【無機(jī)非】陶瓷工藝學(xué)考點(diǎn)總結(jié)
原料
1. 陶瓷原料的一般分類。
答:一般按工藝性能可分為三大類,既可塑性的粘土類原料、瘠性石英類原料和熔劑性原料長石等。
2. 粘土的概念。
答:粘土是多種微細(xì)的礦物的混合體,其礦物顆粒多小于2微米,主要是由黏土礦和其他礦物組成的具有可塑性的土狀巖石。
3. 黏土原料按成因如何分類,各有什么特征?
答:按成因可分為兩類:1.原生黏土,是母巖風(fēng)化崩解后在原地殘留下來的黏土。
特征:質(zhì)地較純,耐火度較高,可塑性較差。
2.次生黏土:由風(fēng)化、經(jīng)自然力作用沉積下來的黏土層。
特征:質(zhì)地不純,可塑性較好,耐火度較差,呈色。
5. 黏土是如何形成的?形成過程中的風(fēng)化有哪幾種?
答:黏土是由富含長石等鋁硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)過漫長地質(zhì)年代的風(fēng)化作用或熱液蝕變作用而形成的。
風(fēng)化作用有機(jī)械風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化等類型。
6. 黏土的可塑性、結(jié)合性、觸變性的概念?
答:黏土與適量的水混煉以后形成泥團(tuán),這種泥團(tuán)在一定外力的作用下產(chǎn)生形變但不開裂,當(dāng)外力去掉后,仍能保持其形狀不變,這種性質(zhì)稱為可塑性。
黏土的結(jié)合性是指黏土能結(jié)合一定細(xì)度的瘠性原料,形成可塑泥團(tuán)并有一定干燥強(qiáng)度的性能。
黏土泥漿或可塑泥團(tuán)受到振動(dòng)或攪拌時(shí),黏度會(huì)降低而流動(dòng)性增加,靜置后逐漸恢復(fù)原狀,泥料放置一段時(shí)間后,維持原有水分下也會(huì)出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象,這種性質(zhì)統(tǒng)稱為觸變性。
7. 通過哪些方法可以調(diào)節(jié)黏土的可塑性?泥料的觸變性與含水量及溫度的關(guān)系如何?
答:通過(1)將黏土原礦淘洗,或長期風(fēng)化;(2)將濕潤的黏土或坯料長期陳腐;(3)將泥料真空處理,并多次煉泥;(4)摻用少量的強(qiáng)可塑性黏土;(5)必要時(shí)加入適當(dāng)?shù)哪z體物質(zhì)等,這些可提高坯料的可塑性。(1)加入非可塑性原料;(2)將部分黏土先煅燒等,可降低坯料的可塑性。
含水量大的泥漿,不易形成觸變結(jié)構(gòu),反之則易形成觸變現(xiàn)象;溫度升高,不易建立觸變結(jié)構(gòu),反之則易。
8. 燒結(jié)溫度、燒結(jié)范圍?
答:隨著溫度的升高,黏土密度達(dá)到最大狀態(tài)時(shí),稱為完全燒結(jié),而此時(shí)的溫度成為燒結(jié)溫度。
通常把燒結(jié)溫度到軟化溫度之間,黏土試樣處于相對(duì)穩(wěn)定階段的溫度范圍稱為燒結(jié)范圍。
9.干燥收縮、燒成收縮、總收縮的定義與區(qū)別及計(jì)算?
答:干燥收縮黏土泥料干燥時(shí),因包圍在黏土顆粒間的水分蒸發(fā),顆粒相互靠攏引起體積收縮,稱為干燥收縮。干燥收縮是以試樣干燥前的原始長度為基礎(chǔ)。S干=
黏土泥料在鍛煉時(shí),由于發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化,因而黏土再收縮,稱為燒成收縮。燒成收縮是以試樣干燥后的長度為基準(zhǔn)。
這兩種收縮構(gòu)成黏土原料的總收縮,
10. 黏土、長石、石英的主要化學(xué)組成及其在生產(chǎn)中的作用?
答:黏土主要化學(xué)組成是Al2O3?2SiO2?2H2O,還含有其他化學(xué)物:SiO2、AL2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2OD等
作用:(1)黏土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成形的基礎(chǔ)
(2)黏土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性
(3)黏土一般呈細(xì)分散顆粒,同時(shí)具有結(jié)合性
(4)黏土是陶瓷坯體燒結(jié)時(shí)的主體
(5)黏土是形成陶瓷主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來石晶的主要來源
長石:Na2O?Al2O3?6SiO2、K2O?Al2O3?6SiO2等
作用1)長石在高溫下熔融,形成粘稠的玻璃熔體,有利于降低燒成溫度和成
2)熔融后的長石熔體能溶解部分高嶺土分解產(chǎn)物和石英顆粒,賦予了坯體的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性。
(3)長石熔體能填充于各結(jié)晶顆粒之間,有助于坯體致密和減少空隙
(4)在釉料中長石是主要熔劑
(5)長石作為瘠性原料,在生坯中還可以縮短坯體干燥時(shí)間,減少坯體的干燥收縮和變形等。
石英:SiO2
作用:(1)在燒成前,能降低坯體的干燥收縮,防止坯體變形
(2)在燒成時(shí),增加熔體的黏度,防止坯體發(fā)生軟化變形等缺陷
(3)在瓷器中,合理的石英能大大提高瓷器坯體的強(qiáng)度,使瓷坯的透光度和白度得到改善
(4)在釉料中,能提高釉的熔融溫度和黏度,減少釉的熱膨脹系數(shù)。
11.什么是黏土的顆粒組成?對(duì)黏土的工藝性質(zhì)有何影響?
答:顆粒組成是指黏土中含有不同大小顆粒的百分比含量。
當(dāng)黏土中的細(xì)顆粒越多時(shí),則其可塑性越強(qiáng)、干燥收縮大,干后強(qiáng)度越高,并且在燒成時(shí)也易于燒結(jié),燒后的氣孔率亦小,有利于成品的機(jī)械強(qiáng)度、白度和半透明度的提高。
13.鉀長石、鈉長石的熔融特性?生產(chǎn)中常用的長石原料在組成上有何要求?
答:鉀長石的熔融溫度不是太高,熔融溫度范圍寬,黏度大,并隨著溫度升高熔體的黏度逐漸降低的特性,有利于燒成控制和防止變形。
鈉長石熔融溫度比鉀長石低,液相黏度較低,熔融范圍較窄,黏度隨溫度的升高而減低的速度較快,容易引起產(chǎn)品的變形,助熔效果良好。
日用陶瓷一般選用含鉀長石較多的鉀鈉長石,一般要求K2O與Na2O應(yīng)大于3,CaO與MgO總量不大于1.5%,F(xiàn)e2O3含量在0.5%以下為宜。
坯料
1. 長石質(zhì)瓷、絹云母質(zhì)、磷酸鹽質(zhì)瓷的概念和特征分別是什么?
答:長石質(zhì)瓷是以長石作為助熔劑的“長石-石英-高嶺土”三部分系統(tǒng)的瓷。特征:瓷質(zhì)潔白,薄層呈半透明,斷面呈貝殼狀,不透氣,吸水率很低,瓷質(zhì)堅(jiān)硬,機(jī)械強(qiáng)度高,化學(xué)穩(wěn)定性好。
絹云母質(zhì)瓷是以絹云母為熔劑的“絹云母-石英-高嶺土”系統(tǒng)瓷。
特征:除具有長石質(zhì)瓷的一般性能特點(diǎn)外,透明度較高,外觀呈“白里泛青”。
磷酸鹽質(zhì)瓷是以磷酸鈣作熔劑的“磷酸鹽-高嶺土-石英-長石”系統(tǒng)瓷。
特征:白度高,透明度好,瓷質(zhì)軟,光澤柔和,但脆性較大,熱穩(wěn)定性較差,而且燒成范圍狹窄,不易控制。
2.坯料配方組成的表示方法有哪幾種?常說的坯式與釉式在表示時(shí)的區(qū)別?
答:有四種表示方法(1)實(shí)驗(yàn)室表示法? (2)化學(xué)組成表示法? (3)示性礦物組成表示法? (4)配料量表示法
對(duì)坯料的實(shí)驗(yàn)式,往往取中性氧化物的摩爾數(shù)的總和為1;
對(duì)釉料的實(shí)驗(yàn)式,往往以堿性氧化物的摩爾數(shù)的總和為1。
5.塑性泥料屈服值大小與含水量變化關(guān)系
答:增加含水量則屈服值降低,允許變形量增加;降低含水量則屈服值提高而允許變形量減少。
釉料
1.釉的概念及作用
答:釉是熔融在陶瓷制品表面上一層很薄的均勻的玻璃質(zhì)層。
作用在于(1)使坯體對(duì)液體和氣體具有不透過性
(2)覆蓋坯體表面,去覆蓋層作用,給人以美的感覺
(3)防止玷污坯體,即便玷污也很容易用洗滌劑等洗刷干凈
(4)與坯體起作用,使釉與坯體成為整體,使制品表面產(chǎn)生均勻壓應(yīng)力的釉層,從而增加制品的機(jī)械性能、熱性能、電性能。
2.什么是釉的成熟溫度,影響釉熔融的因素有哪些?
答:釉的成熟溫度可以理解為在此溫度下,釉料充分熔化,并均勻分布與坯體表面,冷卻后呈現(xiàn)一定光澤的玻璃層。
釉的化學(xué)組成、細(xì)度、混合均勻程度、燒成溫度、燒成時(shí)間與釉熔融有著密切的關(guān)系。
3.釉的高溫黏度大小對(duì)生產(chǎn)有何影響,影響主要因素是?
答:在成熟溫度下,釉的黏度過小,則流動(dòng)性過大,容易造成流釉、堆釉及干釉等缺陷;釉的黏度如果過大,則流動(dòng)性差,容易引起桔釉、針眼、釉面不光滑、光澤不好等缺陷。
影響釉料黏度的最重要因素是釉的組成和燒成溫度。
4.釉熔體的表面張力對(duì)生產(chǎn)有何影響,影響其大小的主要因素是?
答:釉的表面張力對(duì)釉的外觀質(zhì)量因很大。表面張力過大,容易造成“縮釉”缺陷;表面張力過小,則容易造成“流釉”、“針眼”。
釉的表面張力的大小,決定于其化學(xué)組成,燒成溫度和燒成氣氛。
5. 什么叫坯釉適應(yīng)性?影響坯釉適應(yīng)性的因素有哪些?
答:坯釉適應(yīng)性是指熔融性能良好的釉溶液,冷卻有與坯體緊密結(jié)合成完美的整體,不開裂,不剝落的能力。
影響坯釉適應(yīng)性的因素主要有四方面,坯釉二者膨脹系數(shù)差、坯釉中間層、坯釉的彈性和抗張強(qiáng)度以及釉層厚度。
6. 坯釉膨脹系數(shù)對(duì)坯釉適應(yīng)性影響如何?影響熱膨脹的因素有哪些?
答:如果釉的收縮大于坯體收縮,就出現(xiàn)導(dǎo)致釉層斷裂的網(wǎng)狀裂紋;如果釉的收縮小于坯體收縮,可能引起釉層剝落。
8. 什么是熔塊釉?使用熔塊釉較生料釉有何優(yōu)點(diǎn)?
答:熔塊釉是將原料中部分可溶于水的原料及鉛化合物,先經(jīng)1200---1300oC的高溫熔化,然后投入冷水中急冷制成熔塊,再與其余生料混合研磨而成釉漿。
9. 要提高高溫釉中的CaO、MgO,可以分別通過增加配方中的什么常規(guī)原料可以滿足?
答:CaO可以由石灰石、方解石、大理石、白云石引入
MgO可以由滑石、碳酸鎂、白云石引入
10. 鉛在釉料中起什么作用?鉛對(duì)人體與環(huán)境有哪些危害?
答:PbO 是一種最強(qiáng)烈的溶劑,可使釉具有較寬的熔融溫度范圍,提高釉面光澤,增強(qiáng)有的抗張強(qiáng)度,使釉不易失透。但是,PbO 也有不利的一面,它能大大降低釉的硬度,耐有機(jī)酸侵蝕能力差,燒成操作不當(dāng)易被還原,使釉料出現(xiàn)黑灰色。此外,鉛化合物極毒,應(yīng)先制成熔塊,且常以鉛丹Pb3O4及密佗憎PbO的形式配入釉中。
鉛對(duì)環(huán)境造成的危害日益嚴(yán)重。它主要經(jīng)呼吸道和消化道攝入體內(nèi)。另外鉛還可通過胎盤屏障由母體傳給胎兒。鉛是一種作用于全身的多親和性器官毒物,可對(duì)神經(jīng)、心血管、血液、消化、生殖、免疫等系統(tǒng)造成長期的慢性損傷,尤其對(duì)中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)均產(chǎn)生明顯損害。鉛導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的紊亂可反映到學(xué)習(xí)記憶行為功能的改變。
鉛對(duì)大氣、水、土壤、河流底質(zhì)和農(nóng)作物等生態(tài)環(huán)境有很大的危害。如:……
陶瓷成型
1.根據(jù)坯體含水量的不同,成型方法可分為哪幾種?
答:四種:(1)注漿成型法,坯料含水量30—40%
(2)可塑成型法,坯料含水量18—20%
(3)干壓成型法,坯料含水量6—8%
(4)等靜壓成型法,坯料含水量1.5—3%
2.可塑成型法對(duì)坯體有哪些要求?
答:可塑成型法一般要求可塑坯料具有較高的屈服值和較大的延伸變形量。
8.為使黏結(jié)牢固,黏結(jié)注意什么?
答:(1)注意黏結(jié)部分要干濕程度一致
(2)黏結(jié)位置要正確,盡量增大黏結(jié)面
(3)黏結(jié)時(shí)可用同坯料泥或塑性泥,以增加粘性
9.常用的施釉法有哪些?各適合哪類產(chǎn)品?
答:(1)浸釉法,便于用手工操作的中小型制品
(2)噴釉法,對(duì)于器壁較薄及小件易脆的生坯更合宜
(3)澆釉法,對(duì)大件器皿
(4)刷釉法,體面復(fù)雜而要求特殊的制品不適宜
(5)蕩釉法,適用于中空器物施內(nèi)釉
其他還有旋釉法等。
10.生石膏、熟石膏主要成分是什么?熟石膏粉使用和存放應(yīng)注意什么?
答:生石膏:CaSO4?2H2O? ? ?熟石膏:CaSO4?1/2H2O
存放應(yīng)注意:不能露天儲(chǔ)存,也不宜存放半年以后再使用,但也不宜使用剛炒好的石膏粉,宜存放2---8天后再使用。
11.調(diào)制石膏漿應(yīng)注意什么?
答:應(yīng)注意:調(diào)和水量依據(jù)模具用途不同而異,多余水量與模型的性能有密切關(guān)系,調(diào)治石膏漿時(shí),應(yīng)不斷攪拌,進(jìn)行真空脫泡攪拌可以提高石膏模質(zhì)量;只能將石膏粉倒入調(diào)和水中。
12.坯體中常含有的水份有哪幾種類型?干燥主要排除的是哪種?
答:常含水份按其接合特性可分為化學(xué)結(jié)合水、大氣吸附水和自由水。
干燥主要排除自由水和少量大氣吸附水。
13. 干燥方法一般分為哪幾種?工業(yè)生產(chǎn)上常用的熱空氣干燥設(shè)備有哪幾種?
答:一般分為(1)熱空氣干燥(2)電熱干燥(3)輻射干燥器
熱空氣設(shè)備有(1)室式干燥器(2)隧道干燥器(3)鏈?zhǔn)礁稍锲?/p>
燒成
1. 什么是一次燒成和二次燒成,各有什么特點(diǎn)?
答:一次燒成是將生坯施釉后入窯僅經(jīng)高溫煅燒一次制成陶瓷產(chǎn)品的方法。特點(diǎn):工藝過程簡化,燒成周期縮短,降低了成本。
二次燒成法是在施釉前后各進(jìn)行一次高溫處理的燒成方法。特點(diǎn):操作工序多,燒成周期長,燒成燃耗高,但提高 成瓷品率,減少了半成品破損率。
2.黏土質(zhì)坯料在還原法燒成過程中一般分哪幾個(gè)階段?
答:一般分為5個(gè)階段:(1)加熱蒸發(fā)期(2)氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化期(3)?;纱善冢?)保溫期(5)冷卻期
3.燒成制度主要包括哪幾個(gè)方面的要求?
答:三個(gè):(1)溫度曲線(2)壓力曲線(3)氣氛控制
4.溫度制度有哪幾大要素?
答:四個(gè):(1)升溫速度(2)最高燒成溫度(3)保溫時(shí)間(4)冷卻溫度
5.壓力制度的主要作用是什么?
答:壓力制度主要控制窯內(nèi)氧化、還原氣氛。
6.什么是氧化、還原氣氛?
答:還原氣氛是為去除氧氣,防止陶瓷在高溫下某些成分被氧化!
氧化氣氛是不需要保護(hù)陶瓷不受氧化,或需要經(jīng)過氧化才能得到預(yù)制陶瓷!
7.什么是臨界溫度,如何確定臨界溫度?臨界溫度過早,過晚對(duì)燒成有何影響?
答:臨界溫度指氧化轉(zhuǎn)強(qiáng)還原溫度點(diǎn),即氣氛轉(zhuǎn)化溫度。一般,臨界溫度確定在釉層始熔溫度前150oC左右較宜,即1000---1100oC。
如果過早地進(jìn)入還原階段,坯釉料的氧化分解反映不安全,沉碳燃燒不盡,造成釉泡或煙熏缺陷;反之,過晚,釉層已?;忾]坯體,還原介質(zhì)難以滲入坯內(nèi)進(jìn)行有效的氧化反應(yīng),易造成高溫沉碳以及陰黃、釉泡、煙熏等缺陷。
8.還原作用什么時(shí)候結(jié)束,維持氧化保溫及最高燒成保溫目的是什么?
答:強(qiáng)還原轉(zhuǎn)弱還原的溫度點(diǎn)標(biāo)志著還原作用的結(jié)束,釉層開始?;?。
維持保溫目的是使窯內(nèi)溫差,制品表面的溫差盡可能地縮小,坯內(nèi)的物理化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行,促進(jìn)坯釉組織結(jié)構(gòu)趨于均一。
9.冷卻初期,快速冷卻的作用有哪些?
答:作用:能阻止莫來石起微細(xì)晶體和石英微粒強(qiáng)烈地溶解于液相中的傾向,防止莫來石晶體的繼續(xù)成長,避免低價(jià)鐵重新氧化泛黃以及釉層析晶失透,以利提高制品的強(qiáng)度,白度以及釉面的光澤度和透明度。