前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的陶瓷泥漿制備及綜合性實驗設計論文,希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
1實驗目的
了解普通陶瓷的原料及坯料的配方設計;掌握泥漿制備、性能檢測和調整的方法;掌握普通陶瓷燒成過程中的物理化學變化;掌握陶瓷燒結性能評價方法;完成從原料制備到最終燒出制品的整個陶瓷生產工藝過程,鍛煉學生的動手能力、綜合運用專業知識的能力以及分工合作精神。
2實驗原料及儀器設備
2.1實驗原料
礦物原料有:石英、砂巖、長石、蘇州土、星子高嶺、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木節、唐山木節、秦皇島瓷石、湛江原礦、依安黑泥、沁陽土、大同土、新會球土、白云石、松陽高嶺土、盛超粘土等?;瘜W試劑:碳酸鋇、堿面、水玻璃、PC67等。
2.2儀器設備
球磨機(包括瓷磨罐)、電熱干燥箱、燒結爐、電子天平、涂4粘度計、泥漿攪拌機、電子秤、標準篩、石膏模型、秒表、溫度計、數顯式游標卡尺等。
3實驗步驟
3.1泥漿配方的設計與計算
查閱文獻,參考經驗配方,通過化學組成、礦物組成的計算,初步擬定坯料配方并按3kg總量計算出泥漿的配料單,測出原料的含水率,計算出實際配料單。
3.2泥漿制備
(1)按實際配料單稱量原料,加水,加水量按30%左右計算。并加入球石,可用鵝卵石或高鋁石球,料球比為1∶2,球石的級配為大球:中球:小球=(20%~25%):(30%~50%):(30%~50%)。加入0.1%~0.2%的氯化鈣或醋酸,可促使泥漿凝聚構成較粗的毛細管,從而提高壓濾效率。(2)研磨3.5h后,檢測細度。用水篩法測篩余,若過粗,再繼續研磨,直到350目篩篩余0.7%~0.8%,同時調整泥漿濃度,目標值達到(356±2)g/200mL。
3.3泥漿性能測定
(1)含水率:準確稱量泥漿10~20g置于蒸發皿中,在烘箱內烘干至恒重后,冷卻稱重。記錄濕試樣質量W1,干試樣質量W2。則相對水分(X)為(W1-W2)/W1×100%;絕對水分(Y)為(W1-W2)/W2×100%。(2)細度:取100g泥漿,緩慢倒入350目篩中,同時置于自來水下沖洗,直至篩下水流不渾濁為止。將篩上殘渣傾入蒸發皿中,靜置30min倒出蒸發皿上部清水,放在烘箱內烘干,稱量殘渣重量,細度(或篩余)用殘渣占干料重量的百分比來表示。(3)濃度:將200mL比重瓶洗凈、控干水分、烘干后稱重。再將制備好的泥漿倒入容量瓶至規定刻度于電子天平上稱重,記錄數據,單位為g/200mL。(4)流動性:將泥漿注滿涂4粘度計(100mL)。在打開出口的同時按下秒表,記錄秒表數據,即為泥漿的即刻粘度V0。
3.4注試條和試樣,并燒成細度和濃度達到要求后,放磨,過80目篩
放入塑料桶中陳腐7天后,利用石膏模具澆注試條和陶瓷半成品(如花瓶等)。將試條和坯體干燥后修坯、坯體施釉,在一定溫度下燒成。
3.5試條性能測定
(1)收縮率。用石膏模具澆注試條,開模后用游標卡尺做記號,長度100mm或150mm。放入烘箱烘干。烘干后再測量記號長度,計算干燥收縮率,公式如下:干燥收縮率%=燒成收縮率%=×100%總收縮率=(1-干燥收縮率)×燒成收縮率+干燥收縮率(2)彎曲強度。計算公式為:式中:Ra為彎曲強度(MPa);P為作用力(N);L為跨距(mm);D為試條斷口處直徑(mm)。(3)燒結性。將燒后的試條作吸紅實驗,測定吸水率、氣孔率和體積密度等指標表征試樣的燒結性。
4實驗結果與討論
測定泥漿各參數如細度、濃度、流動度及含水率等;測定試樣干燥收縮率、燒成收縮率和總收縮率;進行試樣吸紅實驗及彎曲強度、氣孔率、吸水率和體積密度等指標的測定,并分析燒成制度對陶瓷制品燒結性的影響。
5教學組織與成績評定
將參加實驗的學生分組,3人/組。首先安排學生查閱資料,讓學生對實驗內容有初步了解;其次討論確定實驗路線和方法。最后,3人協作共同完成實驗內容,每組至少完成一個配方。在教學實踐過程中,我們發現由于實驗方案和實驗內容相對獨立、靈活性強,很難用同一尺度來對學生進行考核。因此,在綜合性實驗的評定過程中,我們重過程輕結果。實驗成績的評定包括:出勤10分、實驗動手能力40分,實驗結果分析20分,實驗報告30分。其中動手能力的考核要求每個學生至少提交一件合格的陶瓷制品。實際每個學生都能完成幾件,有的還非常美觀漂亮。力爭較全面的考查學生的綜合能力和科研素質。
6教學效果反饋
該綜合性實驗項目歷時4周,實驗完成后,學生們普遍反映獲得了很多生動的知識,在實踐過程中通過查閱文獻和實際動手,將理論知識應用于實踐過程中,使知識融會貫通,既提高了學習興趣,也鍛煉了動手能力。
7結語
陶瓷泥漿制備綜合性實驗項目的開設是一個較好的嘗試。在實踐教學過程中,使學生變被動為主動,教師與學生在教學過程中關系更加和諧。學生提出問題、分析問題和解決問題的能力逐步加強。制備出合格的陶瓷制品使學生體會到成功的喜悅,也增強了對專業學習的興趣。我們也欣喜的看到學生由被動、枯燥的學習轉變為享受這種積極、主動的學習過程。
作者:馬玉書 李計元 單位:天津城建大學材料科學與工程學院