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配置1kg该陶瓷粉料需要原料的计算设计题目：陶瓷坯料的制备MgO-Al2O3-SiO2为重要的高温陶瓷材料体系之一、在窑具，电路基板，蜂窝陶瓷等方面具有广泛用途。现利用煤矸石、工业氧化铝、菱镁矿为原料，辅以组分氧化物调节，配制分子式为Mg1.75Ca0.25Al3.80Fe0.2Si5O18的陶瓷配方，若煤矸石用量为40wt%，其余Al2O3由工业氧化铝、MgO由菱镁矿补充，配方最终由分析纯组分氧化物试剂调节至配方要求。陶瓷坯料的配料计算解：（1）先计算坯料的分子量。将坯式改写为：(MgO)1.75(Al2O3)1.9(Fe2O3)0.1(CaO)0.2(SiO2)5表1：1kg坯料的质量（g）项目MgOAl2O3Fe2O3CaOSiO21mol坯料分子质量氧化物摩尔数1.751.90.10.25氧化物分子质量40.3400g101.9613159.692256.079460.08431000g坯氧化物质量料对应118.6078325.770526.853823.5759505.1888594.6698煤矸石的质量=1000g×40%=400g煤矸石中各成分计算：m（MgO）=400g×0.08=32gm（Al2O3）=400g×0.25=100gm（Fe2O3）=400g×0.03=12gm（CaO）=400g×0.04=16gm（SiO2）=400g×0.6=240g仍需m（SiO2）=265.1888gm（Al2O3）=225.7705gm（Fe2O3）=14.8538gm（MgO）=86.6078gm（CaO）=7.5759g菱镁矿的配料计算由MgCO3分解生成MgO的百分比为MgO/MgCO3=40.3044/84.3142=47.80%由CaCO3分解生成CaO的百分比为CaO/CaCO3=56.0794/100.0892=56.03%由FeCO3分解生成Fe2O3的百分比为Fe2O3/2FeCO3=159.6922/231.7124=68.92%以所需MgO为基准计算需要m（MgCO3）=86.6078/0.4780=181.1879g则m（菱镁矿）=181.1879/0.95=190.7241提供m（Fe2O3）=118.1879×2/95×0.6892=1.715gm（CaO）=118.1879×2/95×0.5603=1.394g则仍需加入的氧化物m（Fe2O3）=26.8538-12-1.7148=13.139gm（CaO）=23.5759-16-1.3941=6.182gm（SiO2）=505.1888-240=265.189gm（工业Al2O3）=325.7705-100=225.771g表2：1Kg陶瓷粉体的原料用量（g）组分MgOAl2O3Fe2O3CaOSiO2小计1Kg陶瓷粉体的质量118.608325.77126.85423.576505.1891000煤矸石的质量321001216240400菱镁矿的质量86.806—1.7151.394—89.717分析纯组分氧化物试剂质量—225.77113.1396.182265.182510.281陶瓷制备工艺流程图菱镁矿调节氧化物煤矸石煅烧粗碎（颚式破碎机）筛分中碎（轮碾机）筛分称量粗碎(颚式破碎机）筛分中碎（轮碾机）筛分称量粉碎配料细磨（湿式球磨机）过筛（电磁振动筛）贮浆（泥浆池与搅拌机）干燥造粒（喷雾干燥塔）过筛（自定中心振动筛）闷料（粉料仓）压制粉料施釉与烧成筛分称量制备工艺一原料的煅烧（煅烧菱镁矿）煅烧菱镁矿的目的是稳定晶型，改变物性。使MgCO3CaCO3FeCO3分解得到MgOCaOFe2O3原料并且使原料结构变得疏松，易于破碎，使坯料的灼减量降低，减少收缩，有利于提高产品质量。二原料的破碎原料破碎的目的是使原料中的杂质易于分离（如通过磁选机除去磁性物质，通过筛网除去片状矿物等）；使各原料能够均匀混合，使成型后的坯体致密；增大各种原料的表面积，使其易于进行固相反应或熔融，提高反应温度并降低烧成温度。根据原料的硬度和块度不同，破碎设备和分级方式是不同的。1原料的粗碎（颚式破碎机）颚式破碎机是无机材料工厂广泛应用的粗碎和中碎机械。是依靠活动颚板做周期性的往复运动，把进入两颚板间的物料压碎，颚式破碎机具有结构简单，管理和维修方便，工作安全可靠，使用范围广等优点。它的缺点是工作间歇式，非生产性的功率消耗大，工作时产进行，使零件承受较大的负荷，不适合破碎片状及软状粘性物质），出料块度为40~60mm（有时用两级连续破碎来达到此块度）随着电动机连续转动破碎机动颚作周期性的压碎和排料，实现批量生产，用于粗碎。2原料的中碎（轮碾机）轮碾机是常用的中碎装置，物料是碾盘与碾轮之间相对滑动与碾动的重力作用下被碾磨与压碎的，碾轮越重尺寸越大，则粉碎力越强。陶瓷厂用于制备坯釉料的轮碾机常用石质碾轮和碾盘。一般轮子直径为物料快直径的14——40倍，硬质物料取上限，软质物料取下限。碾轮机碾碎的物料颗粒组成比较合理，从微米颗粒到毫米级粒径，粒径分布范围广，具有较合理的颗粒范围，常用于碾碎物质，经过终碎使原料粒度小于0.7mm。3原料的细磨（湿式球磨机）球磨机是陶瓷厂的细碎设备。再细磨坯料中，其起到研磨和混合的作用。陶瓷厂多数用间歇式湿法研磨坯料，这是由于湿法球磨时水对原料颗粒的表面的裂缝有劈裂作用，其球磨效率比干式球磨高，制备可塑性泥浆的质量比干磨的好。且在后制工艺中，可以避开粉尘飞扬。湿式球磨机结构简单维修方便，粉碎粒度均匀，过粉碎现象少，被广泛应用。使用湿式球磨机应注意加水量过多，由于原料过于分散，会相对减少球石与原料颗粒相互作用的机会，减弱球石的冲击力，从而降低粉磨效率。加水量过少，则不能形成具有流动性的泥浆。因此应合理控制用水量，操作时料球水比约为1：（1.5~2.0）：（0.8~1.2）。三筛分（电磁振动筛）筛分是利用具有一定尺寸的孔径或缝隙的筛面进行固体颗粒的分级。当粉粒经过筛面后，被分级成筛上料和筛下料两部分。电磁振动筛具有体积小、重量轻、结构简单、耗电省、可无级调节给料量等特点,电磁振动筛广泛应用。1．由于筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现象，使筛子具有较高的筛分效率和生产率。2．构造简单、拆换筛面方便。3．筛分每吨物料所消耗的电能少。四泥浆贮存、搅拌泥浆贮存有利于改善和均化泥浆的性能。建筑陶瓷坯料泥浆一般需在浆池内贮存2~3天再使用。浆池一般是圆形或六角形的，内设搅拌器，以防止泥浆分层和沉淀。五干燥造粒本过程采用直接将泥浆送入喷雾干燥器得到含水6%~8%的粉料，一步完成脱水和造粒过程。不经过造粒就难以压制成型。通过造粒，获得满足布料均匀必需的粉料流动性，这是压制的前提；而且只有合理颗粒组成的粉料，才能保证快速压制过程中顺利排出粉料中的气体，避免分层。造粒是指在磨细的粉料中加入一定量粘合剂，均匀调和后使之形成颗粒状粉体，这种粉料具有较好的流动性与压延性，以便在压片工序中可以得到具有较好强度、不易分层开裂的片子。在工业化生产中采用喷雾干燥法造粒，其基本原理是把带有粘合剂的粉料，用喷雾器喷入造粒塔中进行雾化，塔中的雾滴被塔中热气流干燥成颗粒状粉体，然后从塔底部卸出。六闷料闷料是为了使水分均匀，就像土的击实一样，撒完水搅拌后也要闷料，就是为了使水分均匀在试样中，否则，在试样中各个地方的含水量不一样，影响击实的结果。七压制粉料通过模具将粉料压制成需要的形状。成型素坯性质三要素：①素还无宏观缺陷如分层、缺角和剥离等现象；②素还应具有足够的强度；③亲还成型密度高。气孔凡十分布窄而单一。内部国微组织均匀。以上三个要素中第③点取决干粉料自身的性质。第①、②点则与粉料的成型操作有关。要做到这些应遵守下列操作三要素。(3)干压成型操作三要素①颗粒流动性好。颗粒在模具中能自由流动并达到均匀充填，充填密度高。不均匀充填可导致宏观缺陷及密度不均。②素坯中颗粒间有足够粘接强度。③加压时。粉料与模壁摩擦力小。摩擦力大可导致分层及上下密度不坏上述三要素中。第③点取决干粉料本身的性质。第③点则与模具的表面处理有关。成型时模具与粉末接触要喷洒润滑剂。以保证成型时压力传递和顺利脱模。八施釉釉是指覆盖在陶瓷坯体上的玻璃态薄层，但它的组成较玻璃复杂，其性质和显微结构也和玻璃有较大的差异，如它的高温粘度远大于玻璃；其组成和制备工艺与坯料相接近而不同于玻璃。釉的作用在于：改善陶瓷制品的表面性能，使制品表面光滑，对液体和气体具有不透过性，不易沾污。其次可以提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性。釉还对坯起装饰作用，它可以覆盖坯体的不良颜色和粗糙表面。许多釉如颜色釉、无光釉、砂金釉、析晶釉等具有独特的装饰效果。施釉工艺在于胚体的性质、尺寸和器形以及生产条件卡选择合适的施釉方法和适当的釉浆密度。施釉方法主要有以下几种：1.浸釉法将胚体浸入釉浆，利用胚体的吸水性或热胚对釉的粘附而使釉料附着胚上。釉层厚度视胚体的吸水性、釉浆浓度和浸责时间而定，此发可用于除薄壁胚体以外的大中小型产品2.浇釉法浇釉是将胚体放在旋转的机轮上，釉浆浇在胚体中央，借离心力使得浆体均匀散开。或使釉浆流过半球浇釉器表面在流向胚体。此发适用于盘碟或者单面层瓷砖或胚体强度较差的胚体。3.喷釉发利用喷枪或喷雾器将釉浆成雾滴使之附在胚体上。胚与枪的距离、喷釉压力、釉浆密度决定釉层厚度，此发适用与大型，薄壁或形状复杂的生胚。可多次喷釉以增加厚度，近年来卫生陶瓷生产线上采用自动喷釉，并设计出静电喷釉，使之操作时损失大为减少。４.刷釉法刷釉发是用毛刷或者毛笔涂刷在胚体表面，此发多用于工艺瓷的施釉及补釉，釉浆密度可以很大。５.气化施釉最常见的为熔盐釉。此外，还有荡釉，适用于中空的壶，瓶得便感物的内部上釉。滚釉法适用于圆管性胚，施釉时在胚在釉浆面上由滚动。九烧成（隧道窑）陶瓷制品的烧成陶瓷制品在成型及干燥后强度是比较低的,需要经过煅烧使组成制品的物料颗粒牢固结合在一起。这一过程称为陶瓷的烧成。在烧成过程中,制品内部发生一系列的变化。首先是残余的水份蒸发。与此同时或梢后一些物科中化学结合的水份分离出来，接着有机物燃烧,得到稳定陶瓷制品。烧成需要经历四个阶段：低温阶段(常温至300OC左右)；氧化分解阶段（300~950OC）；高温玻化成瓷阶段（从950OC到最高烧成温度）；冷却阶段烧成过程中的注意事项1坯体厚薄不匀有造成开裂的可能，坯体入窑水分太大也会造成开裂，烧成制度不合理是造成开裂的主要原因。例如：进车不匀，预热带温度过高，进车速度太快等。2陶瓷制品在隧道窑里烧成，需要在特定的烧成制度下进行，合理的烧成制度是得到良好产品的根本保证。烧成制度包括温度制度、压力制度、气氛制度，其中温度制度是最为关键的，尽力和气氛制度为辅，但也是十分重要，只有合理的三大制度才能达到良好的品质。温度制度：烧成温度过高，容易使瓷坯变形，晶粒粗大，晶界间隙变宽。烧成温度过低，瓷坯又不够致密，晶粒发育不完整，性能达不到要求。烧成温度，保温时间以及晶粒大小和机电性能之间是有一定关系的。因此应当合理控制烧成过程中的温度制度。低温阶段(常温至300OC左右)；氧化分解阶段（300~950OC）；高温玻化成瓷阶段（从950OC到最高烧成温度）；压力制度：压力制度的控制主要是通过调整烟道闸板和排烟孔小闸板来控制抽力，调节车下风压和风量等办法。还原焰烧成时，预热带控制负压-29.42Pa以下，烧成带正压19.61~29.42Pa，冷却带正压0~19.61Pa，氧化焰烧成时预热带为负压，烧成带为微负压到微正压-4.90~4.90Pa，冷却带为正压。气氛制度：水分排除阶段，氧化分解阶段，一般需要氧化气氛，它的作用主要是将前一阶段沉积在坯体上的碳素和坯体中的有机物及碳素烧尽