,0.2583+0.0054=,用,分别除各氧化物的摩尔数，得到一套以,R,2,O,3,系数为,1,的各个氧化物的系数：表,2-4,。,第三节 配方计算,从化学组成计算实验式,表,2-4,氧化物,SiO,2,AL,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO K,2,O Na,2,O,系 数,将所得的氧化物的系数按规定的顺序排列，得实验式：,4.232 SiO,2,0.9795 AL,2,O,3,0.0205 Fe,2,O,3,0.0872 K,2,O,0.1224 Na,2,O,0.0823 CaO,0.0319 MgO,第三节 配方计算,从化学组成计算实验式,第三节 配方计算,计算步骤：,实验式中各氧化物的摩尔数分别乘以各该氧化物的摩尔质量，得到氧化物的质量。,计算各氧化物的质量之和。,分别用各氧化物的质量除以各氧化物质量之和，得到各氧化物所占质量的百分数。,2.3.2,由实验式计算化学组成,第三节 配方计算,例,2,：,某瓷胎实验式为：,试计算瓷胎的化学组成。,2.3.2,由实验式计算化学组成,2,0.928 Al,2,O,3,0.018 Fe,2,O,3,0.088 CaO,0.010 MgO,0.077 Na,2,O,0.120 K,2,O,第三节 配方计算,解：,计算各氧化物的质量及总和：表,2-5,2.3.2,由实验式计算化学组成,氧化物,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO K,2,O Na,2,O,总计,质 量,242.4 100.1 2.875 4.937 0.403 11.3 4.747,计算各氧化物所占质量百分数（即各氧化物化学组成）表,2-6,组成,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,K,2,O Na,2,O,总和,第三节 配方计算,作业,1,：,某瓷胎实验式为：,试计算瓷胎的化学组成。,2.3.2,由实验式计算化学组成,2,0.978 Al,2,O,3,0.022 Fe,2,O,3,0.086 K,2,O 0.120 Na,2,O 0.082 CaO,0.030 MgO,第三节 配方计算,解：,列表计算结果：,2.3.2,由实验式计算化学组成,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO Na,2,O K,2,O,坯式中分子数,分子量,氧化物重量,其重量和,各氧化物重量百分比,249,=,所以所求坯式化学组成为：,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO Na,2,O K,2,O,第三节 配方计算,作业,2,：,某厂坯料的重量百分比与原料的化学组成如下，求坯料实验式。,界牌泥,65,长石,28%,石英,7,各原料的化学组成如下：,原料名称,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,KNaO,IL,总计,界牌泥,长石,石英,98.75 0.25 0.13 0.15 0.24,2.3.2,由实验式计算化学组成,第三节 配方计算,解：,将原料换算为不含烧失量的百分组成，列表计算结果：,2.3.2,由实验式计算化学组成,原料名称 SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO KNaO 总计,界牌泥,长石 64.01 20.37 0.23 0.38 0.55 14.53 100.10,石英,计算各原料中氧化物的含量,原料名称 配料比 SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO KNaO,界牌泥,长石,石英 7 6.92 0.02 0.01 /,总计 100 67.70 27.07 0.44 0.32 0.27 4.36,分子量 62)/2,分子数,分子数,石英 ,主要由长石（瓷土）引入。,氧化锌 /100 /,计算瓷土B代替瓷土A的配料比：,剩余,某瓷厂生产用的原料配比如下：,质 量 242.,032 Na2O,绢云母3050%，石英 1525%，高岭土 3050%，,半透明性好，Ca3（PO4）2，Ca长石晶相与玻璃相折射率接近，散射不大，所以，在玻璃相不太高的情况下，具有很好的半透明性。,骨灰瓷注浆料很难稀释CaO+H2O Ca（OH）2，则泥浆易触变。,1600 0.,瓷的组成范围越近E点，,5 由实验式计算配料量,第三节 配方计算,将各氧化物按次序排列，即得此坯料实验式：,0.2078,KNaO,0.9896 Al,2,O,3,0.0212,CaO,4.194,SiO,2,0.0253,MgO,0.0104 Fe,2,O,3,2.3.2,由实验式计算化学组成,第三节 配方计算,计算步骤：,将原料中各种氧化物百分数以其分子量除之，得出各氧化物分子数。,化学组成中的,K,2,O,、,Na,2,O,、,CaO,各自与相当量的,Al,2,O,3,、,SiO,2,相结合，作为钾长石、钠长石和钙长石。由总的,Al,2,O,3,、,SiO,2,量减去长石中的,Al,2,O,3,和,SiO,2,量。若,Na,2,O,含量比,K,2,O,少得多，则可以把二者的含量计算为钾长石。,剩下的,Al,2,O,3,量作为高岭土成分，减去高岭土带进的,SiO,2,量，剩下的,SiO,2,量即是石英量。比较剩余的,Al,2,O,3,和,SiO,2,量，若,Al,2,O,3,较多，则过多的,Al,2,O,3,可当作水铝石,Al,2,O,3,。,H,2,O,计算,。,2.3.3,由化学组成计算示性矿物组成,第三节 配方计算,计算步骤：,若判断确有,CO,3,2-,存在，则,MgO,可当作菱镁矿,，,CaO,可计算为,CaCO,3,，,若不存在,CO,3,2-,，,则,MgO,可计算为,（,3MgO4SiO,2,H,2,O),或蛇纹石,（,3MgO4SiO,2,2H,2,O),形式计算。,Fe,2,O,3,可看作赤铁矿,（,Fe,2,O,3,）,存在，若组成中的烧失（假定为水）减去高岭土及滑石等矿物中的结晶水后还有一定量，则可把,Fe,2,O,3,计算为褐铁矿,（,Fe,2,O,3,3H,2,O),。,2.3.3,由化学组成计算示性矿物组成,第三节 配方计算,计算步骤：,TiO,2,一般可由,FeO,与,TiO,2,(FeOTiO,2,),构成钛铁矿，故可自,Fe,2,O,3,中取出,FeO,以计算钛铁矿的含量。所余,TiO,2,可视为金红石,。,制造精陶瓷产品所用的粘土类原料中所含,Fe,2,O,3,、,TiO,2,、,CaO,、,MgO,等很少，可以不考虑它们所造成的矿物数量。,云母与钾长石，高岭土同时存在时，不能以此法计算。为实用计，可将云母中的,K,2,O,计算为钾长石，,Al,2,O,3,计算为高岭土，多余的,SiO,2,以石英计。,2.3.3,由化学组成计算示性矿物组成,第三节 配方计算,例,3,：,某原料化学组成如下，计算其矿物组成。,成分,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,K,2,O Na,2,O,灼减,64.78 25.61 0.19 0.22,微量,解：,求各氧化物分子数（灼减量当作结晶水）：,计算结果见表,2-6,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,K,2,O Na,2,O H,2,O,氧化物含量,64.78 25.61 0.19 0.22,微量,氧化物分子量,60.1 102 160 56.1,94.2 62 18,氧化物分子数,1.077 0.251 0.001 0.004,2.3.3,由化学组成计算示性矿物组成,第三节 配方计算,将各氧化物分子数按下列顺序排列，计算其矿物组成。,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,K,2,O Na,2,O H,2,O,分子钾长石,0.018 0.003 /0.003 /,剩余,分子钠长石,0.024 0.004 /0.004 /,剩余,分子钙长石,0.008 0.004 /0.004 /,剩余,分子高岭石,剩余,0.547 0 0.001 0 0 0 0,分子赤铁矿,/0.001 /,剩余,0.547 0 0 0 0 0 0,分子石英,0.547 /,剩余,0 0 0 0 0 0 0,2.3.3,由化学组成计算示性矿物组成,第三节 配方计算,各矿物的重量及重量百分数列表计算如下：,钾长石 钠长石 钙长石 高岭石 赤铁矿 石英,分子数,0.003 0.004,分子量,矿物重量,矿物,（）,各种长石和赤铁矿均作为熔剂一并列为长石矿物，故得到矿物组成：,粘土质矿物：,长石质矿物：,石英质矿物：,2.3.3,由化学组成计算示性矿物组成,第三节 配方计算,计算步骤：,将各原料的化学组成,换算,为不含灼减的化学百分组成,。,将每种原料的配料量乘以各氧化物的百分数，即得各种,氧化物的质量,。,将各种原料中共同氧化物,加,在一起，得到坯料中各氧化物的,总质量,。,用各氧化物的质量除以各氧化物的摩尔质量，得到各氧化物的,摩尔数,。,各氧化物的摩尔数除以中性氧化物的摩尔总数，得到一系列以中性氧化物系数为,1,的一套各氧化物的,摩尔系数,。,按规定的,顺序排列,各种氧化物，得到所要求的实验式。,2.3.4,由配料量计算实验式,例,4,：,某锆质釉配方：,长石：,石英：,粘土：,白垩：,氧化锌：,2,锆英石：,各原料的化学组成如下（表,2-6,）：,原料,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO Na,2,O K,2,O ZnO ZrO,2,灼减,长石,粘土,49.82 35.74 1.06 0.65 0.60 0.82 0.95 /10.00,石英,白垩,氧化锌,/100 /,锆英石,38.81 5.34 /0.40 0.20 /55.10 /,第三节 配方计算,2.3.4,由配料量计算实验式,解,:,把原料组成百分比乘各原料中化学组成，即得釉料中各氧化物含量。釉料组成的计算过程见表,2-7,：,第三节 配方计算,2.3.4,由配料量计算实验式,原料 配比,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO Na,2,O K,2,O ZnO ZrO,2,灼减,长石,粘土,10.0 4.98 3.57 0.11 0.06,石英,32.2 31.76 0.09 0.23 0.08 0.11 /0.06,白垩,氧化锌,2.0 /2.00 /,锆英石,11.8 4.58 0.63 /0.05 0.03 /6.50 /,总计,去IL,64.00 10.51 0.44 11.50 0.32 1.13 2.75 2.20 7.15 /,釉式的计算,计算过程见表,2-8,：,第三节 配方计算,2.3.4,由配料量计算实验式,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO MgO Na,2,O K,2,O ZnO ZrO,2,分子量,分子数,R,2,O+RO,釉式的,分子数,排列,釉式,：,第三节 配方计算,2.3.4,由配料量计算实验式,0.063 Na,2,O,0.101 K,2,O,0.714 CaO,0.028 MgO,0.094 ZnO,2,O,3,2,O,3,3.781 SiO,2,0.202 ZrO,2,第三节 配方计算,计算步骤：,将原料的化学组成计算成为示性矿物组成所要求的形式，即计算出各种原料的矿物组成,。,将坯料的实验式计算成为粘土、长石、石英矿物的百分组成。注：在计算中将实验式中的,CaO,、,MgO,、,K,2,O,、,Na,2,O,都粗略的按,K,2,O,计算，坯式为：,aRK,2,Ob Al,2,O,3,c SiO,2,。,用满足法计算坯料的配料量：分别以粘土和长石满足实验式所需的各种矿物原料，最后用石英来满足实验式中石英矿物所需的数量,。,由实验式计算配料量,例,5,：,坯料实验式与原料化学组成（表,2-9,）如下，计算配料量：,第三节 配方计算,由实验式计算配料量,4.92 SiO,2,2,O,3,0.032 Na,2,O,0.144 K,2,O,0.025 CaO,0.02 MgO,原料,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,TiO,2,CaO MgO K,2,O Na,2,O IL,总计,粘土,长石,石英,解：,先计算出各原料的矿物组成（,方法见例,3,）为简化计算过程，可将,K,2,O,、,Na,2,O,、,CaO,、,MgO,、,Fe,2,O,3,、,TiO,2,均作为熔剂成分，当作,长石矿物,计算。原料的矿物组成的计算结果见表,2-10,：,第三节 配方计算,2.3.5,由实验式计算配料量,原料 粘土矿 长石矿 石英矿,粘土,14.59,长石,石英,由坯式计算长石、粘土、石英矿物的百分组成。坯式中的,K,2,O,、,CaO,、,MgO,、,Na,2,O,均粗略地作为,K,2,O,，,则坯式可写成,2,O,2,O,3,2,。,满足上式所需的粘土、长石、石英矿物的量为：（三种矿物为理论组成，即钾长石,K,2,O,Al,2,O,3,6SiO,2,）,第三节 配方计算,2.3.5,由实验式计算配料量,坯 式,22,O,32,引入分子长石矿物,0.22,剩 余,引入分子粘土矿物,剩 余,引入分子石英矿物,剩 余,/0,计算,各类矿物需要量的重量百分组成,长石矿：,粘 土：,石 英：,2.0460.1,总计：,100,第三节 配方计算,2.3.5,由实验式计算配料量,根据原料矿物组成计算坯料配料比：,设,x,坯料中需加入的粘土量,y,坯料中需加入的长石量,z,坯料中需加入的石英量,则,0z,0.451,x,0z,0.2743,解得：,y,0.2746,z,第三节 配方计算,2.3.5,由实验式计算配料量,作业,3,：,已知釉式与使用原料如下，计算配料量。,第三节 配方计算,2.3.5,由实验式计算配料量,0.107 K,2,O,0.672 CaO,0.221 MgO,2,O,3,2,所用原料：钾长石：,方解石：,CaCO,3,菱镁矿：,MgCO,3,高岭土：,Al,2,O,3,SiO,2,2,O,石 英：,SiO,2,0.98 K,2,O,0.02 CaO,2,O,3,2,解：,把各原料的化学组成转成实验式（题目已直接给出）,量。,依据釉式的不同氧化物的分子式，可看出：引入,1,分子钾长石有,分子,K,2,O,：,设引入,x,份钾长石会引入,分子,K,2,O,则,1,：,x,：,0.107 x,而引入,分子钾长石同时引入,分子,CaO,分子,Al,2,O,3,分子,SiO,2,第三节 配方计算,2.3.5,由实验式计算配料量,以同样方式引入其它原料，列表计算如下：,K,2,O,CaO,MgO,Al,2,O,3,SiO,2,釉式中氧化物的分子数,0.107 0.672 0.221 1.0 10.0,引入,分子钾长石,剩余,引入,分子方解石,/0.670 /,剩余,引入,分子菱镁矿,/0.221 /,剩余,引入,分子高岭土,剩余,引入,分子石英,剩余,/0,第三节 配方计算,2.3.5,由实验式计算配料量,计算出各原料重量及重量百分比：,分子,数,分子量 重量 重量百分比,钾长石,0.109 579.2,方解石,0.670 100.1,菱镁矿,0.221 84.3,高岭土,0.893 284.4,石英,7.34 60.1,总计：,828.56 100,第三节 配方计算,2.3.5,由实验式计算配料量,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,已知条件,产品化学组成,原料化学组成,配方计算,直接计算法,三元系统法,原料性质成形性能,生产经验数据,将数据换算成,三个主要成分,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,直接计算法,步骤：,根据原料性质，成形性能，参照生产经验先确定一、二种原料的用量。,按满足坯、釉料化学组成的要求逐个计算每种原料的用量。,计算时要明确哪种氧化物主要由哪种原料提供。,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,直接计算法,例,6,：,见书,P126,页。,注意：,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,三元系统法,：,先把坯料及原料的氧化物换算为,R,2,O-Al,2,O,3,-SiO,2,三元系统。如,K,2,O-Al,2,O,3,-SiO,2,系统，然后用代数或图解法计算。,例,7,：,见书,P70,页,例,5,。下面再举例,例,8,。,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,例,8,：,某厂坯料和所用原料的化学组成如下表：,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,MgO,CaO,K,2,O Na,2,O I.L.,合计,坯料,粘土,长石,石英,试用,K,2,O-Al,2,O,3,SiO,2,系统的相图进行配方计算。,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,解,：,把含有烧失量的组分换算为不含烧失量的基准。如下表所示。,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,MgO,CaO,K,2,O Na,2,O,合计,坯料,粘土,长石,63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00,石英,97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 /100.29,计算相当的,K,2,O,、,Al,2,O,3,、,SiO,2,成分。,坯料：,K,2,O,0.63,（,94.262,）,0.18,（,）,0.29,（,）,Al,2,O,3,0.37,（,）,SiO,2,K,2,O,Al,2,O,3,SiO,2,换算成百分比：,K,2,O,Al,2,O,3,SiO,2,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,粘土：,K,2,O,0.09,（,94.262,）,0.20,（,）,0.25,（,）,Al,2,O,3,0.57,（,）,SiO,2,K,2,O,Al,2,O,3,SiO,2,换算成百分比：,K,2,O,Al,2,O,3,SiO,2,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,长石：,K,2,O,2.37,（,94.262,）,0.36,（,）,0.28,（,）,Al,2,O,3,0.17,（,）,SiO,2,K,2,O,Al,2,O,3,SiO,2,换算成百分比：,K,2,O,Al,2,O,3,SiO,2,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,石英：,K,2,O,0.39,（,）,0.40,（,）,Al,2,O,3,0.26,（,）,SiO,2,K,2,O,Al,2,O,3,SiO,2,换算成百分比：,K,2,O,Al,2,O,3,SiO,2,（3）在,K2O-Al2O3SiO2系统的相图上找出三种原料和坯料所要求的组成的位置，分别以A,B,C及P表示。如图。,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,在K,2,O-Al,2,O,3,-SiO,2,系统的相图上找出三种原料和坯料所要求的组成位置，分别以A，B，C及P表示。如右图：,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,连接,AP,交,BC,于,X,，,而后在图上量出各线段的长度。,PX =20.5mm AX,CX =35.5mm CB,BX =23.5mm AP,利用杠杆定律，计算三种原料所需的百分数。,A%=PX/Ax 100%=20.5/37.0 100%=55.41%,B%=(CX/CB)(AP/AX)100%=(35.5/59.0)(16.5/37.0)100%=26.83%,C%=(BX/CB)(AP/AX)100%=(23.5/59.0)(16.5/37.0)100%=17.76%,第三节 配方计算,2.3.6,由化学组成计算配方,三元系统法,换算为灼烧损失前的基准：,A%=55.41100/(100-10.45)%=61.88%,B%=26.83100/(100-0.46%)=26.95%,合计,换算为生料百分数：,粘土,=,(61.88/106.59)100%=58.05%,长石,=,(26.95/106.59)100%=25.38%,石英,=,(17.76/106.59)100%=16.66%,第三节 配方计算,已知条件,坯料矿物组成,原料化学组成,配方计算,2.3.7,由示性矿物组成计算配料量,由,矿物组成表示法,配料比表示法,第三节 配方计算,步骤：,计算出原料的矿物组成。,按计算出每种原料中各类矿物在坯料中所占的量。,计算出每种原料用量。,列出配料比表示法。,2.3.7,由示性矿物组成计算配料量,第三节 配方计算,例,9,：,现欲配成粘土矿物,，长石矿物,，石英矿物,的配料。采用原料的化学组成如下，计算其配料比。,原料,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,MgO,CaO,K,2,O Na,2,O,灼减,高岭土,粘土,49.09 36.74 0.40 0.11 0.20 0.52 0.11 12.81,长石,石英,96.60 0.11 0.12 3.02,2.3.7,由示性矿物组成计算配料量,第三节 配方计算,解：,按例,3,方法计算各种原料的矿物组成。,原料 粘土矿物 长石矿物 石英矿物,高岭土,粘土,长石,/100,/,石英,坯料中的粘土矿物由高岭土及粘土供给。计算前应将两种原料用量确定。考虑可塑性、收缩率、烧后颜色等工艺性能后：初步确定坯料中粘土矿物一半由高岭土供给，另一半由粘土供给。,2.3.7,由示性矿物组成计算配料,量,第三节 配方计算,高岭土用量,:,）,（,）,即：,x,粘土用量,:,（,）,（,）,高岭土中含长石矿物：,含石英矿物：,粘土中含长石矿物：,含石英矿物：,高岭土与粘土共引入石英：,2.3.7,由示性矿物组成计算配料量,第三节 配方计算,坯料中石英用量：,（）（）,石英中引入长石矿物为：,由高岭土、粘土、石英引入长石矿物为：,长石需用量为：,由计算结果可得原料配合比例为：,2.3.7,由示性矿物组成计算配料量,高岭土：,粘土：,长石：,石英：,第三节 配方计算,2.3.8,更换原料时配方计算,某原料质量发生变化,采用新原料 重新确定配方,或原用原料供不应求,第三节 配方计算,2.3.8,更换原料时配方计算,原因,某原料质量发生变化,采用新原料 重新确定配方,或原用原料供不应求,要求,化 学 组 成,计算的出发点：,维持原有配方的 不变,示性矿物组成,第三节 配方计算,2.3.8,更换原料时配方计算,例,10,：,某瓷厂生产用的原料配比如下：,瓷土,A,长石,石英,现需要用瓷土,B,代替瓷土,A,，,其它原料种类不变。试计算新的配料比。,已知各原料的示性矿物组成（,%,）：,原料名称 粘土矿物 长石矿物 石英矿物,瓷土,A 70 10 20,瓷土,长石,/80 20,石英,/100,第三节 配方计算,2.3.8,更换原料时配方计算,解：,先计算原配方的矿物组成：,原料名称 配料比 粘土矿物 石英矿物 长石矿物,瓷土,45,长石,石英,8.75 /,坯料矿物组成,第三节 配方计算,2.3.8,更换原料时配方计算,解：,计算瓷土,B,代替瓷土,A,的配料比：,原则：加入瓷土,B,配料比中各矿物含量应与用瓷土,A,时一致,。,a,：,瓷土,B,用量：,x,45,x,（,45,100,）,份,份瓷土,B,引入的长石矿物量：,份,石英矿物量：,份,b,：,长石用量：需由长石引入的长石矿物：,28,份,长石用量：,27.45/80100,份,C,：,石英用量：应由石英原料代入的石英矿物数量为：,27,份 即：,石英用量,份,。,第三节 配方计算,2.3.8,更换原料时配方计算,更换原料后的配料比：,瓷土,B,长石,石英,93.99 100,说明：,先计算旧配方的矿物组成。根据配方变动前后矿物组成不变原则，计算新配方。,先计算旧配方的化学组成。再根据配方变动前后化学组成不变的原则，计算新配方。需列方程求解。,先计算旧配方化学组成，再确定某氧化物主要由哪种原料带入。依此逐级推算。,习 题,1,由化学组成计算矿物组成,例,3,后。,某原料化学分析如下，求此原料得矿物组成：,成分,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,Na,2,O K,2,O H,2,O,合计,2,由矿物组成计算配方,例,6,后。,以粘土、长石、石英三种原料配合成含有粘土矿物,35,，长石,30,及石英,35,的瓷坯。粘土由化学分析计算其矿物组成为：粘土矿物,，长石,25,，石英,，长石与石英均为纯料。试计算该瓷坯的配方组成。,习 题,3,由实验公式计算配方,例,7,后,已知所用原料的实验式为：,钾长石：,K,2,O,Al,2,O,3,6SiO,2,钠长石：,Na,2,O,Al,2,O,3,6SiO,2,钙长石：,CaO,Al,2,O,3,6SiO,2,高岭土：,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,滑石：,3MgO,4SiO,2,2H,2,O,石英：,SiO,2,瓷坯的化学组成要求如下,（,）,：,SiO,2,Al,2,O,3,TiO,2,Fe,2,O,3,CaO,MgO,K,2,O Na,2,O IL,合计,试用上述原料进行配方计算,习 题,4,更换原料时的配方计算,例,9,后,。,三种炻器坯料的配方组成是：粘土甲,公斤，石英,公斤，长石,公斤,现要用粘土乙代替粘土甲。粘土甲和粘土乙的示性分析如下：,粘土甲 粘土乙,粘土质,石英,长石,试求新配方组成,。,习 题,5,利用相图求解：,某厂坯料和所用原料的化学组成如下表：,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,MgO,CaO,K,2,O,NaO,I,L,合计,坯料,粘土,长石,石英,试利用,K,2,O-Al,2,O,3,-SiO,2,系统的相图进行配方计算。,6,由化学组成计算配方：,某高铝陶瓷坯料和所用原料的化学组成如下表：,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,MgO,CaO,K,2,O,NaO,BaO,I,L,合计,坯料,煅烧铝,苏州土,46.42 38.96 0.22 -0.38 0.02,膨润土,石灰石,碳酸钡,菱镁矿,试计算配料