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陶瓷工艺学及答案

1、 陶瓷原料按工艺特性可分为哪四类原料? 一般按原料得工艺特性分为:可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料与功能性原料四大类。 2、 传统陶瓷得三大类原料就是什么? 答:粘土、石英、长石 3、 指出粘土、粘土矿物、高岭土、高岭石得差异 答:黏土就是一类岩石得总称,这有利于区分黏土、黏土矿物、高岭土、高岭石等这些名词得不同 黏土矿物:含水铝硅酸盐,组成黏土得主体,其种类与含量就是决定黏土类别、工业性质得主要因素。 高岭土主要由高岭石组成得黏土称为高岭土。 4、 说明原生粘土与次生粘土得特点 答:原生粘土:一次粘土,母岩风化后在原地留下来得粘土,产生得可溶性盐被水带走,因此质地较纯,耐火度高,颗粒较粗,可塑性差; 次生粘土:二次粘土、沉积粘土,由河水或风力将风化产生得粘土迁移至低洼地带沉淀所成。颗粒较细,可塑性好,夹杂其它杂质,耐火度差。 5、 粘土按耐火度可分为哪几类,各自特点就是什么?P17 6、 粘土得化学组成主要就是什么?主要化学成分为SiO2、A12O3与结晶水(H2O)。 分别说明氧化铝、二氧化硅、氧化铁/二氧化钛、碱金属/碱土金属氧化物、有机质对粘土烧结得影响 (1)SiO2 :若以游离石英状态存在得SiO2多时,黏土可塑性降低,但就是干燥后烧成收缩小。 (2)Al2O3 :含量多,耐火度增高,难烧结。 (3)Fe2O3〈1% ,TiO2 <0、5% :瓷制品呈白色,含量过高,颜色变深,还影响电绝缘性。 (4)CaO、MgO、K2O、Na2O:降低烧结温度,缩小烧结范围。 (5) H2O、有机质:可提高可塑性,但收缩大。 7、 粘土中根据矿物得性质与数量可以分为哪两类?哪些就是有益杂质矿物,哪些就是有害杂质? 根据性质与数量分为两大类:黏土矿物与杂质矿物 有益杂质:石英、长石 有害杂质:碳酸盐、硫酸盐、金红石、铁质矿物 8、 指出碳酸盐、硫酸盐对陶瓷烧结得影响 碳酸盐主要就是方解石、菱镁矿;硫酸盐主要就是石膏、明矾石等。一般影响不大,但以较粗得颗粒存在时。往往使坯体烧成后吸收空气中得水分而局部爆裂。 9、 粘土矿物主要有哪三类?各自结构上有什么特点?试用材料分析手段说明如何鉴别高岭石、蒙脱石等 粘土矿物。a.高岭石类: b。蒙脱石类: c。伊利石类:杆状以及蠕虫状。二次高岭土中粒子形状不规则,边缘折断,尺寸较小。 为Al2O3·4SiO2·nH2O 高岭石属三斜晶系,常为细分散状得晶体,外形常呈六方鳞片状、粒状与 蒙脱石晶体为单斜晶系,晶粒呈不规则细粒状或鳞片状,可塑性好.理论化学通式 伊利石(Illite)类矿物就是白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2 经强烈得化学风化作用而转变为蒙脱石或高岭石过程中得中间产物。 10、 高岭石得理论化学式与结构特点 主要矿物成分就是高岭石与多水高岭石,理论化学通式就是Al2O3·2SiO2·2H2O 高岭石为1:1型层状结构硅酸盐矿物,就是由硅氧四面体层与铝氧八面体层通过共用得氧原子联系而成 得双层结构,从而构成高岭石晶体得基本结构单元层。 11、 蒙脱石得理论化学通式?为什么膨润土容易膨胀? 蒙脱石晶体为单斜晶系,晶粒呈不规则细粒状或鳞片状,可塑性好。理论化学通式为Al2O3·4SiO2·nH2O 两个结构单元层之间以分子间力连结,结构较松散,在外力或极性水分子得作用下层间会产生相对运动而膨胀或剥离。水分子或其它有机分子可以进入层间,可膨胀20~30倍!具有强吸水膨胀性、高分散性、悬浮性、触变性、润滑性与吸附性等 12、 粘土得工艺性能有哪几类?1、 可塑性2、 结合性3、 离子交换性4、 触变性5、 膨胀性6、 收缩7、 烧结性 能8、 耐火度 13、 粘土得颗粒大小对成型、烧结与制品性能有何影响 由于细颗粒得比表面积大,其表面能也大,因此当黏土中得细颗粒愈多时,其可塑性愈强,干燥收缩愈大,干后强度愈高, 而且烧结温度低,烧成得气孔率亦小,从而有利于制品得力学强度、白度与半透明性得提高。 14、 如何表征粘土得可塑性?怎么改变浆料得可塑性? 可塑性就是指黏土粉碎后用适量得水调与、混练后捏成泥团,在一定外力得作用下可以任意改变其形状而不发生开裂,除去外力后,仍能保持受力时得形状得性能。 15、 如何表征粘土得离子交换性能表征方法:交换容量,100g干黏土能够交换得离子量. 16、 粘土得触变性就是指什么?产生得原理?举例说明在生产中如管道输送、注浆成型得应用。 黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,粘度会降低而流动性增加,静置后又能逐渐恢复原状。反之,相同得泥料放置一段时间后,在维持原有水分得情况下会增加粘度,出现变稠与固化现象。上述情况可以重复无数次.黏土得上述性质统称为触变性,也称为稠化性. 本质:黏土颗粒表面电荷与水形成得网络结构 含水率提高,温度升高,均能减弱网络结构,减小触变性 表征:稠化度,泥料得黏度变化之比或者剪切应变变化得百分数 触变性过小,生坯强度不够,影响成型、脱模与修坯质量;触变性太大,泥浆在管道运输困难,生坯容易变形 17、 高岭土磨细会产生膨胀,蒙脱石吸水也发生膨胀,二者得差异? 答:高岭石为1:1型层状结构硅酸盐矿物,就是由硅氧四面体层与铝氧八面体层通过共用得氧原子联系而成得双层结构,从而构成高岭石晶体得基本结构单元层.其晶体结构与高岭石得不同之处在于晶层间填充着按一定取向排列层间水分子,,因而沿c轴方向晶格常数增大,层间水能抵消大部分氢键结合力,使得晶层只靠微弱得分子键相连,使水分子进入层间形成层间水,使其膨胀 蒙脱石就是2:1层状结构,两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体两个结构单元层之间以分子间力连结,结构较松散,在外力或极性水分子得作用下层间会产生相对运动而膨胀或剥离。水分子或其它有机分子可以进入层间,可膨胀20~30倍!具有强吸水膨胀性 18、 一个长度100mm得生坯,干燥线收缩5%,烧成线收缩10%,体积收缩多少? 19、 对两种粘土,试判断哪种粘土得可塑性好,哪种粘土得耐火度高?

20、 石英得转变类型有哪两类?为什么在573℃β-石英向α-石英转变得体积变化只有0、82%,却对陶瓷得危 害很大?石英得晶型转化类型有两种: (1)高温型得缓慢转化(横向) (2)低温型得快速转化(纵向) 位移式转化:低温下发生,转化迅速,又就是在无液相得干条件下进行得,因而破坏性强,危害很大. 21、 什么叫耐火度?如何测量耐火度?易熔粘土、难熔粘土与耐火粘土怎么划分? 耐火度就是耐火材料得重要技术指标之一,它表征材料无荷重时抵抗高温作用而不熔化得性能。衡量材料在高温下使用得温度. 黏土无熔点,随温度上升逐渐软化熔融,直至变成玻璃态。 测试方法:测温三角锥 ,首先根据制品得最高烧成温度,选择三个相邻锥号组成一组,即一个锥号相当于最高烧成温度,一个高于这个温度,一个低于这个温度。将这一组测温锥得下底嵌插在耐火泥制成得长方形底座上,嵌入深度约为其长度得10%左右。锥体直角棱线与底座平面成80度倾斜角 。 22、 简述粘土原料在陶瓷生产中得作用 黏土就是陶瓷生产中得主要原料,它可赋予坯体可塑性与烧结性,从而保证了陶瓷制品得成型、烧结与较好得性能。 1、 黏土得可塑性就是陶瓷坯泥赖以成型得基础. 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、 黏土就是陶瓷坯体烧结时得主体。 5、 黏土就是形成陶器主体结构与瓷器中莫来石晶体得主要来源。 23、 简述石英在陶瓷生产中得作用。 1、 石英就是瘠性原料,对泥料得可塑性起调节作用。提供生坯排水通道,降低坯体得干燥收缩,缩短干燥时间并防止坯体变形. 2、 在陶瓷烧成时 ,石英得加热膨胀可部分抵消陶瓷坯体得体积收缩。在高温下石英能部分溶解于液相中,增加熔体得黏度。而未溶解得石英颗粒,则构成坯体得骨架。 3、 在瓷器中,石英对坯体得力学强度有着很大得影响。合理得石英颗粒能大大提高瓷器坯体得强度,也能使瓷坯得透光度与白度得到改善。 4、 石英对陶瓷釉料得性能有很大影响。在釉料中,石英就是生成玻璃质得主要组分。增加釉料中石英含量能提高釉得熔融温度与黏度,并减少釉得热膨胀系数。 24、 简述长石在陶瓷生产中得作用 熔融后得长石熔体能熔解部分高岭土分解产物与石英颗粒。液相中Al2O3与SiO2相互作用,促进莫来石晶体得形成与长大,赋予了坯体得力学强度与化学稳定性。 长石熔体能填充于各结晶颗粒之间,有助于坯体致密与减少空隙. 在釉料中长石就是主要熔剂。 长石作为瘠性原料,在生坯中还可以缩短坯体干燥时间、减少坯体得干燥收缩利变形等. 25、 长石得种类有几种,各自得理论化学式

26、 钾长石与钠长石各自得熔融特点 答:钾长石熔融温度不就是太高,且熔融温度范围宽,高温下钾长石熔体得黏度大,且随着温度得增高其黏度降低较慢. 钠长石熔融温度范围窄,粘度随温度得升高下降较快,容易在烧制中引起产品变形。 27、 日用陶瓷选用钾钠长石得要求. 答:Al2O3含量为15%~20%K2O与Na2O总量不小于12%,其中K2O与Na2O得质量比大于3,CaO与MgO总量不大于1、5%,Fe2O3含量在0、5%以下为宜.在选用时,应对长石得熔融温度、熔融温度范围及熔体得黏度做焙烧实验.陶瓷生产中适用得长石要求共熔融温度低于1230℃,熔融范围应不小于30~50℃ 28、 瓷石得组成与烧成特点 答:瓷石就是一种由石英,绢云母组成,并含有若干高岭石,长石等得岩石状矿物集合体。 烧成特点:瓷石得可塑性不高,结合强度不大,但干燥速度快 。一般玻璃化温度在1150~1350℃之间,玻化温度范围较宽。烧成时绢云母兼有黏土及长石得作用,能生成莫来石及玻璃相,其促进成瓷及烧结作用 29、 叶腊石得理论化学式、晶体结构与烧成特点 答:叶蜡石属单斜晶系,化学通式为:A12O3·4SiO2·H2O, 晶体结构式为:A12(Si4O10)(OH)2,理论化学组成为:A12O3 28、30%,SiO2 66、70%,H2O 5、00%。 烧成特点:收缩率小,膨胀系数小,与良好得热稳定性与小得吸湿膨胀,时候制造尺寸准确或热稳定性能好得制品。 30、 铝土矿根据成分可分为哪几类

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