1、日用陶瓷的分類及吸水率的測定作者：姚春梅，楊光敏來源：科技視界2015年第3期姚春梅楊光敏(長春師范大學(xué)物理學(xué)院，吉林長春130032)【摘要】隨著社會(huì)的發(fā)展陶瓷制備工藝越來越精湛，陶瓷的質(zhì)量也有了顯著的提高，通過 對(duì)陶瓷制備原理的分析，使人們更加清晰認(rèn)識(shí)陶瓷，從而更好的擴(kuò)展陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域。陶瓷作 為應(yīng)用廣泛的一種材料，陶瓷的質(zhì)量備受人們的關(guān)注，而陶瓷的吸水率是判斷陶瓷質(zhì)量的重要 指標(biāo)之一。本文根據(jù)陶瓷結(jié)構(gòu)和性能對(duì)陶瓷進(jìn)行分類，并且通過實(shí)驗(yàn)來測量了陶瓷的吸水率。【關(guān)鍵詞】陶瓷；分類；制備；吸水率1陶瓷的分類1.1普通陶瓷1.1.1日用陶瓷包括陶瓷砂鍋，細(xì)炻餐具。產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好，基本上沒有鎘，鉛

2、溶出，具有多種款式及規(guī) 格，主要用于烹飪，餐飲用具。1.1.2建筑陶瓷包括釉面磚，細(xì)炻磚，仿石磚，瓷磚，劈離磚和釉面磚等。該產(chǎn)品具有良好的耐腐蝕性和 耐用性，其品種和規(guī)格繁多(5厘米100厘米間長度)，主要用于建筑物的外墻及室內(nèi)外裝飾 領(lǐng)域。1.2特種陶瓷1.2.1氧化物陶瓷各種各樣的氧化物陶瓷，占據(jù)了陶器家族非常重要的地位。最常見的是使用陶瓷。氧化物氧化鋁，二氧化硅，氧化鎂，ZrO3，氧化鈰，氧化鈣。Cr2O3和莫萊石 (3Al2O3.2SiO4)和尖晶石(MgAl2O3)等。陶瓷A12O3和SiO2相當(dāng)于金屬材料中的鋼和鋁被 廣泛使用。氧化鋁陶瓷氧化鋁作為主要成分的陶瓷被稱為的氧化鋁陶瓷。

3、氧化鋁陶瓷具有熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性， 電絕緣性，壓電性，化學(xué)吸收性，生物相容性，吸音和光傳輸?shù)扔袃r(jià)值的性能和功用。氧化鋯陶瓷純二氧化鋯為白色，含雜質(zhì)時(shí)呈黃色或灰色，一般含有HfO2,不易分離。氧化鋯陶瓷具有 高電阻，高抗彎強(qiáng)度和高耐磨性，優(yōu)異的隔熱，熱膨脹系數(shù)接近于鋼等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)陶瓷領(lǐng)域。1.2.2碳化物陶瓷碳化物陶瓷一般具有比氧化物陶瓷更高的熔點(diǎn)。常用的是碳化硅，碳化硼。碳化物陶瓷在 制備過程中具有氣體保護(hù)的作用。碳化硅(SIC)是一種典型的共價(jià)鍵結(jié)合化合物，它不存在于 自然界中，是由合成的陶瓷材料。因特殊硬度的碳化硅，最初用于各種如砂輪，砂布，砂及各 種加工材料磨具，大規(guī)模使

4、用和重型機(jī)械行業(yè)工具，后來由于在冶煉鋼鐵部件和熱還原劑。碳 化硼陶瓷是一種僅次于金剛石和立方氮化硼的超硬材料，這是由其特殊的晶體結(jié)構(gòu)所決定的。 這種晶體結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了碳化硼具有超硬、高熔點(diǎn)(2450C)、密度低(2.55g/cm3)等一系列的優(yōu) 良物理化學(xué)性能。2 陶瓷的制備2.1粉體的制備坯料制備用機(jī)械或物理方法或化學(xué)制備粉料，在制備胚料過程中，要控制胚料的大小，形狀，純度， 脫氣和脫水，配料成份的百分比，并均勻混合的要求。根據(jù)成型工藝的不同要求，胚料可以是 粉狀，糊狀或可塑泥團(tuán)。制備的方法粉碎法氣流粉碎法合成法。成型2.2.1注漿成型基本注漿方法基本注漿法可分為單面注漿和雙面注漿兩種。強(qiáng)化

5、注漿方法強(qiáng)化注漿可以分為A真空注漿B離心注漿C壓力注漿可塑成型可塑成型是對(duì)具有一定可塑變形能力的泥料進(jìn)行加工成型的方法。滾壓成型成型時(shí)，盛放著泥料的石膏模型和滾壓頭分別繞自己的軸線以一定的速度同方向旋轉(zhuǎn)。滾 壓頭在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，逐漸靠近石膏模型，并對(duì)泥料進(jìn)行滾壓成型。塑壓成型它是將可塑泥料放在模型內(nèi)在常溫下壓制成坯的方法。粉料含水量為3-7%時(shí)為干壓成型；粉料含水量為8-15%時(shí)為半干壓成型。2.3燒結(jié)2.3.1概念陶瓷的燒結(jié)過程一般分為五個(gè)階段：低溫階段(室溫至300C左右)；中溫階段(亦稱分解氧化階段，300。至950C)；高溫階段(950C至燒成溫度)；保溫階段；冷卻階段。2.3.2幾種常

6、見的燒結(jié)方法常任燒結(jié)或稱無壓燒結(jié)常壓燒結(jié)就是在大氣中燒結(jié)。即不抽真空也不加任何保護(hù)氣氛在電阻爐中進(jìn)行燒紈這種方 法適用于燒結(jié)氧化物陶瓷。熱壓燒結(jié)(HP)熱壓燒結(jié)即是同時(shí)加溫加壓(機(jī)械壓力而不是氣壓)的燒結(jié)方法，加壓方式一般都是單輪向 加壓。熱壓時(shí)的壓力不能太高。如石墨模具的最大使用壓力為70MPa, 一般熱壓時(shí)的最高額定 區(qū)力為50MPa。而冷壓成型的壓力可達(dá)200MPa。甚至更高。熱壓燒結(jié)的加熱方式仍為電附加熱， 加壓方式為液壓傳動(dòng)加載。熱等靜壓(HIP)盡管熱壓燒結(jié)有很多優(yōu)點(diǎn)。但由于是單軸向加壓。故只能制得外形簡單如片狀或環(huán)狀的樣 品。另外，對(duì)非等軸晶系的樣品(如廣一周。O3等)熱壓后片狀

7、或住狀晶粒嚴(yán)重?fù)駜?yōu)取向而產(chǎn)生 各向異性。熱等贊底是綜合了冷等靜壓、熱壓燒結(jié)和無壓燒結(jié)法三者優(yōu)點(diǎn)的燒結(jié)方法。熱等靜壓燒結(jié)真空燒結(jié)其他燒結(jié)方法3陶瓷吸水率的測量陶瓷的吸水率就是指陶瓷本身重量與吸水飽和后重量的比值，是陶瓷對(duì)水的吸附滲透能力。 陶瓷的吸水率和陶瓷的配方以及燒成溫度有很大的關(guān)系，不同的配方和不同的溫度都會(huì)造成吸 水率的變化。3.2主要技術(shù)指標(biāo)真空度：10kPa1kPa注水時(shí)間：0-99分鐘連續(xù)可調(diào)浸泡時(shí)間：0-120分鐘連續(xù)可調(diào)重復(fù)性誤差：V3%電源：220V 50Hz3.3儀器介紹該儀器采用機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，由真空容器。水循環(huán)式真空泵、進(jìn)水電磁閥、放水閥、盛水 器及數(shù)字化控制器組成。該

8、儀器采用真空法可以對(duì)日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷、電磁的吸水率進(jìn) 行測量。滿足中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3810.3-2006 “建筑衛(wèi)生陶瓷吸水率測定方法”， 同時(shí)也滿足GB3299-82 “日用陶瓷吸水率測定方法”的測定條件。3.4實(shí)驗(yàn)原理該儀器采用數(shù)字化全自動(dòng)程序控制系統(tǒng)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)吸水率測定方法的要求設(shè)定好真 空度的上下限、保壓時(shí)間、進(jìn)水時(shí)間和浸泡時(shí)間，自動(dòng)完成整個(gè)測試過程。W=（G1-G0）/G0*100%3.5實(shí)驗(yàn)操作步驟（1）設(shè)定真空壓力（出廠時(shí)已調(diào)節(jié)好，不用再調(diào)節(jié)）（2）設(shè)定好時(shí)間程序，在斷電時(shí)設(shè)定，單位為分鐘（m）設(shè)定真空保持時(shí)間（5m）設(shè)定好浸泡時(shí)間T （5m）（3）放置試樣將已烘至恒重的試樣，稱重G0，然后將試樣放置在真空容器中再加入適當(dāng)水直至水面高出 試樣，蓋上密封蓋子。（4）測量取出試樣，用已吸水飽和的不擦干試樣表面的水，然后進(jìn)行稱量G1(1)要使儀器安裝在干燥、平穩(wěn)的地方。經(jīng)常保持一起整潔。注意各管道是否泄漏，一旦發(fā)現(xiàn)必須更換，否則其真空度難以保證。要注意水質(zhì)的干凈，經(jīng)常更換干凈的水，以免堵塞電磁閥。4結(jié)論陶瓷使用的靈活性，在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用越來越普遍。各種類型陶瓷的吸水率各不相同，而陶 瓷吸水率的大小決定陶瓷的質(zhì)量和使用范圍，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)陶瓷吸水率的測量