陶瓷配方计算
MgO 0.20 0.50 0.13 - MgO 0.20
K2O 4.16 16.00 - - K2O 4.16
灼减 - - 12.60 - 灼减 -
∑ 100.00 99.99 99.98 100.00 ∑ 100.00
26
余量 高岭土
16.64 52.40 25.14 27.26 27.26 0
3.由实际配料比计算实验式 3.由实际配料比计算实验式 某厂的坯料配方如下: 例 某厂的坯料配方如下: 石英 13%; 长石 22%; 宽城土 65%; 滑石 1% ; ; ; 各种原料的化学组分如下表所示: 各种原料的化学组分如下表所示:
SiO2 长 石 石 英
宽城土
Al2O3 19.42 0.72 30.00 1.19
四 、用三元系统法计算配方 三元系统法是先把坯料和所用原料中氧化物换算为 RO2-Al2O3-SiO2三元系统,然后用代数法或图解法计算, 三元系统,然后用代数法或图解法计算, 换算方法是: 换算方法是: 1.把化学组成中主要形成熔剂的氧化物 把化学组成中主要形成熔剂的氧化物CaO、MgO、 把化学组成中主要形成熔剂的氧化物 、 、 Na2O分别乘以1.68、2.35、1.5转换成相当K2O的含量。 O分别乘以 分别乘以1.68、2.35、1.5转换成相当 O的含量 转换成相当K 的含量。 2.把Fe2O3乘以 转化为相当 Al2O3的含量。 把 乘以0.9转化为相当 的含量。 三种原料配成瓷器坯料, 例:用A、B、C三种原料配成瓷器坯料,现已将其化学 、 、 三种原料配成瓷器坯料 组成转化为三元系统所要求的形式,如下表示,试用代 组成转化为三元系统所要求的形式,如下表示,试用代 数法求三种原料的配比 求三种原料的配比。 数法求三种原料的配比。
类别 瓷坯 钾长石 高岭土 石英 类别 瓷坯 钾长石
SiO2 69.04 64.00 47.00 100.00 SiO2 69.04
Al2O3 25.80 19.00 39.00 - Al2O3 25.80
Fe2O3 0.30 0.19 0.47 - Fe2O3 0.30
CaO 0.50 0.30 0.78 - CaO 0.50
类别 高岭土 苏州土 长 石 石英 SiO2 48.30 49.09 64.93 96.90 Al2O3 39.07 36.74 18.04 0.11 Fe2O3 0.15 0.40 0.12 0.12 CaO 0.05 0.11 0.38 3.02 MgO 0.02 0.20 0.21 - K2 O 0.18 0.52 14.45 - Na2O 0.03 0.11 1.54 - 灼减 12.09 12.81 0.33 -
SiO2 高岭土 粘土(Al 粘土 2l2O3 ·6SiO2) 石英(SiO2) 石英 48.30
Al2O3 39.07
K2 O 0.43
经计算可得原料的矿物组成
粘土矿物 高岭土 苏州土 长石 石英 96.78% 89.72% — — 长石矿物 1.96% 7.66% 100% 4.4% 石英矿物 1.26% 2.62% — 95.6%
滑 石
65.62 98.54 58.43 60.44
求该坯料的实验式 ⑴ 将各种原料的化学组成换算成不含灼减的化学组成 将各种原料的配料量,乘以各氧化物的百分数, ⑵ 将各种原料的配料量,乘以各氧化物的百分数,即可得到 各种氧化物的分质量
⑶ 将各种原料中共同氧化物的质量加在一起,得到坯料中 将各种原料中共同氧化物的质量加在一起, 各氧化物的总质量 ⑷ 下同一,1解法 下同一, 二、由实验式计算配方 例:某瓷坯的实验式要求如下,某地所产原料的种类及化 某瓷坯的实验式要求如下, 学组成见下表, 学组成见下表,试计算其配方
Fe2O3 0.71 0.27 0.31 0.14
CaO 0.20 0.37 0.47 3.10
MgO ---0.25 0.42 29.02
K2 O 8.97 ---0.48 ----
Na2O 4.87 ---0.12 ----
灼减 0.41 ---9.64 5.32
合计 100.18 100.15 99.98 99.21
计算各氧化物的摩尔数(百分比/分子量) ⑵ 计算各氧化物的摩尔数(百分比/分子量) SiO2: 67.09/60.06=1.116; Al2O3 :26.33/101.94=0.2583 67.09/60.06=1.116;
依此类推得: 依此类推得:
0.0054; CaO:0.0217; MgO: Fe2O3:0.0054; CaO:0.0217; MgO:0.0084 0.0230; K2O:0.0230; Na2O:0.0323
2.05
Na2O
1.89
灼减
5.54
合计
100.00
若坯料中的化学组分含有灼减, ⑴ 若坯料中的化学组分含有灼减,首先应将其换算成不含 灼减的化学组成 用各氧化物的摩尔质量去除该氧化物的质量百分数, ⑵ 用各氧化物的摩尔质量去除该氧化物的质量百分数,得 各氧化物的摩尔数 以中性氧化物R 的摩尔数为基准,令其和为1, ⑶ 以中性氧化物 2O3的摩尔数为基准,令其和为 ,计算各 氧化物的相对摩尔数, 氧化物的相对摩尔数,作为相应氧化物的系数 ⑷按照规定顺序排列出坯式
解:⑴先将该瓷坯的化学组成换算为不含灼减的化学组成 63.37/(100-5.54)=67.09; 24.87/(100SiO2:63.37/(100-5.54)=67.09; Al2O3 :24.87/(100-5.54)=26.33
依此类推得: 依此类推得:
0.8575; CaO:1.217; MgO: Fe2O3:0.8575; CaO:1.217; MgO:0.3388 2.17; K2O:2.17; Na2O:2.001
0.173 K2O 0.035 CaO 0.005 MgO
类别 钾长石 高岭土 石英 SiO2 64.00 47.00 100.00 Al2O3 19.00 39.00 -
·
0.992 Al2O3 0.008 Fe2O3
· 4.506 SiO2
MgO 0.50 0.13 - K2O 16.00 - - 灼减 - 12.60 - ∑ 99.99 99.98 100.00
SiO2: 1.116/ 0.2637 =4.232; Al2O3 :0.2583/ 0.2637 =0.9795 ;
依此类推得: 依此类推得:Fe2O3:0.0205; CaO:0.0823 ; MgO:0.0319 ; : :
K2O:0.0872; Na2O:0.1224 : ; : 按碱性、中性、 ⑷ 按碱性、中性、酸性氧化物的顺序排列出坯式 0.0872K2O 0.1224Na2O 0.0823CaO 0.0319MgO
试用以上四种原料计算出坯料中含粘土矿物63.08%、长石矿物 、 试用以上四种原料计算出坯料中含粘土矿物 28.62%、石英矿物 的配料量, 、石英矿物8.30%的配料量,已知坯料中粘土矿物一半 的配料量 由高岭土供给, 由高岭土供给,另一半由苏州土供给 1.将各种原料的化学组分换算成示性矿物组分,先将其简化 将各种原料的化学组分换算成示性矿物组分, 将各种原料的化学组分换算成示性矿物组分 如高岭土原料简化为 SiO2 48.30;Al2O3 39.07;K2O 0.43 ; ;
Fe2O3 0.19 0.47 -
CaO 0.30 0.78 -
1.首先将瓷坯的实验式换算为不含灼减的各氧化物化 1.首先将瓷坯的实验式换算为不含灼减的各氧化物化 学组成 分析瓷坯中某种氧化物应由哪种原料提供, 2. 分析瓷坯中某种氧化物应由哪种原料提供,再根 据这种氧化物在该种原料中的含量,计算其用量 据这种氧化物在该种原料中的含量, 3.当某种氧化物由两种或两种以上配料引入时, 3.当某种氧化物由两种或两种以上配料引入时,可根 当某种氧化物由两种或两种以上配料引入时 据需要的配合比例,逐项从坯料成分中扣除,其对应 据需要的配合比例,逐项从坯料成分中扣除, 的含量最终剩余量中若某氧化物仍较大时可选用纯原 料补足,若无剩余或剩余量甚微则计算结束。 料补足,若无剩余或剩余量甚微则计算结束。
·
0.9795Al2O3 0.0205Fe2O3
· 4.232SiO2
2.已知坯式,求化学组成 2.已知坯式, 已知坯式 将坯式中各氧化物的摩尔数, ⑴ 将坯式中各氧化物的摩尔数,乘以相应氧化物的摩尔 质量,得出各氧化物质量克数 质量, 由坯式中个氧化物质量总和为基准, ⑵ 由坯式中个氧化物质量总和为基准,求出各氧化物的 不含灼减的化学组成 若已知灼减, ⑶ 若已知灼减,则可再化为包含灼减的化学组成
4.94 20.86 20.86 0
0.05 0.25 0.25 0
0.08 0.42 0.42 0
0.13 0.07 0.07 0
4.16 0
53.49
余量 石英 余量 27.26
三、由示性矿物组成计算配方 将化学组成中的CaO、MgO、Na2O、K2O、Fe2O3、TiO2均 、 将化学组成中的 、 、 、 作为熔剂部分,即作为长石来计算( 作为熔剂部分,即作为长石来计算(R2O·Al2O3·6SiO2) 例:原料的化学成分如下表, 原料的化学成分如下表,
2.由于坯料中粘土矿物一半由高岭土供给 由于坯料中粘土矿物一半由高岭土供给 由于 高岭土用量(0.5×63.08)×100/96.78=32.59% 高岭土用量( × )
粘土用量( × 粘土用量(0.5×63.08)×100/89.72=35.15% ) 由32.59%高岭土引入的长石矿物:32.59×0.0196=0.64 高岭土引入的长石矿物: × 高岭土引入的长石矿物 石英矿物: 石英矿物:32.59×0.0126=0.41 × 苏州土引入的长石矿物: 由35.15%苏州土引入的长石矿物:35.15×0.0766=2.69 苏州土引入的长石矿物 × 石英矿物:35.15× 石英矿物:35.15×0.0262=0.92 高岭土和苏州土共引入的石英矿物: 高岭土和苏州土共引入的石英矿物:0.41+0.92=1.33 坯中需石英矿物8.30,故石英用量为: 坯中需石英矿物 ,故石英用量为: (8.30-1.33)×100/95.60=7.29% ) 石英引入的长石矿物: 由7.29%石英引入的长石矿物:7.29×0.044=0.32 石英引入的长石矿物 × 由高岭土、苏州土和石英共同引入的长石: 由高岭土、苏州土和石英共同引入的长石:0.64+2.69+0.32=3.65 故长石用量为: 故长石用量为:28.62%-3.65%=24.97%