陶瓷材料工艺学（陶瓷材料工艺学（1 1）坯料组成、设计及配料计算坯料组成、设计及配料计算n n一一、坯料组成的表示方法坯料组成的表示方法n n二、二、设计配方的依据设计配方的依据n n 三、三、配料计算配料计算主主 要要 内内 容容一、一、坯料组成的表示方法坯料组成的表示方法（1 1）配料比（量）表示法配料比（量）表示法（2 2）矿物组成矿物组成( (又称示性矿物组成又称示性矿物组成) )表示表示（3 3）化学组成表示化学组成表示（4 4）实验公式实验公式( (赛格式赛格式) )表示表示（5 5）分子式表示法）分子式表示法 （1）配料比（量）表示法这是最常见的方法，列出每种原料的重量百分比。这是最常见的方法，列出每种原料的重量百分比。刚玉瓷的配方：工业氧化铝刚玉瓷的配方：工业氧化铝95.095.0、苏州高岭、苏州高岭 土土2.02.0、海城滑石、海城滑石3.03.0。卫生瓷乳浊釉的配方：长石卫生瓷乳浊釉的配方：长石33.233.2、石英、石英20.420.4 、苏州高岭土、苏州高岭土3.93.9、广东锆英石、广东锆英石13.413.4、 氧化锌氧化锌4.74.7、煅烧滑石、煅烧滑石9.49.4、石灰石、石灰石9.59.5 、碱石、碱石5.55.5。 优点：具体反映原料的名称和数量，便于直接进行生产或优点：具体反映原料的名称和数量，便于直接进行生产或试验。试验。 缺点：各工厂所用及各地所产原料成分和性质不相同或即缺点：各工厂所用及各地所产原料成分和性质不相同或即使是同种原料，只要成分不同，配料比例也须作相应变更。使是同种原料，只要成分不同，配料比例也须作相应变更。无法互相对照比较或直接引用。无法互相对照比较或直接引用。（1）配料比（量）表示法（2 2）矿物组成）矿物组成( (又称示性矿物组成又称示性矿物组成) )表示表示普通陶瓷生产中，常把天然原料中所含的同类矿物含量普通陶瓷生产中，常把天然原料中所含的同类矿物含量合并在一起，用粘土矿物、长石类矿物及石英三种矿物的重合并在一起，用粘土矿物、长石类矿物及石英三种矿物的重 量百分比表示坯体的组成。量百分比表示坯体的组成。依据依据：同类型的矿物在坯料中所起的主要作用基本上是相同。：同类型的矿物在坯料中所起的主要作用基本上是相同。 优点：用矿物组成进行配料计算时较为简便。优点：用矿物组成进行配料计算时较为简便。 缺点：矿物种类很多，性质有所差异。它们在坯料中的作用缺点：矿物种类很多，性质有所差异。它们在坯料中的作用也是有差别的。这种方法只能粗略地反映一些情况也是有差别的。这种方法只能粗略地反映一些情况。（3 3）化学组成表示）化学组成表示根据化学全分析的结果，用各种氧化物及灼烧减量的根据化学全分析的结果，用各种氧化物及灼烧减量的重量百分比反应坯和釉料的成分。重量百分比反应坯和釉料的成分。例： SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O ZnO 灼减量 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 缺点：由于原料和产品中这些氧化物不是单独和孤立存缺点：由于原料和产品中这些氧化物不是单独和孤立存在的，它们之间的关系和反应情况又比较复杂，因此这种在的，它们之间的关系和反应情况又比较复杂，因此这种方法也有其局限性。方法也有其局限性。 优点：利用这些数据可以初步判断坯、釉的一些基本优点：利用这些数据可以初步判断坯、釉的一些基本性质。再用原料的化学组成可以计算出符合既定组成的性质。再用原料的化学组成可以计算出符合既定组成的 配方。配方。（3 3）化学组成表示）化学组成表示（4 4）实验公式）实验公式( (赛格式赛格式) )表示表示根据坯和釉的化学组成计算出各氧化物的分子式，按照根据坯和釉的化学组成计算出各氧化物的分子式，按照碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的顺序列出它们的分碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的顺序列出它们的分 子数。这种式子称为坯式或釉式。子数。这种式子称为坯式或釉式。坯式通常以中性氧化物坯式通常以中性氧化物R R2 2OO3 3为基准，令其分子数为为基准，令其分子数为1 1，则可写成下列形式：则可写成下列形式：（x xRR2 2O+O+y yRORO）1R1R2 2OO3 3 z zSiOSiO2 2釉式以碱金属及碱土金属氧化物釉式以碱金属及碱土金属氧化物R R 2 2OO及及RORO的分子数之的分子数之 和为基准，令其为和为基准，令其为1 1，则釉式可写成：，则釉式可写成：11（R R2 2O+ROO+RO）mmRR2 2OO3 3 n nSiOSiO2 2 电子工业用的陶瓷常用分子式表示其组成。电子工业用的陶瓷常用分子式表示其组成。例如最简单的锆例如最简单的锆钛钛铅固溶体的分子式为：铅固溶体的分子式为：PbPb（ZrZrx xTiTi1-x1-x）OO3 3它表示它表示PbTiOPbTiO3 3中的中的TjTj有有x x分子被分子被ZrZr取代。取代。如如：PbPb0.9200.920MgMg0.0400.040SrSr0.0250.025BaBa0.0150.015（ZrZr0.530.53TiTi0.470.47）OO3 3+0.500 +0.500 重量重量CeOCeO2 2+0.225+0.225重量重量MnOMnO2 2上式表示上式表示：PbPb（ZrZr0.530.53TiTi0.470.47）OO3 3中的中的PbPb有有4 4分子被分子被MgMg取代，取代，2.52.5分子被分子被SrSr取代，取代，1.5%1.5%分子被分子被BaBa取代；在取代；在PbTiOPbTiO3 3中的中的TiTi 有有5353分子被分子被ZrZr取代，或者说取代，或者说PbTiOPbTiO3 3中的中的ZrZr有有4747被被TiTi取代。取代。 外加的外加的CeOCeO2 2和和MoOMoO2 2为改性物质。为改性物质。（5 5）分子式表示）分子式表示二、设计配方的依据二、设计配方的依据确定陶瓷配方时，应注意下列几个问题：确定陶瓷配方时，应注意下列几个问题： 产品的物理产品的物理化学性质、使用要求是考虑坯、釉料化学性质、使用要求是考虑坯、釉料组成的主要依据。组成的主要依据。 在拟定配方时可采用一些工厂或研究单位积累的数据在拟定配方时可采用一些工厂或研究单位积累的数据和经验，这样可以节省试验时间，提高效率。和经验，这样可以节省试验时间，提高效率。 了解各种原料对产品性质的影响是配料的基础。了解各种原料对产品性质的影响是配料的基础。 配方要能满足生产工艺的要求。配方要能满足生产工艺的要求。 希望采用的原料来源丰富，质量稳定、运输方便、希望采用的原料来源丰富，质量稳定、运输方便、价格低廉。价格低廉。三、配料计算三、配料计算pp1. 1. 基本项目的计算基本项目的计算pp2. 2. 由化学组成计算配方由化学组成计算配方pp3. 3. 由矿物组成计算配方由矿物组成计算配方 pp4. 4. 由实验公式由实验公式坯式坯式( (或分子式）计算配方或分子式）计算配方pp5. 5. 更换原料时配方计算更换原料时配方计算1. 1.基本项目的计算基本项目的计算 目的：掌握坯式、釉式、原料及坯料矿物组成的计算是配方计算的基本训练 。 p由坯、釉的化学组成计算坯、釉式 p由坯、釉式计算它们的化学组成 p由化学组成计算矿物组成 由坯、釉的化学组成计算坯、釉式 计算步骤：（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数。（2）坯式：以各氧化物的分子数除以R2O3分子数。釉式：各氧化物的分子数除以（R2ORO）的分子数之和所得到的数字就是坯式或釉式中各氧化物前面的系数（相对分子数）。（3）按照碱性氧化物、中性氧化物及酸性氧化物顺序列出各氧化物的相对分子数，即坯釉式。（4）若原始组成中含有灼减量，则应先换算为不含灼减的组成，再按上述步骤计算。例1 某瓷坯的化学组成如表1所示，试求该瓷坯的实验式。 表1 某瓷坯的化学组成O67.07 26.33 0.86 1.22 0.34 2.17 2.00 100Al2O3摩尔数：26.33/101.96=0.2582； Fe2O3摩尔数： 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摩尔数： 67.07/60.09=1.1162 1.1162/0.2636=4.232同理获得其他氧化物前的摩尔数。 经上述计算步骤可得该瓷坯实验式为：例2 某锆质釉配方：长石：25.6 石英：32.2 粘土：10.0 白垩：18.4 氧化锌：2 锆英石：11.8 各原料的化学组成列表如下，计算釉式。 由釉的化学组成计算釉式原料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O ZnO ZrO2 灼减 总 计 长石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白垩1.0 0.24 54.66 0.22 100 43.0 99.16氧化锌 100.00锆英石38.81 5.34 0.4 0.2 55.1 99.85 解： （1） 把原料组成百分比乘各原料中化学组成，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长石 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