3-配料计算
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其中0.5603为CaCO3转化为CaO的转化系数。 ②配方中的MgO只能由滑石引入,因此引入质量为1.3的 MgO需要的滑石质量为:
滑石的质量=1.3/0.317=4.10 ③配方中的SiO2由高岭土和滑石同时引入,所以,需引入的 高岭土质量为:
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④工业纯A12O3的引入质量为: ⑤引入原料的总质量为:
在配方计算时,原料有氧化物(如MgO),也有碳酸盐(如 MgCO3)以及其它化合物。其计算标准一般根据所用原料化学 分子式计算最为简便。只要把主成分按摩尔数计算配入坯料 中去即可。对于用铅类氧化物配料.如果用PbO配料,则 PbO为1摩尔,如果用Pb3O4时,PbO就是3摩尔。
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例如配置(Ba0.85Ca0.15 ) TiO3 ,采用BaCO3 , CaCO3 ,TiO2原 料进行配料,按以上所述的计算法, 列入表1-2-1进行计算。
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对于陶瓷的配方,除了主成分外,还有添加物。这些添加 物有的是为了调整性能,有的是为了调整工艺参数。其用量是 根据试验研究的结果和实际生产经验来确定的。配方时,可按 质量百分比组成表示,也可采用外加方式表示。
在配料时,每次配料都不可能完全相同,如果原料有所变 更,有可能出现不同情况。因此,每一次配料都应标明原料的 产地、批量、配料日期和人员,以便当制品性能发生变化时进 行查考和分析。如果有条件,每批原料应作化学分析,尤其是 微量杂质,这在陶瓷研制和生产中也很重要。
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⑴由坯料的实验公式计算
在陶瓷配方中,常常遇到这样的化学分子Ca(Ti0.54Zr0.46)O3, (Ba0.85Sr0.15)TiO3,Pb0.9325Mg0.0675 ,(Zr0.44Ti0.56)O3等等这种分子式,实质 上与ABO3相似,其特点是A位置上和B位置上各元素右下角系数的 和等于1。例如(Ca0.85Ba0.15 ) TiO3可以看成是CaTiO3中有15%摩尔的 Ca被Ba取代了。从上面的情形来看,“ABO3”型化合物中,A或B 都能为其它元素所取代,从而能达到改性的目的,而且这种取代 能形成固溶体及化合物。这种取代能形成固溶体及化合物。这种 取代是任意的,而是有条件的。
(2)根据坯料预定化学组成进行配料计算 一般工业陶瓷,如装置瓷、低碱瓷等,常采用这种方法进
行计算。
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[例] 已知坯料的化学组成如下:
用原料氧化铝(工业纯,未经煅烧)、滑石(未经煅烧), 碳酸钙、苏州高岭土配制,求出其质量百分组成。 [解] 设:氧化铝、碳酸钙的纯度为100%;滑石为纯滑石 (3MgO·4SiO2·H2O),其理论组成为MgO 31.7%,SiO263.5%, H2O 4.8%; 苏州高岭土为纯高岭土(A12O3 ·2SiO2·2H2O), 其理论组成为A12O3 39.5%,SiO246.5%,H2O14%。 下面根据化学组成计算原料的质量百分含量: ①配方中的CaO只能由CaCO3引入,因此引入质量为1(以 100为基准)的CaO,需CaCO3的质量为:
mi = xi ×Mi 知道了各种原料的质量,就可求出各原料质量百分比。设质 量百分比为Ai:
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上面的计算是按纯度为100%设想的。但—般原料都不 可能有这样高的纯度,因此计算时,往往要根据原料的实际 纯度再换成实际的原料质量。设实际的原料质量为m´,纯 度为P时,则
另外,除了原料的纯度外,原料中还含有一定的水分, 因此,在配料称量前,如果原料不是很干,需要进行烘干, 或者扣除水分(有些原料还特别容易吸收水分,这种情况称量 时不应忽视)。
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计算步骤 1 2 3 4 5
由实验公式计算配方的步骤
内容
备注
由化学计量式求各种原料有多少摩尔xi
据分子式求各种原料的摩尔量Mi 计算各种纯原料的质量mi
mi=Mixi
计算各种实际原料的质量mi' 将各种原料的质量换算为百分比Ai
mi'=mi/P(P为原料 纯度)
Ai= mi' / (∑ mi' )
明确化学分子式的意义后,我们就可以通过化学分子式来计算 出各原料的质量比例,以及各原料的质量百分组成。这种方法也 叫化学式计量方法。
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物质的质量(g)=该物质的摩尔数×该物质的摩尔质量 为了配制任意质量的坯料,先要计算出各种原料在坯料
中的质量百分比。设各种原料的质量分别为mi(i=l, 2,…n);各原料的摩尔数分别为xi; 各原料的摩尔质量分别 为Mi,则各原料的质量(g)为:
第
第三章 配料计算
三 3.1坯体的制备
章 3.1.1坯料配方
配
料 ⑴由坯料的实验公式计算
计
已知某坯料的实验公式,需算出所需原料在坯料中的质
算 量百分比。
⑵按坯料预定的化学组成进行计算
若已知坯料的化学组成及所用原料的化学组成,可采用
逐项满足的方法,求出各种原料的引入质量,然后求出所用
各原料的质量百分比 。
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[例]以铌镁酸铅为主晶相的低温烧结独石电容器瓷料的 配方计算。已知其化学计算式: Pb(Mg1/3Nb2/3)O3+14%molPbTiO3+4%molBi2O3 ,此外, 镁含量要过量20%,各原料不需要分别预合成烧块。所 用原料纯度为:铅丹含Pb3O4为98%;三氧化二铋含Bi2O3 为98%,五氧化二铌含Nb2O599.5%。碳酸镁含MgCO3为 98%,二氧化钛含TiO2为98%。试计算配置500g时各种原 料所需的重量。
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⑥配方用原料的质量百分数为:
假使采用煅烧过的氧化铝和滑石进行配料,计算方法相 同。
2019/1Leabharlann /193.1.2 坯料制备
⑴原料预处理
①酸洗与磁选 酸洗主要是将一定浓度的酸溶液注入原料中,以除掉其中 有害的铁杂质。 磁洗是利用铁的磁性质,使物料通过强大的磁场,铁质杂 质等被磁场吸引而从原料中分离出来。 ②预烧 预烧工艺的关键是预烧温度、预烧气氛及外加剂的选择。 ③预合成 合成的方法通常有固相反应法和液相反应法,可根据需要 进行选择。