陶瓷材料工藝學(xué)（1） 坯料組成、設(shè)計(jì)及配料計(jì)算,一、坯料組成的表示方法 二、設(shè)計(jì)配方的依據(jù) 三、配料計(jì)算,主 要 內(nèi) 容,一、坯料組成的表示方法,（1）配料比（量）表示法 （2）礦物組成(又稱示性礦物組成)表示 （3）化學(xué)組成表示 （4）實(shí)驗(yàn)公式(賽格式)表示 （5）分子式表示法,（1）配料比（量）表示法,這是最常見的方法，列出每種原料的重量百分比。,剛玉瓷的配方：工業(yè)氧化鋁95.0、蘇州高嶺土2.0、海城滑石3.0。 衛(wèi)生瓷乳濁釉的配方：長(zhǎng)石33.2、石英20.4、蘇州高嶺土3.9、廣東鋯英石13.4、氧化鋅4.7、煅燒滑石9.4、石灰石9.5、堿石5.5。,優(yōu)點(diǎn)：具體反映原料的名稱和數(shù)量，便于直接進(jìn)行生產(chǎn)或試驗(yàn)。 缺點(diǎn)：各工廠所用及各地所產(chǎn)原料成分和性質(zhì)不相同或即使是同種原料，只要成分不同，配料比例也須作相應(yīng)變更。無法互相對(duì)照比較或直接引用。,（1）配料比（量）表示法,（2）礦物組成(又稱示性礦物組成)表示,普通陶瓷生產(chǎn)中，常把天然原料中所含的同類礦物含量 合并在一起，用粘土礦物、長(zhǎng)石類礦物及石英三種礦物的重 量百分比表示坯體的組成。,依據(jù)：同類型的礦物在坯料中所起的主要作用基本上是相同。,優(yōu)點(diǎn)：用礦物組成進(jìn)行配料計(jì)算時(shí)較為簡(jiǎn)便。 缺點(diǎn)：礦物種類很多，性質(zhì)有所差異。它們?cè)谂髁现械淖饔?也是有差別的。這種方法只能粗略地反映一些情況。,（3）化學(xué)組成表示,根據(jù)化學(xué)全分析的結(jié)果，用各種氧化物及灼燒減量的 重量百分比反應(yīng)坯和釉料的成分。,例： SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O ZnO 灼減量 日用瓷坯 66.88 21.63 0.47 0.61 0.37 2.94 0 .62 5.47 日用瓷釉 70.10 12.52 0.31 2.72 1.53 5.85 2.52 1.44 2.95,缺點(diǎn)：由于原料和產(chǎn)品中這些氧化物不是單獨(dú)和孤立存在的，它們之間的關(guān)系和反應(yīng)情況又比較復(fù)雜，因此這種方法也有其局限性。,優(yōu)點(diǎn)：利用這些數(shù)據(jù)可以初步判斷坯、釉的一些基本性質(zhì)。再用原料的化學(xué)組成可以計(jì)算出符合既定組成的配方。,（3）化學(xué)組成表示,（4）實(shí)驗(yàn)公式(賽格式)表示,根據(jù)坯和釉的化學(xué)組成計(jì)算出各氧化物的分子式，按照 堿性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的順序列出它們的分 子數(shù)。這種式子稱為坯式或釉式。,坯式通常以中性氧化物R2O3為基準(zhǔn)，令其分子數(shù)為1， 則可寫成下列形式： （xR2O+yRO）1R2O3zSiO2 釉式以堿金屬及堿土金屬氧化物R 2O及RO的分子數(shù)之和為基準(zhǔn)，令其為1，則釉式可寫成： 1（R2O+RO）mR2O3nSiO2,電子工業(yè)用的陶瓷常用分子式表示其組成。,例如最簡(jiǎn)單的鋯鈦鉛固溶體的分子式為： Pb（ZrxTi1-x）O3 它表示PbTiO3中的Tj有x分子被Zr取代。,如：Pb0.920Mg0.040Sr0.025Ba0.015（Zr0.53Ti0.47）O3 +0.500 重量CeO2+0.225重量MnO2,上式表示：Pb（Zr0.53Ti0.47）O3中的Pb有4分子被Mg取代， 2.5分子被Sr取代，1.5%分子被Ba取代；在PbTiO3中的Ti 有53分子被Zr取代，或者說PbTiO3中的Zr有47被Ti取代。 外加的CeO2和MoO2為改性物質(zhì)。,（5）分子式表示,二、設(shè)計(jì)配方的依據(jù),確定陶瓷配方時(shí)，應(yīng)注意下列幾個(gè)問題：,產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)、使用要求是考慮坯、釉料 組成的主要依據(jù)。 在擬定配方時(shí)可采用一些工廠或研究單位積累的數(shù)據(jù) 和經(jīng)驗(yàn)，這樣可以節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，提高效率。 了解各種原料對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響是配料的基礎(chǔ)。 配方要能滿足生產(chǎn)工藝的要求。 希望采用的原料來源豐富，質(zhì)量穩(wěn)定、運(yùn)輸方便、 價(jià)格低廉。,三、配料計(jì)算,1. 基本項(xiàng)目的計(jì)算 2. 由化學(xué)組成計(jì)算配方 3. 由礦物組成計(jì)算配方 4. 由實(shí)驗(yàn)公式坯式(或分子式）計(jì)算配方 5. 更換原料時(shí)配方計(jì)算,1.基本項(xiàng)目的計(jì)算,目的：掌握坯式、釉式、原料及坯料礦物組成的計(jì)算是配 方計(jì)算的基本訓(xùn)練 。,由坯、釉的化學(xué)組成計(jì)算坯、釉式 由坯、釉式計(jì)算它們的化學(xué)組成 由化學(xué)組成計(jì)算礦物組成,由坯、釉的化學(xué)組成計(jì)算坯、釉式,計(jì)算步驟： （1）用氧化物的百分含量除以其分子量，得到各氧化物的分子數(shù)。 （2）坯式：以各氧化物的分子數(shù)除以R2O3分子數(shù)。 釉式：各氧化物的分子數(shù)除以（R2ORO）的分子數(shù)之和 所得到的數(shù)字就是坯式或釉式中各氧化物前面的系數(shù)（相對(duì)分子數(shù)）。 （3）按照堿性氧化物、中性氧化物及酸性氧化物順序列出各氧化物的相對(duì)分子數(shù)，即坯釉式。 （4）若原始組成中含有灼減量，則應(yīng)先換算為不含灼減的組成，再按上述步驟計(jì)算。,例1 某瓷坯的化學(xué)組成如表1所示，試求該瓷坯的實(shí)驗(yàn)式。 表1 某瓷坯的化學(xué)組成,O,67.07 26.33 0.86 1.22 0.34 2.17 2.00 100 Al2O3摩爾數(shù)：26.33/101.96=0.2582； Fe2O3摩爾數(shù)： 0.86/159.7=0.0054 0.2582+0.0054=0.2636 0.2582/0.2636=0.9795 0.0054/0.2636=0.0205 SiO2摩爾數(shù)： 67.07/60.09=1.1162 1.1162/0.2636=4.232 同理獲得其他氧化物前的摩爾數(shù)。 經(jīng)上述計(jì)算步驟可得該瓷坯實(shí)驗(yàn)式為：,例2 某鋯質(zhì)釉配方： 長(zhǎng)石：25.6 石英：32.2 粘土：10.0 白堊：18.4 氧化鋅：2 鋯英石：11.8 各原料的化學(xué)組成列表如下，計(jì)算釉式。,由釉的化學(xué)組成計(jì)算釉式,原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 灼減 總計(jì) 長(zhǎng)石65.04 20.4 0.24 0.8 0.18 3.74 9.38 0.11 99.89 粘土49.82 35.74 1.06 0.65 0.6 0.82 0.95 10 99.64 石英98.54 0.28 0.72 0.25 0.35 0.2 100.34 白堊1.0 0.24 54.66 0.22 100 43.0 99.16 氧化鋅 100.00 鋯英石38.81 5.34 0.4 0.2 55.1 99.85,解： （1） 把原料組成百分比乘各原料中化學(xué)組成，即得釉料中各氧化 物含量。,原料 釉料配比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 L 長(zhǎng)石 25.6 6.65 5.22 0.06 0.2 0.05 0.95 2.4 0.02 粘土： 10 4.98 3.57 0.11 0.06 0.06 0.08 0.1 1.05 石英： 32.2 31.76 0.09 0.23 0.08 0.11 0.06 白堊： 18.4 0.18 0.04 0.06 0.04 7.99 氧化鋅：2 2 鋯英石：11.8 4.58 0.63 0.05 0.03 6.50 總計(jì)： 100 58.15 9.55 0.4 10.45 0.29 1.03 2.5 2 6.50 9.12 除去灼減： 64.00 10.51 0.44 11.50 0.32 1.13 2.7 2.2 7.15 ,解： （1） 把原料組成百分比乘各原料中化學(xué)組成，即得釉料中各氧化 物含量。,原料 釉料配比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 L 長(zhǎng)石 25.6 6.65 5.22 0.06 0.2 0.05 0.95 2.4 0.02 粘土： 10 4.98 3.57 0.11 0.06 0.06 0.08 0.1 1.05 石英： 32.2 31.76 0.09 0.23 0.08 0.11 0.06 白堊： 18.4 0.18 0.04 0.06 0.04 7.99 氧化鋅：2 2 鋯英石：11.8 4.58 0.63 0.05 0.03 6.50 總計(jì)： 100 58.15 9.55 0.4 10.45 0.29 1.03 2.5 2 6.50 9.12 除去灼減： 64.00 10.51 0.44 11.50 0.32 1.13 2.7 2.2 7.15 ,解： （1） 把原料組成百分比乘各原料中化學(xué)組成，即得釉料中各氧化 物含量。 （2）釉式的計(jì)算：,原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 64.00 10.51 0.44 11.50 0.32 1.13 2.7 2.2 7.15 分子量：60.1 102 160 56.1 40.3 62 94.2 81.4 123.2 分子數(shù) 1.065 0.103 0.027 0.205 0.028 0.018 0.029 0.027 0.058 R2O+RO =0.287 釉式的 分子數(shù) 3.781 0.259 0.009 0.714 0.028 0.063 0.101 0.094 0.202,解： （1） 把原料組成百分比乘各原料中化學(xué)組成，即得釉料中各氧化 物含量。 （2）釉式的計(jì)算. （3） 計(jì)算所得釉式為：,由坯、釉式計(jì)算它們的化學(xué)組成,計(jì)算步驟： （1）將坯式或釉式中各氧化物的分子數(shù)乘以其分子量，得到其重量。 (2）各氧化物的重量除以氧化物重量之和，得到它們的重量百分比。,例3 求下列坯式的化學(xué)組成。,解：列表計(jì)算結(jié)果 SiO2 Al2O3. Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O 分子數(shù) 4.15 0.978 0.022 0.082 0.030 0.120 0.086 分子量 60.1 102 160 56.1 40.3 62 94.2 氧化物重量249 99.76 3.52 4.59 1.20 7.44 8.08 其重量和 373.59 各氧化物重量249/ 373.59 百分比 =66.67 26.65 0.91 1.25 0.33 2.00 2.15 所以所求坯式化學(xué)組成為 ： SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O 66.67 26.65 0.91 1.25 0.33 2.00 2.15,作業(yè)1 某廠坯料的重量百分比組成如下： 界牌泥 65 長(zhǎng)石28% 石英7 各原料的化學(xué)組成如下，求坯料的實(shí)驗(yàn)式。,原料名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO KNaO IL 總計(jì) 界牌泥 59.05 29.42 0.51 0.28 0.14 0.40 10.45 100.30 長(zhǎng)石 63.84 20.32 0.23 0.38 0.55 14.49 0.26 100.10 石英 98.75 0.25 0.13 0.15 0.24 0.13 99.65,由化學(xué)組成計(jì)算礦物組成,（1）將原料中各種氧化物得百分?jǐn)?shù)除以其分子量，得出各氧化物得分子數(shù)。 （2）化學(xué)組成中的K2O、Na2O 、CaO各自與相當(dāng)量的Al2O3 、SiO2相結(jié)合，作為鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石。由總的Al2O3 、SiO2量減去長(zhǎng)石中的Al2O3 和SiO2量。若Na2O 含量比K2O少得多，則可以把二者的含量計(jì)算為鉀長(zhǎng)石。 （3）剩下的Al2O3量作為高嶺土成分，減去高嶺土帶進(jìn)的SiO2量，剩下的SiO2量即是石英量（比較剩余的Al2O3和SiO2量，若Al2O3較多，則過多的Al2O3可當(dāng)作水鋁石Al2O3H2O計(jì)算）。 （4）若判斷確有CO32-存在，則MgO可當(dāng)作菱鎂礦，CaO可計(jì)算為CaCO3，若不存在CO32-，則MgO可計(jì)算為滑石（3MgO4SiO2H2O) 或蛇紋石（3MgO4SiO22H2O)形式計(jì)算。,由化學(xué)組成計(jì)算礦物組成,（5） Fe2O3可看作赤鐵礦（ Fe2O3）存在，若組成中的燒失量（假定為水）減去高嶺土及滑石等礦物中的結(jié)晶水后還有一定量，則可把Fe2O3計(jì)算為褐鐵礦（ Fe2O33H2O)。 （6）TiO2一般可由FeO與TiO2(FeOTiO2)構(gòu)成鈦鐵礦，故可自Fe2O3中取出FeO以計(jì)算鈦鐵礦的含量。所余TiO2可視為金紅石。 （7）制造精陶瓷產(chǎn)品所用的粘土類原料中所含F(xiàn)e2O3、TiO2 、CaO 、MgO等很少，可以不考慮它們所造成的礦物數(shù)量。,例3某原料化學(xué)組成如下，計(jì)算其礦物組成。 成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 灼減 64.78 25.61 0.19 0.22 微量 0.32 0.23 8.65,由化學(xué)組成計(jì)算礦物組成,解：1) 求各氧化物分子數(shù)（灼減量當(dāng)作結(jié)晶水）。 列表計(jì)算結(jié)果 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O H2O 氧化物含量 64.78 25.61 0.19 0.22 微量 0.32 0.23 8.65 氧化物分子量 60.1 102 160 56.1 94.2 62 18 氧化物分子數(shù) 1.077 0.251 0.001 0.004 0.003 0.004 0.480 2) 將各氧化物分子數(shù)按下列順序排列，計(jì)算其礦物組成 0.003分子鉀長(zhǎng)石 0.018 0.003 0.003 剩余 1.059 0.248 0.001 0.004 0 0.004 0.480,由化學(xué)組成計(jì)算礦物組成,解：2) 將各氧化物分子數(shù)按下列順序排列，計(jì)算其礦物組成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O H2O 0.003分子鉀長(zhǎng)石 0.018 0.003 0.003 剩余 1.059 0.248 0.001 0.004 0 0.004 0.480 0.004分子鈉長(zhǎng)石 0.024 0.004 0.004 剩余 1.035 0.244 0.001 0.004 0 0.480 0.004分子鈣長(zhǎng)石0.008 0.004 0.004 剩余 1.027 0.240 0.001 0 0 0 0 0.480 0.24分子高嶺土 0.480 0.240 0.480 剩余 0.547 0 0.001 0 0 0 0 0 0.001分子赤鐵礦 0.001 剩余 0.547 0 0 0 0 0 0 0 0.547分子石英 0.547 剩余 0 0 0 0 0 0 0 0 0,解： 1)求各氧化物分子數(shù)（灼減量當(dāng)作結(jié)晶水) 2) 將各氧化物分子數(shù)按下列順序排列，計(jì)算其礦物組成; 3) 各礦物的重量計(jì)重量百分?jǐn)?shù)列表計(jì)算如下： 鉀長(zhǎng)石 鈉長(zhǎng)石 鈣長(zhǎng)石 高嶺石 赤鐵礦 石英 分子數(shù) 0.003 0.004 0.004 0.240 0.001 0.547 分子量 556.8 524.6 278.3 258.1 160 60.1 礦物重量 1.67 2.10 1.11 61.92 0.16 32.87 礦物（） 1.67 2.11 1.12 62.00 0.16 32.94 各種長(zhǎng)石和赤鐵礦均作為熔劑一并列為長(zhǎng)石礦物，故得到礦物組成 粘土質(zhì)礦物：62.00 長(zhǎng)石質(zhì)礦物：1.672.111.120.166.06 石英質(zhì)礦物：32.94,由化學(xué)組成計(jì)算礦物組成,2.由化學(xué)組成計(jì)算配方,（1）直接計(jì)算法： 根據(jù)原料性質(zhì)，成形性能，參照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)先確定一、二種原料的用量。 按滿足坯、釉料化學(xué)組成的要求逐個(gè)計(jì)算每種原料用量。 注意：計(jì)算時(shí)要明確哪種氧化物主要由哪種原料提供。,（2）三元系統(tǒng)法 三元系統(tǒng)法就是先把坯料及原料的氧化物換算為R2O-Al2O3-SiO2三元系統(tǒng)。 如K2O-Al2O3SiO2，系統(tǒng)然后用代數(shù)或圖解法計(jì)算。,（1）直接法由化學(xué)組成計(jì)算配料量,例：某廠的耐熱瓷坯料及原料的化學(xué)組成如下表， 試計(jì)算此耐熱瓷坯的配料量。,解：I、將原料干燥基化學(xué)組成換算成灼燒基(不含灼減量) 的化學(xué)組成。 如所給定的坯料組成中有灼減量，也須同樣換算成 不含灼減量的各氧化物的百分組成。上述原料經(jīng)換算后 的灼燒基化學(xué)組成如下表 (K2O、Na2O以合量計(jì))。,II、列表,用化學(xué)成分滿足法進(jìn)行配料計(jì)算，其坯料中膨潤(rùn)土用量 規(guī)定不超過5，茲定為4。計(jì)算過程見下表：,III、計(jì)算原料干燥基的百分含量,灼燒基比例 () 干燥基比例 () 原料百分含量 (%) 膨潤(rùn)土 4.00 4.20 3.85 鎂質(zhì)粘土 17.75 18.95 17.40 長(zhǎng)石 10.57 10.57 9.68 粘土 55.80 62.80 57.60 石英 9.48 9.48 8.70 氧化鐵 2.10 2.10 1.93 氧化鈣 0.51 0.9l 0.84 109.01 100.00,在計(jì)算粘土用量時(shí)所帶入的MgO及K2O、Na2O，如含量 很少，可以不予考慮。,作業(yè)題,擬設(shè)計(jì)一個(gè)普通硅質(zhì)瓷的坯料配方，配方的化學(xué)成分的范圍和原料的化學(xué)成分如表所示。對(duì)粘土類原料的初步試驗(yàn)指出，粘土原料的用量不低于55%，廣東泥和章村土的比例大致為1.51，試計(jì)算各原料的配合比。,三元系統(tǒng)法就是先把坯料及原料的氧化物換算為R2O-Al2O3-SiO2三元系統(tǒng)（K2O-Al2O3-SiO2 ）。 把原料及坯料中的堿性氧化物（CaO，MgO,Na2O) 轉(zhuǎn)化為K2O的量;把Fe2O3轉(zhuǎn)化為Al2O3的量；把TiO2,ZrO2轉(zhuǎn)化為SiO2的量； 再把它們的組成點(diǎn)標(biāo)出在K2O-Al2O3-SiO2 相圖中，利用杠桿原理計(jì)算出原料的百分?jǐn)?shù)。,（2）三元系統(tǒng)法由化學(xué)組成計(jì)算配料量,注意：轉(zhuǎn)換時(shí)原來的氧化物要乘以相應(yīng)的系數(shù)。 根據(jù)里奇特斯近似原則（Richter),里奇特斯近似原則（Richter),溶劑氧化物對(duì)粘土原料熔融溫度降低的影響和各氧化物的摩爾數(shù)相對(duì)應(yīng)。,40份重量的MgO，56份重量CaO，62份重量的Na2O的作用和94份重量的K2O的作用相當(dāng)； 所以MgO CaO Na2O量換算成K2O量時(shí)，轉(zhuǎn)換系數(shù)分別為： 2.35（94/40），1.08（94/56），1.52（94/62） Fe3O4（159.7）換成Al2O3（101.9）的換算系數(shù)為： 101.9/159.7 0.64 TiO2（79.9）換成SiO2（60.1）的換算系數(shù)為： 60.1/79.90.75,例 某廠坯體和所用原料的化學(xué)組成如下表，試用系統(tǒng)計(jì)算配方 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O IL 合計(jì) 坯料 67.52 22.41 0.35 0.25 0.17 3.74 0.60 5.50 100.57 粘土 59.05 29.42 0.51 0.22 0.18 0.32 0.08 10.45 100.22 長(zhǎng)石 63.41 19.18 0.17 0.28 0.36 13.79 2.36 0.46 100.01 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - - 100.29,解(1) 把含有燒失量的組分換算成不含燒失量的基準(zhǔn)。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合計(jì) 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 19.27 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 長(zhǎng)石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,解(1) 把含有燒失量的組分換算成不含燒失量的基準(zhǔn)。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合計(jì) 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 19.27 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 長(zhǎng)石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,（2） 計(jì)算相當(dāng)?shù)腒2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 坯料： K2O3.96+0.63（94.2/62)+0.18(94.2/56.1)+0.29(94.2/40.3) =5.90 Al2O3 23.71+0.37(101.9/159.7）23.95 SiO2 71.45 K2O +Al2O3 + SiO2 101.3 換算成百分比 K2O 5.82，Al2O3 23.64，SiO2 70.53,解(1) 把含有燒失量的組分換算成不含燒失量的基準(zhǔn)。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合計(jì) 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 32.85 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 長(zhǎng)石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,（2） 計(jì)算相當(dāng)?shù)腒2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 粘土： K2O0.36+0.09（94.2/62)+0.20(94.2/56.1)+0.25(94.2/40.3) =1.42 Al2O3 32.85+0.57(101.9/159.7）33.21 SiO2 65.94 K2O +Al2O3 + SiO2 100.57 換算成百分比 K2O 1.41，Al2O3 33.02，SiO2 65.57,解(1) 把含有燒失量的組分換算成不含燒失量的基準(zhǔn)。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合計(jì) 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 32.85 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 長(zhǎng)石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,（2） 計(jì)算相當(dāng)?shù)腒2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 長(zhǎng)石： K2O13.85+2.37（94.2/62)+0.36(94.2/56.1)+0.28(94.2/40.3) =18.7 Al2O3 19.27+0.17(101.9/159.7）19.38 SiO2 63.70 K2O +Al2O3 + SiO2 101.78 換算成百分比 K2O 18.37，Al2O3 19.04，SiO2 62.59,解(1) 把含有燒失量的組分換算成不含燒失量的基準(zhǔn)。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 合計(jì) 坯料 71.45 23.71 0.37 0.29 0.18 3.96 0.63 100.59 粘土 65.94 32.85 0.57 0.25 0.20 0.36 0.09 100.26 長(zhǎng)石 63.70 19.27 0.17 0.28 0.36 13.85 2.37 100.00 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 - - 100.29,（2） 計(jì)算相當(dāng)?shù)腒2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 石英： K2O0.39(94.2/56.1)+0.40(94.2/40.3) =1.59 Al2O3 1.93+0.26（101.9/159.7）2.10 SiO2 97.31 K2O +Al2O3 + SiO2 101 換算成百分比 K2O 1.57，Al2O3 2.08，SiO2 96.35,解(1) 把含有燒失量的組分換算成不含燒失量的基準(zhǔn)。 （2） 計(jì)算相當(dāng)?shù)腒2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 坯料： K2O 5.82，Al2O3 23.64，SiO2 70.53 粘土：K2O 1.41，Al2O3 33.02，SiO2 65.57 長(zhǎng)石：K2O 18.37，Al2O3 19.04，SiO2 62.59 石英：K2O 1.57，Al2O3 2.08，SiO2 96.35 （3） 在K2O Al2O3 SiO2系統(tǒng)中找出三種原料和坯料所要求的組成的位置。,石英B,粘土D,長(zhǎng)石C,坯料 A,E,M體系中C組分含量：20% M體系中A組分含量：50% M體系中B組分含量：30%,解(1) 把含有燒失量的組分換算成不含燒失量的基準(zhǔn)。 （2） 計(jì)算相當(dāng)?shù)腒2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 （3） 在K2O Al2O3 SiO2系統(tǒng)中找出三種原料和坯料所要求的組成的位置。 (4)連接BA交CD于E，而后測(cè)定出各段的長(zhǎng)度； （5）利用杠桿定律，計(jì)算出三種原料的百分?jǐn)?shù)。,石英B,粘土D,長(zhǎng)石C,坯料 A,E,粘土：BA/EB*EC/CD =55.41% 長(zhǎng)石：BA/EB*ED/CD = 26.83% 石英：EA/EB =17.76%,解(1) 把含有燒失量的組分換算成不含燒失量的基準(zhǔn)。 （2） 計(jì)算相當(dāng)?shù)腒2O、 Al2O3 和SiO2 成分。 （3） 在K2O Al2O3 SiO2系統(tǒng)中找出三種原料和坯料所要求的組成的位置。 (4)連接BA交CD于E，而后測(cè)定出各段的長(zhǎng)度； （5）利用杠桿定律，計(jì)算出三種原料的百分?jǐn)?shù)。 粘土：=55.41%；長(zhǎng)石： = 26.83%；石英：=17.76% (6)換算為燒失前的基準(zhǔn)： 粘土=55.41%/（1-10.45%）=61.88% 長(zhǎng)石=26.83%/（1-0.46%）=26.95% 石英=17.76 合計(jì)：106.59 （7）換算為生料百分?jǐn)?shù)： 粘土=61.88/106.59=58.05%, 長(zhǎng)石=25.38%, 石英=16.66%,作業(yè),某廠坯料和所用原料的化學(xué)組成如下表： SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O NaO I L 合計(jì) 坯料 67.52 22.41 0.35 0.28 0.17 3.74 0.60 5.50 100.57 粘土 59.05 29.42 0.51 0.22 0.18 0.32 0.08 10.45 100.22 長(zhǎng)石 63.41 19.18 0.17 0.28 0.36 13.79 2.36 0.46 100.41 石英 97.31 1.93 0.26 0.40 0.39 100.29 試?yán)肒2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)的相圖進(jìn)行配方計(jì)算。,3、 由礦物組成計(jì)算配方,計(jì)算步驟： 計(jì)算出原料的礦物組成。 計(jì)算出每種原料中各類礦物在坯料中所占的量。 計(jì)算出每種原料用量。 列出配料比表示法。,由礦物組成表示法計(jì)算- 配料比表示法 （已知坯料的礦物組成和原料的化學(xué)組成）,例6現(xiàn)欲配成粘土礦物63.08，長(zhǎng)石礦物28.62，石英礦物8.30的配料。采用原料的化學(xué)組成如下，計(jì)算其配料比。 原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 灼減 總計(jì) 高嶺土48.30 39.07 0.15 0.05 0.02 0.18 0.03 12.09 99.99 粘土 49.09 36.74 0.40 0.11 0.20 0.52 0.11 12.81 99.98 長(zhǎng)石 64.93 18.04 0.12 0.38 0.21 14.45 1.54 0.33 00.00 石英 96.60 0.11 0.12 3.02 99.85,解：按例3方法計(jì)算各種原料的礦物組成。 原料 粘土礦物 長(zhǎng)石礦物 石英礦物 高嶺土 96.78 1.96 1.26 粘土 89.72 7.66 2.62 長(zhǎng)石 100 石英 4.4 95.6,例6現(xiàn)欲配成粘土礦物63.08，長(zhǎng)石礦物28.62，石英礦物8.30的配料。采用原料的化學(xué)組成如下，計(jì)算其配料比。 原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O 灼減 總計(jì) 高嶺土48.30 39.07 0.15 0.05 0.02 0.18 0.03 12.09 99.99 粘土 49.09 36.74 0.40 0.11 0.20 0.52 0.11 12.81 99.98 長(zhǎng)石 64.93 18.04 0.12 0.38 0.21 14.45 1.54 0.33 00.00 石英 96.60 0.11 0.12 3.02 99.85,解：坯料中的粘土礦物由高嶺土及粘土供給。 考慮這2種的可塑性、收縮率、燒后顏色等工藝性能，初步確定坯料中粘土礦物一半由高嶺土供給，另一半由粘土供給 高嶺土用量: (0.563.08）（10096.78）32.59 即96.78x0.5 63.08 粘土用量:（0.563.08）（10089.72）35.15,32.59高嶺土中含長(zhǎng)石礦物：32.590.1960.69 含石英礦物：32.590.1260.41 35.15粘土中含長(zhǎng)石礦物：35.150.07662.69 含石英礦物：35.150.02620.92 高嶺土與粘土共引入石英：0.410.921.33 坯料中石英用量：（8.301.33）（10095.60）7.29 7.29石英中引入長(zhǎng)石礦物為：7.29 0.0440.32 由高嶺土、粘土、石英引入長(zhǎng)石礦物為：0.642.690.323.65 長(zhǎng)石需用量為：28.623.6524.97 由計(jì)算結(jié)果可得原料配合比例為 ： 高嶺土：32.59；粘土： 35.15；長(zhǎng)石：24.97 ； 石英：7.29,4、 由實(shí)驗(yàn)式(或分子式)計(jì)算配方,計(jì)算步驟： （1 ） 把各原料化學(xué)組成轉(zhuǎn)換成各氧化物分子數(shù)。 （2 ） 依據(jù)釉式中各氧化物得分子數(shù)，計(jì)算所需引入的各原料的分子數(shù)。 （ 3 ） 計(jì)算出各原料的重量及重量百分比。,4.1 由實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算釉料配方,例7 已知釉式為,0.107K2O 0.672CaO 1.0Al2O3 10.0SiO2 0.221MgO 所有原料： 鉀長(zhǎng)石：0.98K2O 0.98Al2O36.42SiO2 0.02CaO 方解石：CaCO3 菱鎂礦：MgCO3 高嶺土：Al2O32.19SiO2 1.82H2O 石英： SiO2,解：（1）把各原料的化學(xué)組成轉(zhuǎn)成實(shí)驗(yàn)式（題目已直接給出） （2）依據(jù)釉式的不同氧化物的分子式，可看出： 引入1分子鉀長(zhǎng)石有0.98分子K2O，設(shè)引入x份鉀長(zhǎng)石會(huì)引入0.107分子K2O，則 1：0.98x：0.107 x0.1070.980.109 引入0.109分子鉀長(zhǎng)石同時(shí)引入0.1090.020.002分子CaO 0.1090.980.107分子Al2O3 0.1096.420.7分子SiO2 以同樣方式引入其它原料。,（2）列表計(jì)算 K2O CaO MgO Al2O3 SiO2 釉式中氧化物的分子數(shù) 0.107 0.672 0.221 1.0 10.0 引入0.107分子鉀長(zhǎng)石 0.107 0.002 0.107 0.700 剩余 0 0.670 0.221 0.893 9.300 引入0.670分子方解石 0.670 剩余 0.221 0.893 9.300 引入0.221分子菱鎂礦 0.221 剩余 0 0.893 9.300 引入0.893分子高嶺土 0.893 1.96 剩余 7.340 引入7.34分子石英 7.340 剩余 0,（3）計(jì)算出各原料重量及重量百分比,分子數(shù)分子量 重量 重量百分比 鉀長(zhǎng)石 0.107 579.2 63.12 7.62 方解石 0.670 100.1 67.07 8.09 菱鎂礦 0.221 84.3 18.63 2.25 高嶺土 0.893 284.4 238.61 28.80 石英 7.34 60.1 441.13 53.24 總計(jì)：828.56 100,4.2 由實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算坯料配方（與釉料相同）,0.144K2O 0.032Na2O 1.0Al2O3 4.92SiO2 0.025CaO 0.02 MgO 原料化學(xué)組成 原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O IL 總計(jì) 粘土 58.43 30.00 0.31 0.11 0.47 0.42 0.48 0.12 9.64 99.98 長(zhǎng)石 65.34 18.53 0.12 0.34 0.008 14.19 1.43 49.96 石英 99.40 0.11 0.08 99.59,解 (1)先計(jì)算出各原料的礦物組成（方法見例3） 為簡(jiǎn)化計(jì)算過程，可將K2O、 Na2O 、 CaO、 MgO、 Fe2O3、 TiO2均作為熔劑成分，當(dāng)作長(zhǎng)石礦物計(jì)算。 原料的礦物組成 原料 粘土礦 長(zhǎng)石礦 石英礦 粘土 72.05 8.36 14.59 長(zhǎng)石 2.83 94.30 2.87 石英 99.40 （2）由坯式計(jì)算長(zhǎng)石、粘土、石英礦物的百分組成。坯式中的K2O、 CaO、 MgO、 Na2O均粗略地作為K2O，則坯式可寫成 0.22R2O1.0Al2O34.92SiO2 滿足上式所需的粘土、長(zhǎng)石、石英礦物的量為：（此處三種礦物為理論組成，即鉀長(zhǎng)石K2OAl2O36SiO2）,坯式 0.22R2O 1.0Al2O3 4.92SiO2 引入0.22分子長(zhǎng)石礦物 0.22 0.22 1.32 剩余 0 0.78 3.6 引入0.78分子粘土礦物 0.78 1.56 剩余 0 2.04 引入2.04分子石英礦物 2.04 剩余 0 各類礦物需要量的重量百分組成 長(zhǎng)石礦：0.22556.8 122.49 27.43 粘土： 0.78258.1 201.31 45.10 石英： 2.0460.1 122.60 27.46 總計(jì)：446.4 100,設(shè) x坯料中需加入的粘土量 y坯料中需加入的長(zhǎng)石量 z坯料中需加入的石英量 則 0.7205x0.0283y0z0.451 0.0836x0.9430y0z0.2743 0.1959x0.0289y0.994z0.2746 解得: x61.80 y =23.48 % z14.71,例：今欲配制壓電陶瓷的分子式為： Pb0.95Sr0.05(Zr0.5Ti0.5)O3十0.5Cr 2O3十0.3Fe 2O3,所采用原料與純度見下表，欲配料1kg（不包含外加改型劑）， 試計(jì)算各原料的配比。,4.3 由分子式計(jì)算釉料配方,解：,(1)先計(jì)算坯式的分子量 將坯式改寫為：,（PbO）0.95 （SrO）0.05 （ZrO2）0.5（TiO2）0.5,1摩爾坯料的質(zhì)量，即1摩爾Pb0.95Sr0.05(Zr0.5Ti0.5)O3 的質(zhì)量為318.79g,(2) 計(jì)算各主要原料所需的質(zhì)量(),PbO：212.05318.7966.52 SrO：5.18318.791.62 ZrO2：61.61318791933 TiO 2：39.95318.7912.53,把PbO、SrO數(shù)量折算為Pb3O4及SrCO3的數(shù)量：,I、由Pb3O4分解生成PbO的百分比為：,3PbO/Pb3O4 = 3223.21/685.63 100=97.67(%),即需要Pb3O4：,66.52/97.64 100=68.11(%),II、由SrCO3分解生成SrO的百分比為：,SrO/SrCO3 =103.62/147.63 100=70.18(%),即需要SrCO3：,1.62/70.18 100=2.3(%),III、計(jì)算外加劑鉛及改性劑的質(zhì)量(),在坯料燒結(jié)過程中氧化鉛會(huì)揮發(fā)一部分，為彌補(bǔ)這個(gè) 損失，配料時(shí)通常多加一些氧化鉛，其質(zhì)量約占總質(zhì) 量的0.51.5。這里確定多加入Pb3O41.5。,外加改性劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在分子式中給出為： 0.5Cr2O3，0.3Fe2O3。,IV、按原料純度計(jì)算原料用量，見下表,5、 更換原料時(shí)配方計(jì)算,某原料質(zhì)量發(fā)生變化 原用原料供不應(yīng)求,