單元三坯釉料配方及其計算本單元學(xué)習(xí)要點掌握確定坯、釉料配方的依據(jù)和配方基礎(chǔ)計算方法，包括吸附水的計算、灼減量的計算、坯釉料配方坯式、釉式的計算和粘土原料與坯料示性礦物組成的計算；掌握制定坯、釉料配方的原則、方法和步驟以及熔塊的配制原則；了解坯、釉料配方的組成及其表示方法；通過例題學(xué)會如何進(jìn)行坯、釉料配方的計算和原料替換時配方的計算；學(xué)會陶瓷配方實驗設(shè)計方法。3.1坯、釉料配方3.1.1坯、釉料配方的表示方法坯、釉料組成的表示方法常用的有:配料比表示法、化學(xué)組成表示法、坯釉式（又稱實驗公式或塞格爾式）表示法、礦物組成（又稱示性組成）表示法和三角坐標(biāo)圖法。單元三坯釉料配方及其計算13.1.1.1配料比表示法

用配方中所用原料的數(shù)量百分?jǐn)?shù)來表示配方組成的方法，叫做配料比表示法，又稱生料量配合法。這是一種最常見的表示法，它具體反映了原料的名稱和數(shù)量，便于直接進(jìn)行生產(chǎn)和試驗。表3-1是用配料比表示的坯料配方。表3-1用配料比表示的坯料配方廠名配方（%）

石英長石大同砂石膨潤土滑石紫木節(jié)堿干合計甲瓷廠3221389100乙瓷廠3522367100丙瓷廠2724271.51.5118100丁瓷廠342430183100由于這種表示方法簡單，直觀，易于稱量配料和記憶，所以工廠中通常采用這種表示方法。但這種表示方法只適用于某產(chǎn)區(qū)的某一或某些工廠，對其它產(chǎn)區(qū)的參考意義不大。因為各地原料所含的成分和性質(zhì)差異較大，因此無法互相對照比較或直接使用。3.1.1.1配料比表示法廠名配23.1.1.2化學(xué)組成表示法

用坯、釉料中各化學(xué)組成的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示其組成的方法，稱為化學(xué)組成表示法，又稱為氧化物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示法。表3-2列舉了國內(nèi)個別瓷廠的坯、釉料化學(xué)組成。這種表示方法的優(yōu)點是能比較準(zhǔn)確地表示坯、釉料的化學(xué)組成，同時能根據(jù)其組成含量估計出配方的燒成溫度的高低、收縮大小、產(chǎn)品色澤等其它性能的大致情況。但這種表示方法無從知道坯、釉料是由哪些原料配成，因此，也有其局限性，可作為計算配料組成的一種重要依據(jù)。3.1.1.2化學(xué)組成表示法33.1.1.3坯、釉式表示法

根據(jù)坯料或釉料的化學(xué)組成計算出各氧化物的摩爾數(shù)，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)，這種式子稱為實驗式（坯式或釉式）。陶瓷原料中的氧化物，按其性質(zhì)可分為堿性的、中性的和酸性的三類。堿性氧化物有:K2ONa2OLi2OCaOMgOBaOZnOPbOFeO等；中性氧化物有:Al2O3Fe2O3Cr2O3等；酸性氧化物有：SiO2TiO2ZrO2SnO2MnO2B2O3P2O5等；坯式通常以中性氧化物R2O3為基準(zhǔn)，令其摩爾數(shù)為1，可按下列形式表述。

3.1.1.3坯、釉式表示法43.1.1.4礦物組成表示法

在坯、釉料配方中，把天然原料中所含的同類礦物含量合并在一起，以純理論的粘土、長石及石英三種礦物來表示坯、釉料配方組成，這種方法稱為礦物組成表示法，又稱示性組成表示法。例如，對不同陶瓷坯料的礦物組成進(jìn)行分析，可得到如表3-3所示的坯料配方。3.1.1.4礦物組成表示法5礦物組成表示法的依據(jù)是同類型的礦物在坯料中所起的主要作用基本相同。但實際上，即使是同類型的礦物，它們的性質(zhì)和在坯體中的作用也有差別，因此，這種方法只能粗略地反映一些情況。通常，把這種方法表示的配方稱為理論配方，在生產(chǎn)中并不采用，而只在分析研究配方時參考。3.1.1.5三角坐標(biāo)圖法

陶瓷工業(yè)常用三角坐標(biāo)圖來標(biāo)出三元配方坯料所在位置，以表示坯料的組成，這種表示方法稱為三角坐標(biāo)圖法。三角形的每邊分成100等份，按逆時針方向順序數(shù)到各個頂點，既是所代表物質(zhì)的100%。三角形面積上的任何一點都代表三種物質(zhì)按一定比例的混合物。但各直線邊上的任何一點只代表兩種物質(zhì)按一定比例的混合物。三角坐標(biāo)圖表示法只適用于由較純的原料所組成的陶瓷坯料。對含有大量雜質(zhì)的坯料（如磚瓦或燒結(jié)磚），也想在三角坐標(biāo)圖上去表示，就變得沒有意義。礦物組成表示法的依據(jù)是同類型的礦物在坯料中所起的63.1.2坯、釉料配方組成3.1.2.1坯料配方組成（1）坯料配方組成普通陶瓷坯料配方，從礦物成分上看是由石英類礦物、粘土類礦物和熔劑類礦物組成。（2）各種氧化物在瓷坯中的作用

各種氧化物在瓷坯中的作用如下：SiO2：瓷中的SiO2是以“半安定方石英”、“殘余石英顆?！?、溶解在玻璃相中的“熔融石英”以及在莫來石晶體中和玻璃態(tài)物質(zhì)中的結(jié)合狀態(tài)存在。SiO2在高溫時一部分與Al2O3反應(yīng)生成針網(wǎng)狀莫來石（3Al2O3·2SiO2）晶體，成為胎體的骨架，提高瓷器的機(jī)械強度和化學(xué)穩(wěn)定性。另一部分與長石等原料中的堿金屬和堿土金屬氧化物形成玻璃態(tài)物質(zhì)，增加液相的粘度，并填充于坯體骨架之間，使瓷坯致密并呈半透明性。余下的SiO2以游離狀態(tài)存在，亦起骨架作用。Al2O3：提高坯料中的Al2O3含量，可提高制品的燒成溫度、白度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。Al2O3含量過少（低于15%），瓷的燒成溫度低，但高溫中易發(fā)生變形。CaO與MgO：在瓷器中的堿土金屬氧化物一般含量較少。在含量少的情況下，與堿金屬氧化物共同起助熔作用。坯料中引入一定量的CaO、MgO等可以提高瓷的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強度，提高白度和透光度。

3.1.2坯、釉料配方組成7

K2O與Na2O：堿金屬氧化物，主要由長石、瓷土等含有堿金屬氧化物的原料引入。K2O與Na2O存在于瓷的玻璃相中，起助熔作用，提高瓷的透光性。鉀、鈉氧化物含量過高，急劇降低燒成溫度與熱穩(wěn)定性。Fe2O3與TiO2：坯料組成中的鐵、鈦氧化物會使瓷呈色，影響白色瓷的外觀質(zhì)量，通常，鐵、鈦氧化物是由配料的原料帶入。（3）瓷中各氧化物成分之間的關(guān)系瓷坯組成中各成分之間也有一定的比例關(guān)系，可采用坯式中的硅鋁比坐標(biāo)圖，來加以說明。硅鋁比坐標(biāo)圖是以“坯式”中的“R2O+RO”為基礎(chǔ)（令其為1），以Al2O3分子數(shù)為縱座標(biāo)，SiO2分子數(shù)為橫座標(biāo)，在圖中標(biāo)出一系列瓷坯的組成點。從區(qū)域的組成及燒成溫度雖然有所不同，但從瓷的成分中Al2O3分子數(shù)與SiO2分子數(shù)之間的比例關(guān)系來看，有一個基本一致的規(guī)律。這個規(guī)律是：①Al2O3/SiO2=1:5左右；②坯料中的Al2O3分子數(shù)不應(yīng)低于2。

K2O與Na2O：堿金屬氧化物，主要由長石、瓷土等83.1.2.3釉料配方組成釉料配方原料和基本組成成分與坯料配方原料和組成成分大致相同，由于要求釉料在坯料成瓷的燒成溫度下形成玻璃，所以，釉料配方中熔劑類原料較多，粘土類原料較少。釉料中主要氧化物有SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、BaO、PbO、B2O3、ZrO2等，各氧化物的主要作用如下：SiO2：提高熔融溫度和粘度，給釉以高的機(jī)械強度（如硬度、耐磨性）、化學(xué)穩(wěn)定性，并降低膨脹系數(shù)。通過SiO2與RO+R2O分子比〔SiO2/（RO+R2O）〕可判斷釉的熔融性能；分子比在2.5～4.5之間較為易熔，4.5以上的則較難熔。Al2O3：改善釉的性能，提高化學(xué)穩(wěn)定性、硬度和彈性，并降低膨脹系數(shù)。但因其會提高玻璃相的熔點及粘度，故用量不易過高。在確定SiO2的含量后，SiO2和Al2O3的分子比控制在7～10之間，可得到光澤釉；如在3～4之間，則可得到無光釉。3.1.2.3釉料配方組成9CaO：CaO和SiO2形成玻璃，能改善坯和釉的結(jié)合，提高釉的彈性、硬度和光澤，增加釉的高溫流動性。CaO用量過多（超過18%）則能使玻璃結(jié)晶傾向增加，產(chǎn)生失透現(xiàn)象。MgO：降低膨脹系數(shù)，提高彈性，促進(jìn)坯釉中間層形成，從而減少釉的碎裂傾向；能增加乳濁而提高白度（以白云石引入的MgO不產(chǎn)生乳濁作用），同時改善釉料的懸浮性，增寬熔融溫度范圍，對氣氛不敏感?；挠昧坎灰顺^15%，否則將降低其助熔作用，而使釉面光澤變差。Na2O：主要起助熔作用，使釉具有良好的透光性，但Na2O增大玻璃的膨脹系數(shù)，降低彈性及化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強度等。K2O：在釉中主要起助熔作用，使釉具有良好的透光性。ZnO：使釉易熔，對釉的機(jī)械強度、彈性、熔融性能和耐熱穩(wěn)定性均能起到良好作用，能增加釉的光澤、白度，并能使釉的成熟范圍增大。用量過多則易析晶。BaO：可增加釉的光澤，降低熔融粘度，增加析晶傾向。鋇釉比鉛釉硬度大、膨脹系數(shù)接近。CaO：CaO和SiO2形成玻璃，能改善坯和釉的結(jié)10PbO：強烈降低釉的熔融溫度。能使釉光亮，硬度低，彈性大，但有毒。一般使用PbO配釉時，應(yīng)先配成熔快。B2O3：降低熔融物的粘度，增加釉的光澤，降低析晶能力，提高釉的彈性。B2O3可用硼砂或硼酸引入，一般使用B2O3配釉時，應(yīng)先配成熔快。ZrO2：可提高釉的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，提高釉的耐堿、耐磨能力。3．1．3確定坯釉料配方的依據(jù)確定陶瓷坯釉料配方的主要依據(jù)有以下幾個方面：①產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)和使用要求。②配方要能滿足生產(chǎn)工藝的要求。③原料來源與質(zhì)量穩(wěn)定性，價格高低。PbO：強烈降低釉的熔融溫度。能使釉光亮，硬度低，彈113．2配方基礎(chǔ)計算3．2．1吸附水計算某一原料的濕重為G克，經(jīng)105～110℃干燥至恒重后的質(zhì)量為G1克，此試樣的吸附水含量可以濕基或干基兩種方法表示。在實際配方中，一般是根據(jù)干料的用量，通過濕基的換算，而求得所需濕原料的質(zhì)量。3．2．2不含灼減量的化學(xué)組成計算在進(jìn)行坯或釉式的計算時，常將化學(xué)分析的結(jié)果中的灼減量除去，計算為僅含氧化物的百分?jǐn)?shù)。3．2配方基礎(chǔ)計算在實際配方中，一般是根據(jù)干料的用12如某瓷坯料的化學(xué)組成為：SiO259.94%,Al2O321.91%,Fe2O30.48%,CaO2.91%,MgO0.17%,K2O2.70%,Na2O0.68%,灼減量（I.L）11.12%,合計99.91%。將此百分組成換算成不含燒失量的百分組成為：如某瓷坯料的化學(xué)組成為：SiO259.94%,Al133.2.3坯、釉料配方坯式和釉式的計算3.2.3.1由坯、釉料的化學(xué)組成計算坯式和釉式

由化學(xué)組成計算坯式、釉式是將坯料、釉料化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)（或配料中各種原料單獨分析的結(jié)果），計算出符合坯式、釉式所規(guī)定的要求。其計算按下述步驟進(jìn)行：①用各氧化物的分子量去除相應(yīng)氧化物的百分含量，得到各氧化物的分子數(shù)。②計算坯式時，以中性氧化物R2O3分子數(shù)之和去除各氧化物分子數(shù)；計算釉式時，以堿性氧化物（R2O+RO）分子數(shù)之和去除氧化物分子數(shù)；得到的數(shù)字就是坯式或釉式中各氧化物前面的系數(shù)（相對分子數(shù)）。③按照堿性氧化物、中性氧化物及酸性氧化物的順序列出各氧化物的相對分子數(shù)即為坯式或釉式。④若原始的組成中含有灼減量，則應(yīng)先將原組成換算為不含灼減量的組成，再按上列步驟計算。3.2.3坯、釉料配方坯式和釉式的計算14【例3-1】某鋯質(zhì)釉配方為：長石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)組成列于下表3-10，試計算其釉式。解：把釉料組成百分比乘各原料的化學(xué)組成即得釉料各氧化物含量，計算結(jié)果見下表3-11?！纠?-1】某鋯質(zhì)釉配方為：解：把釉料組成百分比乘15釉式的計算見表3-12。用各氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)除以分子量得各氧化物的分子數(shù)；各氧化物的分子數(shù)除以R2O和RO分子數(shù)之和，即0.287，得釉式中的分子數(shù)。釉式的計算見表3-12。用各氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)除以分16單元三坯釉料配方及其計算本單元學(xué)習(xí)要點掌握確定坯釉-課件173.2.3.2由坯式、釉式計算坯、釉料的化學(xué)組成

如果知道某一坯料（釉料）的坯式（釉式），欲求出原化學(xué)百分組成，則可用坯式（釉式）中各氧化物的分子數(shù)乘以該氧化物的分子量，得出該氧化物的質(zhì)量。再以各氧化物的質(zhì)量總和，分別去除各氧化物的質(zhì)量，乘以100，即得原氧化物的百分含量?！纠?-2】有一坯式為：3.2.3.2由坯式、釉式計算坯、釉料的化學(xué)組成18計算其氧化物的百分含量。解：首先計算各氧化物的質(zhì)量（克）

SiO260.1×4.794=288.12Al2O3102×0.987=100.67Fe2O3159.7×0.013=2.076CaO56.1×0.073=4.095MgO40.2×0.010=0.402K2O94×0.158=14.85Na2O62×0.121=7.502合計417.715再以各氧化物的質(zhì)量總和，分別去除各氧化物的質(zhì)量，乘以100：SiO2288.12÷417.715×100=68.98Al2O3100.67÷417.715×100=24.10Fe2O32.076÷417.715×100=0.50CaO4.095÷417.715×100=0.98MgO0.402÷417.715×100=0.10K2O14.85÷417.715×100=3.56Na2O7.502÷417.715×100=1.79計算其氧化物的百分含量。19則各氧化物的百分含量為：

SiO268.98%Al2O324.10%Fe2O30.50%CaO0.98%MgO0.10%K2O3.56%Na2O1.79%3．2．4粘土原料與坯料示性礦物組成的計算下面列出粘土原料礦物計算中的處理方法及計算步驟。①化學(xué)組成中的K2O、Na2O、CaO各與一定數(shù)量的Al2O3及SiO2結(jié)合為鉀長石、鈉長石和鈣長石。②將化學(xué)組成中Al2O3總量減去形成長石所需Al2O3的量，剩余的Al2O3可認(rèn)為形成粘土礦物（以高嶺石為代表進(jìn)行計算）。③比較剩余的Al2O3和SiO2含量，如Al2O3較多，則過多的Al2O3可當(dāng)作水鋁石Al2O3·H2O來計算。④若判斷確有碳酸根存在，則MgO可計算為菱鎂礦MgCO3，CaO可計算為CaCO3。若不存在碳酸根，則MgO可認(rèn)為以滑石（3MgO·4SiO2·H2O）或蛇紋石形式存在。則各氧化物的百分含量為：20⑤Fe2O3可作為赤鐵礦（Fe2O3）存在。如組成中的灼燒減量（假定其主要是結(jié)晶水）減去高嶺石及滑石等礦物中的結(jié)晶水量后還有一定數(shù)量（也可能是由于有機(jī)物引起的），則可把Fe2O3當(dāng)作褐鐵礦Fe2O3·H2O來計算。⑥一般可認(rèn)為是由金紅石提供的。⑦除去以上各種礦物中所含的SiO2含量后，剩余的SiO2可作為游離石英存在。⑧制造細(xì)陶瓷產(chǎn)品所用的粘土類原料中所含F(xiàn)e2O3、TiO2、MgO、CaO都很少，可以不考慮它們所構(gòu)成的礦物的數(shù)量。⑨若Na2O含量比K2O少得多，則可把兩者的含量計算為鉀長石。⑤Fe2O3可作為赤鐵礦（Fe2O3）存在。如21【例3-3】某粘土的化學(xué)組成如下：SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaOMgOK2ONa2O灼減64．7825．610．190．22微量0．320．238．65試計算其礦物組成。解：（1）求各氧化物的摩爾數(shù)（灼減當(dāng)作結(jié)晶水計算），計算結(jié)果見表3-13。表3-13粘土中氧化物摩爾數(shù)的計算結(jié)果SiO2Al2O3

Fe2O3CaOMgOK2ONa2OH2O氧化物含量%氧化物摩爾質(zhì)量氧化物摩爾數(shù)64．7860．11．07725．611020．2510.191600．0010.2256．10．004微量—0.3294．20．0030.23620．0048．65180．48【例3-3】某粘土的化學(xué)組成如下：SiO2Al2O3Fe22（2）將各氧化物的摩爾數(shù)按下列順序排列，計算其礦物組成，表3-14。表3-14粘土礦物組成的計算氧化物摩爾數(shù)礦物摩爾數(shù)SiO2Al2O3Fe2O3CaOK2ONa2OH2O1.0770.2510.0010.0040.0030.0040.4800.003摩爾鉀長石*剩余0.004摩爾鈉長石剩余0.004摩爾鈣長石剩余0.24摩爾高嶺石剩余0.001摩爾赤鐵礦剩余0.547摩爾石英剩余0.0181.0590.0241.0350.0081.0270.4800.547—0.5470.54700.0030.2480.0040.2440.0040.2400.2400—0.001—0.001—0.0010.0010.0010—0.004—0.0040.00400.0030——0.0040.0040—0.480—0.4800.4800.4800（2）將各氧化物的摩爾數(shù)按下列順序排列，計算其礦物組成，表323*表中算例：鉀長石（K2O?AL2O3?6SiO2）中含1摩爾K2O、1摩爾AL2O3、6摩爾SiO2。原料中含K2O0．003摩爾，故可能構(gòu)成鉀長石的數(shù)量為：1（K2O）：1（鉀長石）=0．003（K2O摩爾）：x（鉀長石）

x=摩爾同理，隨0．003摩爾鉀長石帶入的AL2O3為0．003摩爾，隨0．003摩爾鉀長石帶入的SiO2為0．018摩爾。（3）各礦物的質(zhì)量及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，見表3-15。表3-15粘土中礦物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)鉀長石鈉長石鈣長石高嶺石赤鐵礦石英分子數(shù)分子量礦物質(zhì)量礦物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）0.003556.81.671.670.004524.62.102.110.004278.31.111.120.240258．161.9262.000.0011600.160.160.54760.132.8732.94*表中算例：鉀長石（K2O?AL2O3?6SiO2）24（4）各種長石和鐵礦物均作為熔劑，一并列為長石礦物。故得到該粘土的礦物組成如下：粘土質(zhì)礦物62.00%長石質(zhì)礦物1.67%+2.11%+1.12%+0.16%=5.06%石英質(zhì)礦物32.94%同理，若由坯料的礦物組成計算其化學(xué)組成或坯式，可按例3-3反向計算。坯料的礦物示性組成計算，可按照原料礦物示性組成同樣的計算方法，將組成坯料的各種原料的礦物組成計算出來，最后進(jìn)行歸并而得出。但長石質(zhì)瓷，鉀、鈉應(yīng)由長石引入；如絹云母質(zhì)瓷，鉀、鈉應(yīng)由絹云母引入。礦物示性組成計算的誤差較大，在采用礦物示性組成計算進(jìn)行配料時，必須配合其它工藝試驗同時進(jìn)行。（4）各種長石和鐵礦物均作為熔劑，一并列為長石礦物。故253．2．5坯釉料酸性系數(shù)的計算坯釉料酸性系數(shù)是指酸性氧化物的分子數(shù)與堿性氧化物和中性氧化物分子數(shù)的比值，以C.A表示。C.A=（3-6）式中：RO2——SiO2、TiO2、B2O3、P2O3等酸性氧化物分子數(shù)；R2O——堿性氧化物分子數(shù)；RO——堿土金屬氧化物分子數(shù)；R2O3——Al2O3、Fe2O3等中性氧化物。酸性系數(shù)是一個重要性能指標(biāo)，可以用來評價坯、釉的高溫性能和坯釉適應(yīng)性。一般酸性系數(shù)大，說明坯易軟化，燒成時變形傾向大，燒成溫度低。但瓷的性能上，透明度提高，熱穩(wěn)定性降低。不同的制品，酸性系數(shù)波動范圍寬，但不能超過2。釉料的酸性系數(shù)還可參考7.2.2.1的內(nèi)容。3．2．5坯釉料酸性系數(shù)的計算263.3坯料配方的制定原則、方法及其計算3．3．1制定坯料配方的原則、方法與步驟3．3．1．1制定坯料配方的原則、方法在首先保證設(shè)計的配方能充分滿足生產(chǎn)需要和產(chǎn)品質(zhì)量要求的同時，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)“因地制宜、就地取材、降低成本、提高效率”的原則，盡量選用當(dāng)?shù)卦匣蛱娲?。目前在制定坯料配方有以下幾種方法：①利用化學(xué)分析數(shù)據(jù)或以坯式為基準(zhǔn)，用原料逐項去滿足的方法，以求得原料量。此法能夠在成分上保證坯的化學(xué)組成，但往往成分上滿足了而其他工藝性能和物理性能卻不一定相應(yīng)地滿足，如能在選用原料（特別是粘土）方面充分考慮，也是可以滿足這些性能要求的。

3.3坯料配方的制定原則、方法及其計算27②利用理論示性礦物組成為基準(zhǔn)，用原料逐項去滿足的方法，以計算原料量。此法困難之處是難以準(zhǔn)確得出各種原料的示性礦物組成比例。例如，遇到一種具體粘土，用普通方法就很難測定其中的石英與長石含量。因此這一方法普遍使用有局限性。③“經(jīng)驗配方的改用與理論調(diào)整”相結(jié)合的方法。這一方法是利用一些工廠或研究單位積累的數(shù)據(jù)、經(jīng)驗和各種類型的陶瓷材料和產(chǎn)品都有的經(jīng)驗性組成范圍，并加上試驗研究，多方面綜合來確定配方。②利用理論示性礦物組成為基準(zhǔn)，用原料逐項去滿足的方283.3.1.2確定坯料配方的步驟

（1）掌握第一手資料確定坯料配方首先要在分析、測定和研究的基礎(chǔ)上掌握第一手資料，主要有以下幾個方面：①研究了解制品的性能要求和特點，以便確定瓷坯的化學(xué)組成并決定特殊成分的引入。②對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)條件進(jìn)行分析，以便確定工藝條件、分析工藝因素，確定生產(chǎn)方法。③考察原料礦山，了解原料的產(chǎn)地、儲量、日開采量、質(zhì)量品位、運輸和價格等情況，以便確定所使用的原料。④分析和測定原料的一些性能，主要包括化學(xué)成分、可塑性、結(jié)合性、燒結(jié)性、燒后白度、收縮和加熱過程中的變化（差熱分析）等。了解各種原料對產(chǎn)品性能和坯料性能的影響，以便調(diào)整泥料性能，決定原料的選用。⑤現(xiàn)有經(jīng)驗和資料的分析、研究，以便總結(jié)經(jīng)驗，不斷改進(jìn)同類產(chǎn)品質(zhì)量。3.3.1.2確定坯料配方的步驟29（2）選擇初步坯料配方在掌握第一手資料的基礎(chǔ)上，選擇初步配方。首先選定化學(xué)組成，確定坯式，先按成分滿足法初步計算組分比例，定出基礎(chǔ)坯料配方。然后，在三角坐標(biāo)圖中，參照現(xiàn)有經(jīng)驗配方，選定以三大原料為基元的基礎(chǔ)組分，并與上者比較調(diào)配，初步確定配方。第三，在初步配方的基礎(chǔ)上，調(diào)整其他小份原料加入量，如熟料、瓷粉、滑石等等。最后，根據(jù)上述考慮，綜合各方面情況，按不同區(qū)域選定幾個配方，以備試驗比較。（3）進(jìn)行小型和擴(kuò)大工藝試驗按以上配方，首先確定工藝條件，燒成制度，進(jìn)行小型工藝試驗。對瓷質(zhì)進(jìn)行鑒定和物性檢驗，選擇優(yōu)良試樣，找出改進(jìn)方向，進(jìn)一步試驗、比較、調(diào)整，選出最佳配方、工藝條件和燒成制度，并進(jìn)行擴(kuò)大工藝試驗后，制定合適的生產(chǎn)配方方案。（4）確定正式生產(chǎn)配方在上述試驗的基礎(chǔ)上，再經(jīng)過反復(fù)多次試制，以其中穩(wěn)定成熟者，作為生產(chǎn)的坯料配方，在進(jìn)行了中等規(guī)模的生產(chǎn)試驗后，投入使用。以上只是一些基本作法，涉及問題很多，還得依靠實踐予以解決。（2）選擇初步坯料配方在掌握第一手資料的基礎(chǔ)上，選擇303.3.2坯料配方的計算3.3.2.1由化學(xué)組成計算坯料配方當(dāng)陶瓷產(chǎn)品的化學(xué)組成和采用原料的化學(xué)組成已知時，可采用下列兩種途徑進(jìn)行坯料配方計算：一種是利用組成的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行計算（簡稱直接計算法），另一種是先將其組成換算成三個主要成分再進(jìn)行計算（簡稱三元系統(tǒng)法）。采用直接計算法時，根據(jù)原料性質(zhì)和形成的要求，參照生產(chǎn)經(jīng)驗先確定一、二種原料的用量（如粘土、膨潤土等），再按滿足坯料化學(xué)組成的要求逐個計算每種原料的用量。計算時要明確某種氧化物主要由哪種或哪幾種原料提供。

三元系統(tǒng)法是先把坯料及原料的氧化物換算為三元系統(tǒng)（普通陶瓷坯料可換算成系統(tǒng)），然后用代數(shù)方法或圖解方法計算，這種方法的依據(jù)是Richters近似原則，即熔劑氧化物對粘土（主要是雜質(zhì)較少的粘土）熔點的影響和氧化物的摩爾質(zhì)量相對應(yīng)。【例3-4】某廠生產(chǎn)無線電裝置零件用的高鋁陶瓷及所用原料的化學(xué)組成如表3-16。試計算各種原料的配料用量百分比。3.3.2坯料配方的計算31解：將坯體的化學(xué)組成列入表3-16中并進(jìn)行計算。表3-16高鋁質(zhì)陶瓷及所用原料的化學(xué)組成瓷坯及原料SiO2Al2O3Fe2O3

CaOMgOK2ONa2OBaO灼減總計坯體14．7978．920．221．660．820．020．363．20—99．99煅燒氧化鋁蘇州土張家口膨潤土石灰石碳酸鋇遼寧菱鎂礦0．0846．4263．887．16—0．7099．3038．9620．322．11——0．040．220．831．05—1．19—0．382．3049．22—0．30——4．111．89—47．02—0．020．28———0．580．020．02———————77．71——14．408．0438．5522．2950．78100．00100．4299．9699．99100．0099．99解：將坯體的化學(xué)組成列入表3-16中并進(jìn)行計算。瓷坯及原料32表3-17坯料配方的計算表3-17坯料配33確定原料用量的依據(jù)為：①以碳酸鋇滿足坯料中的BaO，以石灰石滿足，以滑石或菱鎂礦滿足MgO。②根據(jù)經(jīng)驗確定膨潤土的用量。蘇州土和膨潤土的用量取決于坯料的可塑性要求和的含量，根據(jù)經(jīng)驗，確定引入25份蘇州土和4份張家口膨潤土。③坯料中的主要由煅燒氧化鋁來滿足。具體計算按表3-17進(jìn)行。按照表3-17計算出的原料總量為：4.12+4.0+25+3.0+68.67+1.28=106.1份換算為各原料質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，結(jié)果為：碳酸鋇

膨潤土

確定原料用量的依據(jù)為：34蘇州土23.56%石灰石2.83%煅燒氧化鋁64.92%菱鎂礦1.20%【例3-5】試用表3-18中給定的原料計算出滿足下列組成的瓷坯的配料組成。

K2O──4.5%Al2O3──26.2%SiO2──69.3%蘇州土23.56%35解：（1）根據(jù)里奇特爾斯（Richters）近似原則，將原料中相應(yīng)的氧化物換算為、、。因為、MgO、轉(zhuǎn)換為時的轉(zhuǎn)換系數(shù)分別為：1.68、2.35、1.5，轉(zhuǎn)換為的系數(shù)為0.9，故可進(jìn)行下述計算：大棋山土K2O1．02+(0．86×1．5)+(0．06×2．35)=2.452.44%Al2O316．58+（0．33×0．9）=16.8816.80%SiO2=81.1580.76%100.48100%雙白土K2O0.90+（0.50×1．5）+（0.37×2.35）=2.612.59%Al2O341.42+(0.27×0.9)=41.6641.35%SiO2=56.4656.05%100.73100%解：（1）根據(jù)里奇特爾斯（Richters）近似原則，將原料36揭陽長石K2O10.20+（1.36×1.5）+（0.24×2.35)（0.22×1.68）=13.1713.02%Al2O322.63+（0.16×0.9）=22.7722.51%SiO2=65.2064.47%101.44100%（2）計算各種原料用量（無灼減）設(shè)：配料時用大棋山土xkg，雙白土ykg，揭陽長石zkg，則根據(jù)坯料組成可列出下列方程組：0.0244x+0.0259y+0.1302z=4.50.1680x+0.4135y+0.2251z=26.20.8076x+0.5605y+0.6447z=69.3解方程得：x=47.14kg；y=33.75kg；z=18.92kg。揭陽長石37（3）將無灼減原料化為有灼減的生料配比大棋山土：=

48.86kg45.89%雙白土：=38.26kg35.94%

揭陽長石：=19.35kg18.17%106.47kg100%（4）從以上計算得出各原料配比為：大棋山土：45.89%雙白土：35.94%揭陽長石：18.17%于根據(jù)近似原則進(jìn)行換算，換算后各氧化物的效果要通過配方試驗來檢驗。當(dāng)用三種以上原料配方時，這種方法便受到限制。（3）將無灼減原料化為有灼減的生料配比38【例3-6】用圖解法計算【例3-5】的配方解：（1）利用【例3-5】換算的結(jié)果，將各原料按K2O、Al2O3、SiO2的組成匯集成下表。（2）將坯料、原料的成分在K2O-AI2O3-SiO2三元系統(tǒng)圖中表示出來，如圖3-10所示。D為坯料成分點，連接AD并使之延長后與BC線交于R點，測得各線段的長度為：AD=10.8㎜DR=9.8㎜AR=20.6㎜CR=11.2㎜RB=5.0㎜CB=16.2㎜【例3-6】用圖解法計算【例3-5】的配方（2）將坯料39（3）根據(jù)杠桿原理可算出各種原料的配料比。大棋山土：A%==47.57%雙白土：B%==36.2%揭陽長石：C%==16.17%（4）將無灼減量的配料換算為有灼減量的生料配比。大棋山土：=49.3145.89%雙白土：=41.0438.39%

揭陽長石：=16.5415.47%106.8999.99%

（3）根據(jù)杠桿原理可算出各種原料的配料比。40利用圖解法，可根據(jù)坯料成分點與原料成分點的相對位置作一些判斷，誤差主要是由于作圖和度量線段長度不精確引起的。3.3.2.2由礦物組成計算坯料配方已知坯料的礦物組成及原料的化學(xué)組成時，須先將原料的礦物組成計算出來，然后再進(jìn)行配料計算。若兩者的礦物組成均已知，則可直接計算配方。【例3-7】試用化學(xué)組成為表3-19所示的原料，配成含粘土礦物63.08%、長石礦物28.62%、石英礦物8.30%的坯料。利用圖解法，可根據(jù)坯料成分點與原料成分點的相對位置作41解：（1）按照【例3-3】的方法計算各種原料的礦物組成，其結(jié)果列入表3-20中。坯料的粘土礦物由高嶺土及粘土兩種原料供給。計算前應(yīng)將兩種原料的用量確定?？紤]這兩種粘土原料的可塑性、收縮率、燒后顏色等各項工藝性能，初步確定坯料中的粘土礦物的一半由高嶺土供給，而另一半由粘土供給。這樣便可計算出：解：（1）按照【例3-3】的方法計算各種原料的礦物組42高嶺土用量：=32.59%粘土用量：=35.15%32.59%高嶺土中含長石礦物：32.59%×0.0196=0.64%含石英礦物：32.59%×0.0126=0.41%32.15%粘土中含長石礦物：35.15%×0.0766=2.69%含石英礦物：35.15%×0.0262=0.92%綜合起來，高嶺土與粘土共引入石英：0.41%＋0.92%=1.33%。除去1.33%外，坯料中的石英礦物8.30%全由石英供給，故石英用量為：（8.30%－1.33%）=7.29%7.29%石英中引入的長石礦物量為：7.29%×0.044=0.32%由高嶺土、粘土、石英引入的長石礦物量為：0.64%＋2.69%＋0.32%=3.65%長石需要量為：28.62%－3.65%=24.97%由計算結(jié)果可得原料配合比例為：高嶺土32.59%、粘土35.14%、長石24.97%、石英7.29%高嶺土用量：433.3.2.3由實驗式計算坯料配方【例3-8】今欲采用表3-21中的原料，配成滿足下述坯式的坯料，試計算其配料組成?！?/p>

.

表3-21原料的化學(xué)組成3.3.2.3由實驗式計算坯料配方44解：（1）先算出各種原料的礦物組成（方法見【例3-3】）。為了簡化計算過程，可將K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2均視為熔劑成分，作為長石礦物計算。（2）由坯式計算長石、粘土、石英礦物的百分組成。坯式中的K2O、Na2O、CaO、MgO均粗略歸并為K2O，則坯式可寫成：0.22R2O·1.0Al2O3·4.92SiO2。滿足上式所需的粘土、長石、石英礦物數(shù)量的計算如表3-23。解：（1）先算出各種原料的礦物組成（方法見【例3-3】）。為45各類礦物需要量的質(zhì)量百分組成為：摩爾數(shù)摩爾質(zhì)量質(zhì)量份數(shù)百分組成長石礦物0．22×556．8=122．4927．43%粘土礦物0．78×258．1=201．3145．10%石英礦物2．04×60．1=122．6027．46%446．4100%各類礦物需要量的質(zhì)量百分組成為：46（3）根據(jù)原料組成計算坯料配料比：設(shè)：x──坯料中需加入粘土量%；y──坯料中需加入長石量%；z──坯料中需加入石英量%；則：0.7205x+0.0283y+0z=0.4510.0836x+0.9430y+0z=0.27430.1959x+0.0289y+0.994z=0.2746解上列方程組可得x=61.80%；y=23.48%；z=14.71%；這種方法在計算礦物組成過程中，把R2O及RO均作為長石計算，是會引起誤差的。這類計算題也可先將坯式換算成化學(xué)組成，再進(jìn)行配方計算。（3）根據(jù)原料組成計算坯料配料比：473.4釉料配制原則、方法及其計算3.4.1釉料配方的制定原則合理的釉料配方對獲得優(yōu)質(zhì)釉層是極為重要的，在制定具體釉料配方時要求掌握下面幾個原則：①根據(jù)坯體的性能來調(diào)節(jié)釉料的熔融性能。釉的熔融性能包括釉料的熔化溫度、熔體的性質(zhì)和釉面特征等三方面的指標(biāo)。首先釉料必須在坯體燒結(jié)的溫度下成熟。為了使釉能在坯上很好鋪展，一般要求釉的成熟溫度接近于坯的燒成溫度而略偏低。為避免形成釉泡和針孔等缺陷，釉料應(yīng)具有較高的始熔溫度和不小于30℃的熔化溫度范圍。②選配與坯體相適應(yīng)的釉膨脹系數(shù)?！罢浴蹦芴岣弋a(chǎn)品的抗張強度和熱穩(wěn)定性，利于坯釉結(jié)合，因而釉的膨脹系數(shù)應(yīng)近于坯而略低于坯，兩者相差的程度取決于坯釉的種類和性質(zhì)。3.4釉料配制原則、方法及其計算48③選配與坯體相適應(yīng)的釉的酸堿度。坯釉之間發(fā)生一定的相互反應(yīng)，形成一定厚度并具有要求組織結(jié)構(gòu)的中間層，是保證坯釉緊密結(jié)合的必要條件，因而兩者在組分上既要有差別，而差別又不能過大。一般要求酸性坯，配以堿性釉；堿性坯，配以酸性釉。酸堿程度可用酸性系數(shù)CA來衡量。一般硬瓷坯料的酸性系數(shù)變動不大，CA=1～2，硬瓷釉CA=1.8～2.5；精陶坯CA=1.2～1.3，精陶釉CA=1.5～2.5；含硅量高的坯，配以石灰釉。④重視釉的彈性和抗張強度。坯釉結(jié)合的情況與釉的彈性和抗張強度也很有關(guān)。既要求釉有較高的抗張強度，又要求它具有與坯相匹配的彈性模數(shù)。⑤正確選擇原料。釉用原料，尤其是易熔釉用原料，較坯用原料復(fù)雜的多，既有各類天然礦物原料又有多種化工原料。③選配與坯體相適應(yīng)的釉的酸堿度。坯釉之間發(fā)生一定的49各氧化物對釉性能的影響是很復(fù)雜的，影響的程度與原料的種類有關(guān)。同一氧化物往往會對釉的數(shù)個性能同時發(fā)生影響，所以在確定釉料配方時必須明確主要矛盾所在。在具體操作中還必須借鑒已成功的經(jīng)驗，按具體的坯釉系統(tǒng)而定。3.4.2確定釉料配方的方法與步驟（1）掌握必要的資料確定釉料配方首先應(yīng)掌握下列資料。①坯體的煅燒溫度、燒成范圍和燒成氣氛、坯體的主要化學(xué)組成；②對釉面特征（例如光澤、乳濁、透明等）以及制品機(jī)械強度和熱穩(wěn)定性、釉的耐酸堿能力以及硬度等性能指標(biāo)的具體要求；③制釉原料的化學(xué)組成、含雜質(zhì)情況以及工藝性能等。（2）借助三元相圖和有效的經(jīng)驗現(xiàn)以石灰釉和三元相圖間的關(guān)系為例進(jìn)行說明。

各氧化物對釉性能的影響是很復(fù)雜的，影響的程度與原料的50（3）利用釉的組成——溫度圖與有效的經(jīng)驗Richters的轉(zhuǎn)換系數(shù)是在研究粘土熔點時提出的，研究系統(tǒng)都在相圖的莫來石區(qū)和剛玉區(qū)，而釉料組成點卻在另一區(qū)域，這就必然要引入誤差。（4）參考測溫錐的組成進(jìn)行配方由經(jīng)驗得知，用標(biāo)準(zhǔn)測溫錐測定陶瓷坯體的燒成溫度時，兩者之間總是相差4～5號錐溫，因此在配制釉料時就可按坯的燒成溫度選擇適當(dāng)?shù)臏y溫錐的組分作為釉配方的參考。3.4.3釉的配方計算用釉式或釉的化學(xué)組成計算出各原料的配合比稱之為釉料配方計算。熔塊釉是先將釉料配方中的部分原料按比例配料混合后，經(jīng)高溫熔融、淬冷制成熔塊，再與其它生料配料，混合粉磨制成的釉。熔塊釉時，首先要掌握熔塊的配制原則。（3）利用釉的組成——溫度圖與有效的經(jīng)驗Rich51制定熔塊的配方一般遵循下面的原則：①為了使熔塊料容易熔化均勻，在確定酸、堿氧化物間的配比時，必須考慮PbO、B2O3和堿金屬組分在高溫時的揮發(fā)量。一般要求熔塊中RO2+B2O3/R2O+RO在1：1～3：1之間；②凡是用來引入Na2O和K2O的原料均須置于熔塊原料之中，長石有時可以例外。含硼化合物亦須置于熔塊成分內(nèi)；③熔塊料中的Na2O和K2O的分子數(shù)總和必須較其他堿性氧化物分子數(shù)總和要小，這樣才能制成不溶于水的熔塊；④對于含硼熔塊料，必須使SiO2：B2O3＞2（一般為3），因為硼酸鹽溶解度大，增加SiO2即可降低熔塊的溶解度；⑤提高熔塊料的熔化溫度會增加揮發(fā)組分的逸失量，故應(yīng)控制其中Al2O3量，使其小于0.2當(dāng)量數(shù)。Al2O3量過多還使熔體粘度變大，熔塊中的物料不易均勻。制定熔塊的配方一般遵循下面的原則：523．5原料替換時配方的計算生產(chǎn)中往往由于原料組成發(fā)生變化，或者原用的原料供不應(yīng)求而需采用新的原料，此時需要重新調(diào)整配方。

3．5原料替換時配方的計算53【例3-11】某廠原用的衛(wèi)生陶瓷配方為：高嶺土E28%；可塑粘土F22%；長石34%；石英16%。今欲以可塑粘土A、B、C、D及高嶺土G取代原用的粘土類原料，試求能維持原有性能的坯料配方。解：（1）根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，重配衛(wèi)生瓷坯料時須保證的關(guān)鍵指標(biāo)及其波動范圍為：①SiO2±0．5%AI2O3±0．5%②K2O＋Na2O摩爾數(shù)0．067～0．068③云母5%左右④有機(jī)物0．4%～0．6%⑤＜1μm顆?！?．5%⑥膠體指數(shù)（100克坯料吸附亞甲基藍(lán)數(shù)量）±0．2毫克摩爾。（2）通過計算（或測定）列出要求坯料的關(guān)鍵指標(biāo)值?！纠?-11】某廠原用的衛(wèi)生陶瓷配方為：54單元三坯釉料配方及其計算本單元學(xué)習(xí)要點掌握確定坯釉-課件55坯料的關(guān)鍵指標(biāo)值為：化學(xué)組成：SiO265.0%;AI2O323.1%;K2O2.68%;Na2O2.41%;礦物組成：蒙脫石3.7%；高嶺石32.7%；云母8.8%；石英23.7%；有機(jī)物0.46%。工藝性質(zhì)：＜1μm顆粒25%；膠體指數(shù)3.31毫克摩爾。（3）先計算除去可塑粘土F后成分與性能的變化。由表3-39中可見，膠體指數(shù)、云母及有機(jī)物含量均明顯減少。坯料的關(guān)鍵指標(biāo)值為：56單元三坯釉料配方及其計算本單元學(xué)習(xí)要點掌握確定坯釉-課件57①加入10%可塑粘土D以恢復(fù)有機(jī)物含量，并增加部分云母和膠體指數(shù)；加入5%可塑粘土A以便引入云母和增加膠體指數(shù)；采用可塑粘土B及C，進(jìn)一步調(diào)整有機(jī)物含量和補充不足的膠體指數(shù)。②再計算除去高嶺土E后成分與性能指標(biāo)的變化，其結(jié)果是明顯減少云母量，膠體指數(shù)也大為降低。引入高嶺土G可增加AI2O3，但顆粒粗，無云母引入，所以還須配入可塑粘土A以恢復(fù)云母含量。③由于更換粘土類原料后，SiO2含量增多，而熔劑量減少，故須降低石英用量而增加長石數(shù)量。由此算出重配的百分組成為：可塑粘土A14.5%高嶺土G18.5%可塑粘土B3.0%長石37.0%可塑粘土C4.0%石英13.0%可塑粘土D10.0%①加入10%可塑粘土D以恢復(fù)有機(jī)物含量，并增加部分583．6陶瓷生產(chǎn)實驗配方設(shè)計方法3．6．1單一組分調(diào)節(jié)法假設(shè)需配制一種適用于坯體燒成溫度為1000℃的生鉛釉，并要求釉與坯的收縮相適應(yīng)，則可從調(diào)整釉式中SiO2的含量著手。首先，根據(jù)實踐和理論知識或有關(guān)資料，擬定該生鉛釉的基本釉式為：

變動釉中SiO2的含量，即將SiO2分別加、減0.2mol，則可得到兩個釉組成。其中一個為高硅釉，其SiO2含量為1.8mol；另一個為低硅釉，SiO2的含量為1.4mol。將這兩個基礎(chǔ)釉在相同的條件下加工并調(diào)至同一密度，然后按一定的體積比進(jìn)行混合，即可得到一系列不同組成的釉料（表3-40）。將這些釉料施于同種試片上，并在相同條件下燒成，將燒后效果繪于圖，由此判斷SiO2的最佳加入量（該例中SiO2的最佳加入量為1.65mol）。3．6陶瓷生產(chǎn)實驗配方設(shè)計方法593．6．2二組分調(diào)節(jié)法上述方法也可用于改變坯、釉料配方中兩個組分的調(diào)試。具體操作時：首先根據(jù)經(jīng)驗或有關(guān)資料，確定一個基本坯（釉）式，然后再進(jìn)行調(diào)整。例如，欲配制成熟溫度為1390℃的瓷釉，可通過變動釉式中Al203及SiO2二組分的含量來尋找最佳配方。首先根據(jù)經(jīng)驗擬定基本釉式如下

假定Al2O3及SiO2的變動范圍分別為1.0和4.0，則可得到高鋁、低鋁、高硅和低硅4個基礎(chǔ)釉，

3．6．2二組分調(diào)節(jié)法60單元三坯釉料配方及其計算本單元學(xué)習(xí)要點掌握確定坯釉-課件61其釉式分別如下：將4個基礎(chǔ)釉在相同條件下加工并調(diào)至相同密度，再按表3-41實驗方案以一定的體積比進(jìn)行混合，可得到25個組成不同的釉漿（也可以4個基礎(chǔ)釉為頂點繪成如圖3-13方框圖，所以二組分調(diào)節(jié)法又稱作四角配料法），將其分別施在同種試條上煅燒，檢查其燒后效果列于表3-42。由表3-42所列結(jié)果可知，光澤良好的釉組成為無光釉組成為其釉式分別如下：將4個基礎(chǔ)釉在相同條件下加工并調(diào)至相62單元三坯釉料配方及其計算本單元學(xué)習(xí)要點掌握確定坯釉-課件633．6．3三組分調(diào)節(jié)法（三角配料法）為了獲得性能良好的坯、釉配方，有時需要調(diào)整三個組分來獲取最佳配方，這種方法又稱三角配料法。復(fù)習(xí)思考題1.求某長石實驗式。已知某長石的化學(xué)成分如下：K2O15.93%CaO0.19%Al2O317.29%SiO266.61%3．6．3三組分調(diào)節(jié)法（三角配料法）642.已知某一瓷坯的坯式如下，試計算其化學(xué)組成。3.設(shè)某衛(wèi)生陶瓷坯料要求化學(xué)組成為：

SiO2Al2O3K2ONa2O灼減66%20%2.1%0.7%11.2%求配料比。所用原料的化學(xué)成分(%)如下表。2.已知某一瓷坯的坯式如下，試計算其化學(xué)組成。65習(xí)題:1.確定坯、釉料配方的主要有哪些依據(jù)？2.制定坯料配方的原則、方法與步驟是什么？3．制定釉料配方時要求掌握哪些原則？4．確定釉料配方的方法與步驟。5．制定熔塊配方應(yīng)遵循哪些原則？習(xí)題:66單元三坯釉料配方及其計算本單元學(xué)習(xí)要點掌握確定坯、釉料配方的依據(jù)和配方基礎(chǔ)計算方法，包括吸附水的計算、灼減量的計算、坯釉料配方坯式、釉式的計算和粘土原料與坯料示性礦物組成的計算；掌握制定坯、釉料配方的原則、方法和步驟以及熔塊的配制原則；了解坯、釉料配方的組成及其表示方法；通過例題學(xué)會如何進(jìn)行坯、釉料配方的計算和原料替換時配方的計算；學(xué)會陶瓷配方實驗設(shè)計方法。3.1坯、釉料配方3.1.1坯、釉料配方的表示方法坯、釉料組成的表示方法常用的有:配料比表示法、化學(xué)組成表示法、坯釉式（又稱實驗公式或塞格爾式）表示法、礦物組成（又稱示性組成）表示法和三角坐標(biāo)圖法。單元三坯釉料配方及其計算673.1.1.1配料比表示法

用配方中所用原料的數(shù)量百分?jǐn)?shù)來表示配方組成的方法，叫做配料比表示法，又稱生料量配合法。這是一種最常見的表示法，它具體反映了原料的名稱和數(shù)量，便于直接進(jìn)行生產(chǎn)和試驗。表3-1是用配料比表示的坯料配方。表3-1用配料比表示的坯料配方廠名配方（%）

石英長石大同砂石膨潤土滑石紫木節(jié)堿干合計甲瓷廠3221389100乙瓷廠3522367100丙瓷廠2724271.51.5118100丁瓷廠342430183100由于這種表示方法簡單，直觀，易于稱量配料和記憶，所以工廠中通常采用這種表示方法。但這種表示方法只適用于某產(chǎn)區(qū)的某一或某些工廠，對其它產(chǎn)區(qū)的參考意義不大。因為各地原料所含的成分和性質(zhì)差異較大，因此無法互相對照比較或直接使用。3.1.1.1配料比表示法廠名配683.1.1.2化學(xué)組成表示法

用坯、釉料中各化學(xué)組成的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示其組成的方法，稱為化學(xué)組成表示法，又稱為氧化物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示法。表3-2列舉了國內(nèi)個別瓷廠的坯、釉料化學(xué)組成。這種表示方法的優(yōu)點是能比較準(zhǔn)確地表示坯、釉料的化學(xué)組成，同時能根據(jù)其組成含量估計出配方的燒成溫度的高低、收縮大小、產(chǎn)品色澤等其它性能的大致情況。但這種表示方法無從知道坯、釉料是由哪些原料配成，因此，也有其局限性，可作為計算配料組成的一種重要依據(jù)。3.1.1.2化學(xué)組成表示法693.1.1.3坯、釉式表示法

根據(jù)坯料或釉料的化學(xué)組成計算出各氧化物的摩爾數(shù)，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)，這種式子稱為實驗式（坯式或釉式）。陶瓷原料中的氧化物，按其性質(zhì)可分為堿性的、中性的和酸性的三類。堿性氧化物有:K2ONa2OLi2OCaOMgOBaOZnOPbOFeO等；中性氧化物有:Al2O3Fe2O3Cr2O3等；酸性氧化物有：SiO2TiO2ZrO2SnO2MnO2B2O3P2O5等；坯式通常以中性氧化物R2O3為基準(zhǔn)，令其摩爾數(shù)為1，可按下列形式表述。

3.1.1.3坯、釉式表示法703.1.1.4礦物組成表示法

在坯、釉料配方中，把天然原料中所含的同類礦物含量合并在一起，以純理論的粘土、長石及石英三種礦物來表示坯、釉料配方組成，這種方法稱為礦物組成表示法，又稱示性組成表示法。例如，對不同陶瓷坯料的礦物組成進(jìn)行分析，可得到如表3-3所示的坯料配方。3.1.1.4礦物組成表示法71礦物組成表示法的依據(jù)是同類型的礦物在坯料中所起的主要作用基本相同。但實際上，即使是同類型的礦物，它們的性質(zhì)和在坯體中的作用也有差別，因此，這種方法只能粗略地反映一些情況。通常，把這種方法表示的配方稱為理論配方，在生產(chǎn)中并不采用，而只在分析研究配方時參考。3.1.1.5三角坐標(biāo)圖法

陶瓷工業(yè)常用三角坐標(biāo)圖來標(biāo)出三元配方坯料所在位置，以表示坯料的組成，這種表示方法稱為三角坐標(biāo)圖法。三角形的每邊分成100等份，按逆時針方向順序數(shù)到各個頂點，既是所代表物質(zhì)的100%。三角形面積上的任何一點都代表三種物質(zhì)按一定比例的混合物。但各直線邊上的任何一點只代表兩種物質(zhì)按一定比例的混合物。三角坐標(biāo)圖表示法只適用于由較純的原料所組成的陶瓷坯料。對含有大量雜質(zhì)的坯料（如磚瓦或燒結(jié)磚），也想在三角坐標(biāo)圖上去表示，就變得沒有意義。礦物組成表示法的依據(jù)是同類型的礦物在坯料中所起的723.1.2坯、釉料配方組成3.1.2.1坯料配方組成（1）坯料配方組成普通陶瓷坯料配方，從礦物成分上看是由石英類礦物、粘土類礦物和熔劑類礦物組成。（2）各種氧化物在瓷坯中的作用

各種氧化物在瓷坯中的作用如下：SiO2：瓷中的SiO2是以“半安定方石英”、“殘余石英顆?！?、溶解在玻璃相中的“熔融石英”以及在莫來石晶體中和玻璃態(tài)物質(zhì)中的結(jié)合狀態(tài)存在。SiO2在高溫時一部分與Al2O3反應(yīng)生成針網(wǎng)狀莫來石（3Al2O3·2SiO2）晶體，成為胎體的骨架，提高瓷器的機(jī)械強度和化學(xué)穩(wěn)定性。另一部分與長石等原料中的堿金屬和堿土金屬氧化物形成玻璃態(tài)物質(zhì)，增加液相的粘度，并填充于坯體骨架之間，使瓷坯致密并呈半透明性。余下的SiO2以游離狀態(tài)存在，亦起骨架作用。Al2O3：提高坯料中的Al2O3含量，可提高制品的燒成溫度、白度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。Al2O3含量過少（低于15%），瓷的燒成溫度低，但高溫中易發(fā)生變形。CaO與MgO：在瓷器中的堿土金屬氧化物一般含量較少。在含量少的情況下，與堿金屬氧化物共同起助熔作用。坯料中引入一定量的CaO、MgO等可以提高瓷的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強度，提高白度和透光度。

3.1.2坯、釉料配方組成73

K2O與Na2O：堿金屬氧化物，主要由長石、瓷土等含有堿金屬氧化物的原料引入。K2O與Na2O存在于瓷的玻璃相中，起助熔作用，提高瓷的透光性。鉀、鈉氧化物含量過高，急劇降低燒成溫度與熱穩(wěn)定性。Fe2O3與TiO2：坯料組成中的鐵、鈦氧化物會使瓷呈色，影響白色瓷的外觀質(zhì)量，通常，鐵、鈦氧化物是由配料的原料帶入。（3）瓷中各氧化物成分之間的關(guān)系瓷坯組成中各成分之間也有一定的比例關(guān)系，可采用坯式中的硅鋁比坐標(biāo)圖，來加以說明。硅鋁比坐標(biāo)圖是以“坯式”中的“R2O+RO”為基礎(chǔ)（令其為1），以Al2O3分子數(shù)為縱座標(biāo)，SiO2分子數(shù)為橫座標(biāo)，在圖中標(biāo)出一系列瓷坯的組成點。從區(qū)域的組成及燒成溫度雖然有所不同，但從瓷的成分中Al2O3分子數(shù)與SiO2分子數(shù)之間的比例關(guān)系來看，有一個基本一致的規(guī)律。這個規(guī)律是：①Al2O3/SiO2=1:5左右；②坯料中的Al2O3分子數(shù)不應(yīng)低于2。

K2O與Na2O：堿金屬氧化物，主要由長石、瓷土等743.1.2.3釉料配方組成釉料配方原料和基本組成成分與坯料配方原料和組成成分大致相同，由于要求釉料在坯料成瓷的燒成溫度下形成玻璃，所以，釉料配方中熔劑類原料較多，粘土類原料較少。釉料中主要氧化物有SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、BaO、PbO、B2O3、ZrO2等，各氧化物的主要作用如下：SiO2：提高熔融溫度和粘度，給釉以高的機(jī)械強度（如硬度、耐磨性）、化學(xué)穩(wěn)定性，并降低膨脹系數(shù)。通過SiO2與RO+R2O分子比〔SiO2/（RO+R2O）〕可判斷釉的熔融性能；分子比在2.5～4.5之間較為易熔，4.5以上的則較難熔。Al2O3：改善釉的性能，提高化學(xué)穩(wěn)定性、硬度和彈性，并降低膨脹系數(shù)。但因其會提高玻璃相的熔點及粘度，故用量不易過高。在確定SiO2的含量后，SiO2和Al2O3的分子比控制在7～10之間，可得到光澤釉；如在3～4之間，則可得到無光釉。3.1.2.3釉料配方組成75CaO：CaO和SiO2形成玻璃，能改善坯和釉的結(jié)合，提高釉的彈性、硬度和光澤，增加釉的高溫流動性。CaO用量過多（超過18%）則能使玻璃結(jié)晶傾向增加，產(chǎn)生失透現(xiàn)象。MgO：降低膨脹系數(shù)，提高彈性，促進(jìn)坯釉中間層形成，從而減少釉的碎裂傾向；能增加乳濁而提高白度（以白云石引入的MgO不產(chǎn)生乳濁作用），同時改善釉料的懸浮性，增寬熔融溫度范圍，對氣氛不敏感。滑石的用量不宜超過15%，否則將降低其助熔作用，而使釉面光澤變差。Na2O：主要起助熔作用，使釉具有良好的透光性，但Na2O增大玻璃的膨脹系數(shù)，降低彈性及化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強度等。K2O：在釉中主要起助熔作用，使釉具有良好的透光性。ZnO：使釉易熔，對釉的機(jī)械強度、彈性、熔融性能和耐熱穩(wěn)定性均能起到良好作用，能增加釉的光澤、白度，并能使釉的成熟范圍增大。用量過多則易析晶。BaO：可增加釉的光澤，降低熔融粘度，增加析晶傾向。鋇釉比鉛釉硬度大、膨脹系數(shù)接近。CaO：CaO和SiO2形成玻璃，能改善坯和釉的結(jié)76PbO：強烈降低釉的熔融溫度。能使釉光亮，硬度低，彈性大，但有毒。一般使用PbO配釉時，應(yīng)先配成熔快。B2O3：降低熔融物的粘度，增加釉的光澤，降低析晶能力，提高釉的彈性。B2O3可用硼砂或硼酸引入，一般使用B2O3配釉時，應(yīng)先配成熔快。ZrO2：可提高釉的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，提高釉的耐堿、耐磨能力。3．1．3確定坯釉料配方的依據(jù)確定陶瓷坯釉料配方的主要依據(jù)有以下幾個方面：①產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)和使用要求。②配方要能滿足生產(chǎn)工藝的要求。③原料來源與質(zhì)量穩(wěn)定性，價格高低。PbO：強烈降低釉的熔融溫度。能使釉光亮，硬度低，彈773．2配方基礎(chǔ)計算3．2．1吸附水計算某一原料的濕重為G克，經(jīng)105～110℃干燥至恒重后的質(zhì)量為G1克，此試樣的吸附水含量可以濕基或干基兩種方法表示。在實際配方中，一般是根據(jù)干料的用量，通過濕基的換算，而求得所需濕原料的質(zhì)量。3．2．2不含灼減量的化學(xué)組成計算在進(jìn)行坯或釉式的計算時，常將化學(xué)分析的結(jié)果中的灼減量除去，計算為僅含氧化物的百分?jǐn)?shù)。3．2配方基礎(chǔ)計算在實際配方中，一般是根據(jù)干料的用78如某瓷坯料的化學(xué)組成為：SiO259.94%,Al2O321.91%,Fe2O30.48%,CaO2.91%,MgO0.17%,K2O2.70%,Na2O0.68%,灼減量（I.L）11.12%,合計99.91%。將此百分組成換算成不含燒失量的百分組成為：如某瓷坯料的化學(xué)組成為：SiO259.94%,Al793.2.3坯、釉料配方坯式和釉式的計算3.2.3.1由坯、釉料的化學(xué)組成計算坯式和釉式

由化學(xué)組成計算坯式、釉式是將坯料、釉料化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)（或配料中各種原料單獨分析的結(jié)果），計算出符合坯式、釉式所規(guī)定的要求。其計算按下述步驟進(jìn)行：①用各氧化物的分子量去除相應(yīng)氧化物的百分含量，得到各氧化物的分子數(shù)。②計算坯式時，以中性氧化物R2O3分子數(shù)之和去除各氧化物分子數(shù)；計算釉式時，以堿性氧化物（R2O+RO）分子數(shù)之和去除氧化物分子數(shù)；得到的數(shù)字就是坯式或釉式中各氧化物前面的系數(shù)（相對分子數(shù)）。③按照堿性氧化物、中性氧化物及酸性氧化物的順序列出各氧化物的相對分子數(shù)即為坯式或釉式。④若原始的組成中含有灼減量，則應(yīng)先將原組成換算為不含灼減量的組成，再按上列步驟計算。3.2.3坯、釉料配方坯式和釉式的計算80【例3-1】某鋯質(zhì)釉配方為：長石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)組成列于下表3-10，試計算其釉式。解：把釉料組成百分比乘各原料的化學(xué)組成即得釉料各氧化物含量，計算結(jié)果見下表3-11?！纠?-1】某鋯質(zhì)釉配方為：解：把釉料組成百分比乘81釉式的計算見表3-12。用各氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)除以分子量得各氧化物的分子數(shù)；各氧化物的分子數(shù)除以R2O和RO分子數(shù)之和，即0.287，得釉式中的分子數(shù)。釉式的計算見表3-12。用各氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)除以分82單元三坯釉料配方及其計算本單元學(xué)習(xí)要點掌握確定坯釉-課件833.2.3.2由坯式、釉式計算坯、釉料的化學(xué)組成

如果知道某一坯料（釉料）的坯式（釉式），欲求出原化學(xué)百分組成，則可用坯式（釉式）中各氧化物的分子數(shù)乘以該氧化物的分子量，得出該氧化物的質(zhì)量。再以各氧化物的質(zhì)量總和，分