陶瓷习题及答案.docx

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陶瓷习题及答案

二、填空题〔每空1分共23分〕：

1.按照坯料的性能可将陶瓷成型方法分为压制成型、可塑成型和注浆成型三类,其中注浆成型又可分为普通注浆、热压注浆、流延法

2.普通陶瓷的分类依据,常是以概念、用途为标准划分的,按此标准,普通陶瓷可分为日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、化工陶瓷.

3.宋代的五大名窑汝窑、定窑、钧窑、哥窑、官窑

4.普通陶瓷常用的石英矿物原料脉石英、石英岩、砂岩.

5.钾长石和钠长石相比：

前者熔化温度X围宽,高温粘度增大,高温粘度系数降低,在熔融状态下对石英的溶解速度较慢.

6.绢云母质瓷坯的主要原料有绢云母、石英和高岭土,它们在坯料配方中的质量分数X围分别为30-50％、15-25％和30-50％.

7.影响熔融温度X围的因素釉料的组成、细度、均匀程度、烧成温度、烧成时间.

8.粘土按成因分为原生粘土、次生粘土,前者可塑性较差,耐火度较高,杂质含量较低.

9.影响可塑性的原因泥团固液相、泥团固液相的相对数量、吸附离子种类

、颗粒的形状、大小.

10.釉料中提高SiO2的含量,可以使釉的成熟温度增大、高温粘度增大、热膨胀系数降低、强度增大；如果提高K2O的含量,可以使釉的成熟温度增大、高温粘度增大、热膨胀系数降低、强度降低.11.影响陶瓷制品白度的主要因素是坯釉料化学组成中的氧化铁和氧化铬等着色氧化物.为缓解这些氧化物的影响一般加入磷酸盐、滑石和氧化钡物质.

12.坯料按成熟温度分为烧成温度、烧结温度.

13.陶瓷原料按工艺特性分为可塑性原料、非可塑性原料和熔剂性原料,它们在长石坯料的示性矿物组成的质量分数X围分别为％、％和％.

14.泥浆的浇注性能包括流动性、吸浆速度、脱膜性、挺实性、加工性.

15.调节坯料性能的添加剂种类解凝剂、结合剂、润滑剂

16.釉料中提高SiO2的含量,可以使釉的成熟温度增大、高温粘度增大、热膨胀系数降低、抗X强度增大；如果提高Na2O的含量可以使釉的成熟温度增大、高温粘度增大、热膨胀系数降低、抗X强度降低.

17.传统窑炉使用不洁燃料,装窑时需将产品装入封闭的窑具中烧成是为了：

避免与污染物接触、支撑制品和拖放与叠装

18.网络形成剂的特征氧化物键能大,氧化物场强大,氧化物键具有极性、和熔体结构,高温粘度系数大,在熔融状态下对石英的溶解速度加快.

19.乳浊釉按乳浊剂的形态分类有气相、液相和固相乳浊剂.

20.骨灰瓷的瓷质特点：

白度高、透明度好、瓷质软、光泽柔和；脆性较大、热稳定性差、烧成X围狭窄.

21.坯和釉的热膨胀系数是影响坯釉适应性的主要因素之一,如果二者相差太大,α釉>α坯,俗称负釉,釉面受X应力,使釉层下凹和产生开裂缺陷,α釉<α坯,俗称正釉,釉面受压应力,使釉层压缩和产生剥落缺陷,通常希望二者的大小关系是α釉=α坯.

22.长石质瓷坯的主要原料有长石、石英和高岭土,它们在坯料配方中的质量分数大约分别为20-30％、25-35％和40-50％.

23.窑具是陶瓷制品在窑炉内烧成时,或者为了隔离不净的烟气直接接触制品或者为了制品的支撑托放与叠装制品的材料.

24.在硅酸盐铝质耐火材料中,Al2O3含量的提高,材料的耐火度增大.

25.窑具材质主要有那四种硅铝质、硅铝镁质、碳化硅

、熔融石英.

26.陶器又可以分为：

粗陶瓷、普通陶瓷和细陶瓷.

27.在普通陶瓷坯釉配方中Al2O3和SiO2的摩尔比,瓷坯一般控制在1∶5左右；光亮瓷釉一般控制在1∶6-10左右.

28.陶瓷烧成过程中压力制度是实现气氛制度的保证,通常窑内正压有利于还原气氛的形成,负压有利于氧化气氛的形成.

29.解凝剂的种类有有机解凝剂、无机解凝剂和高分子解凝剂

30.聚丙烯酸盐采用它的铵盐或钠盐50个单体为解凝剂,5000个单体稠化为粘结剂500000个单体为絮凝剂.

31.一般长石质瓷的显微结构由几部分组成玻璃相、莫来石相晶体、残留石英〔含方石英〕

、少量气孔

32.熔剂型原料分为自熔型原料和共熔型原料

33.示性矿物组成表示的优点进行配料计算式比较方便,缺点只能粗略地放映一些情况

三、名词解释<每题2分共12分>

1.可塑性的定义、结合性定义、离子交换性定义、触变性定义.

可塑性的定义：

粘土和水混合成泥团,在外力作用下产生形变但不开裂,撤销外力后,泥团能维持形变.

结合性定义：

粘土粘结一定细度的物料,形成具有干燥性能的可塑性泥团.

离子交换性：

粘土表面的断键和内部晶格离子发生置换,其表面总是带有电荷,且吸附相反电荷离子.

触变性定义：

粘土或可塑性泥团,在振动或搅拌下,粘度降低,流动性增大,静置后,能恢复原状,或者是相同的泥料,在水分维持不变的前提下,放置一段时间,出现变稠或者固化.

2.陶瓷烧成温度与烧结温度

烧成温度：

为了达到产品性能要求所需要达到的温度

烧结温度：

材料加热过程中,气孔率最小,密度最大的温度

3.注浆成型、可塑成型、压制成型

注浆成型：

利用石膏模的吸水性,将具有流动性的泥浆注入石膏模内,使泥浆分散地粘附在模型上,形成和模型相同形状的坯泥层,并随时间的延长而逐渐增厚,当达到一定厚度时,经干燥收缩而与模壁脱离,然后脱模取出,坯体制成.

可塑成型：

用可塑泥料制成坯体

压制成型：

在外力下将原料压制成一定形状的坯体.

4.陶器与瓷器的区别

陶器：

①烧成温度不同②坚硬程度不同③使用原料不同④透明度不同⑤釉料不同

5.一次粘土,二次粘土

①深层的岩浆岩〔花岗岩、伟晶岩、长石岩〕在原产地风化后即残留在原地,多成为优质高岭土的矿床,一般称为一次粘土〔也称为残留粘土或原生粘土〕

②风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后,在低洼地方沉而成的矿床,成为二次粘土〔也称为沉积粘土或次生粘土〕

6.高岭石,蒙脱石的化学式,四面体结构与八面体结构如何排列.

①高岭土化学通式：

Al2O3·2SiO2·2H2O4>1:

1型层状结构硅酸盐,Si-O四面体层和Al-〔O,OH〕八面体层通过共用氧原子联系成双层结构,构成机构单元层.

②蒙脱石：

化学通式：

Al2O3·4SiO2·nH2O<蒙脱石n>2>2：

1型层状结构,两端〔SiO4〕四面体,中间夹一个[AlO6]八面体,构成单元层.

7.瓷石的矿物成分.

绢云母,石英为主要成分,含长石,高岭石等杂质矿物.

8.石英多晶转变的体积效应

①一级转变的体积变化大,但由于其转化速度慢,体积效应小,且在高温下有液相存在,对胚体影响不大.

②二级转变的体积变化小,但转化速度快,瞬间完成,体积效应大,无液相,对内应力,胚体影响大,必须严格控制.

9.陶瓷坯体烧成后石英形成何种方式的石英？

实际生产中,由于烧成温度的限制〔一般在1300℃〕,最终石英以半安定方石存在,即所说的方石英.

10.n〔Al2O3〕/m〔SiO2〕的基本规律？

n〔Al2O3〕/m〔SiO2〕=1:

5坯料中的Al2O3不低于2mol

11.硅藻土如何形成

溶于水的部分二氧化硅,被微细的硅藻类水生物吸取,沉淀演变而成为含水的非晶质二氧化硅

12.熔剂性原料的定义

小于1400℃烧成温度X围内,某一原料本身产生熔体,或与其他原料共熔形成熔体,由于熔体的产生使产品在低温下烧成,具有这一特性的原料叫熔剂性原料

13.骨灰瓷最后的形成什么岩相成分？

化学反应式？

①岩相组成：

玻璃相40%,β-Ca3〔PO4〕2>40%,Ca--长石20%,少量的方石英,气孔,莫来石

3Ca32·3H2O=3Ca32+CaO+H2O+CO2

CaO+Al2O3·2SiO2=3Ca32+CaO·Al2O3·2SiO2

偏高岭石钙长石

14.滑石瓷最后的形成什么岩相成分？

化学反应式？

①岩相组成：

原顽火辉〔MgOSiO2〕石为主晶相,少量的斜顽火辉石和方石英,少量的玻璃相.

15.长石化学式,结构特点.

长石为架状硅酸盐结构,据结构特点分为：

钾长石：

K2O·Al2O3·6SiO2

钠长石：

Na2O·Al2O3·6SiO2

钙长石：

CaO.Al2O3.2SiO2

钡长石：

BaO·Al2O3·2SiO2

16.酸度系数计算公式

酸度系数：

酸性氧化物与碱性氧化物和中性氧化物的分子数之比C.A=/

17.什么是釉？

釉的作用是什么？

①釉的概念：

附着在陶瓷坯体表面的一种玻璃或玻璃与晶体的连续粘着层

②釉的作用：

A装饰：

提高艺术、欣赏价值B．改善制品的各种性能：

化学稳定性、防污性〔平滑、表面积减少〕、力学性能、电学性能、抗菌性能等等.

18.制备熔块的原因

配制低温釉必须引入含有铅、硼的氧化物或化合物,而这些物质大多是有毒或溶于水的,直接使用可能导致工人中毒或坯釉料化学组成发生变化.此外经过一次熔制后,使难熔原料变得易熔,使釉料均匀釉面质量提高.

19.我国陶瓷工艺发展的三个重大突破？

三大重大突破即是原料的选择和精制、炉窑的改进和烧成温度的提高、釉的发现和使用.前一个突破是陶向瓷发展的内因根据,后两个是陶向瓷发展的外因条件.

20.窑炉,窑具的定义

①窑炉是用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备,是陶艺成型中的必备设施.

②为避免火焰直接接触制品而造成窑内污损,为承载、叠装制品,需要一定形状,性能的耐火材料来达到这个目的,通称窑具.

21.风化残积型粘土的成因？

成因：

深层的岩浆岩〔花岗岩、伟晶岩、长石岩〕在原产地风化后即残留在产地,多成为优质高岭土的矿床,一般称为一次粘土〔也称为残留粘土或原生粘土〕；粘土的产地不同,其成分也有较大波动.

22.干燥收缩的原因？

23.解凝剂、结合剂、润滑剂的用途.

①解凝剂：

用来改善泥浆的流动性,使其在低水分的情况下粘度适当便于烧注

②结合剂：

用来提高可塑泥团的可塑性,增强生坯的强度

③润滑剂：

用于提高粉料的润湿性,减少粉料颗粒之间与粉料与模壁之间的摩擦,以促进压制坯体密度增大和均匀化

24.以上添加剂的共同要求？

①和坯料颗粒不发生化学反应,不会影响产品性能

②分散性好,便于和坯料混合均匀

③有机物希望在较低温度下烧尽,灰分少,氧化分解的温度X围宽些,以防引起坯体开裂.

25.光泽釉,无光釉釉式中Al2O3/SiO2的X围？

光泽釉〔釉式中〕Al2O3/SiO2=1：

6-10

无光釉〔釉式〕中Al2O3/SiO2=1：

3-4

26普通陶瓷显微结构的组成

玻璃相40%-65%；莫来石英体10%-30%残留石英〔含方式英〕10%-25%少量气孔

27.光泽度、白度的定义

①用黑色平板玻璃作为标准板,釉面反光量与标准板的反光量之比即为釉面的光泽度,用百分比表示

②利用白度仪测定釉面对白光的反射量与化学纯的氧化镁对白光的反射量二者之比,即为试样的白度W=IR/I0

四、简答题〔每个5分,共25分〕

1.陶瓷烧成过程可分为哪几个阶段？

各阶段的主要物理化学变化有哪些<具体反应式>？

2.注浆成型的方法有哪些？

注浆成型过程中有哪些物理化学变化？

答：

〔1〕普通注浆、热压注浆、流延法

〔2〕①物理脱水过程：

泥浆注入石膏模,石膏模吸水形成薄泥层.

动力：

石膏模的毛细管力,毛细管越细,水的表面X力越大,脱水推动力越大.

阻力：

石膏模和坯体,塑性原料和胶体原料多,阻力大,坯体密度大阻力大.

薄泥层的形成：

石膏模一颗粒见；颗粒-颗粒间的X德华力使颗粒吸附于石膏模,形成薄泥层.

②化学凝聚过程：

泥浆溶解少量的Na2SiO4,Na2SiO4和泥浆中的Na、硅酸钠发生离子交换.

Na-粘土+CaSO4+NaSiO4→Ca-粘土+CaSiO3↓+Na2SO4

近石膏模表面的Na-粘土变为Ca-粘土,泥浆聚沉在石膏模壁上.

NaSO4是水溶性的,进入毛细管中,烘干模型时,以白色丛毛状结晶的形态析出.

3.注浆成型过程中影响泥浆流变特性因素有哪些？

①泥浆的浓度②固相颗粒的含量、大小和形状③电解质的加入④陈腐⑤有机物质⑥可溶性盐类提高粘度

4.粘土在陶瓷生产中的作用？

①赋予泥坯的可塑性

②使注浆料与釉料具有悬浮性和稳定性

③在坯料中结合其他脊性原料,使具有一定干坯强度与最大堆积密度

④粘土是陶瓷坯体烧结时的主体,粘土中的Al2O3含量和杂质含量是决定陶瓷坯体的烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素.

⑤是瓷坯中Al2O3的主要来源,也是烧成时生成莫来石晶体的主要来源.

5.从粘土中含不同大小颗粒的百分含量,如何初步判断工艺性能与矿物类型？

①通过颗粒组成的分析,可初步判断工艺性能,颗粒越少,可塑性越大,干燥收缩越大,干燥后强度高,烧结温度队,易变形.

②可初步判断粘土矿物类型,粘土矿物颗粒径少于2微米,非粘土矿物大于2微米,多数在10-60微米,区别相对含量,判断粘土非粘土,判断粘土本身矿物类型,高岭土粗,膨润土细.

6.粘土原料的主要化学组成,如何根据粘土的化学组成可初步判定其质量〔具体描述各成分高低与质量的关系〕？

①一般粘土的化学组成：

SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OI.L.对于特殊原料,还要

测MnOP2O5CO2SO3等

②粘土的化学组成一定程度上反映其工艺性质,根据粘土的化学组成可初步判断其质量：

Sio2:

含量多—可塑性低—收缩小

Al2O3:

含量高—耐火度高—难于烧结—高岭石类

K2O,Na2O：

含量高—烧结温度较低—伊利石类

Fe2O3,TiO2:

使坯体着色,随含量增加—颜色加深

CaO,MgO:

降低粘土的耐火度,缩小烧结X围,过量可使坯体气泡

I.L：

有机杂质较多灼减量大,粘土颜色深,吸水性强,可塑性好,干燥强度大,但收缩也大.

7.画出石英七各晶型与玻璃态的多晶转变图

常压下有其中结晶态和一种玻璃态,在一定条件下相互转化：

8.石英在陶瓷生产中的作用

A.烧成前,石英为瘠性料,可调节泥料的可塑性,是生坯水分排出的通道,降低坯体的干燥收缩,增加生坯的渗水性,收缩干燥时间,防止坯体变形,鲤鱼施釉.

B．烧成时,石英的加热膨胀可部分抵消坯体的收缩；高温时石英部分溶解于液相,增加熔体的粘度,未溶解的石英颗粒构成坯体的骨架,防止坯体软化变形.

C．可提高坯体的机械强度,透光度,白度.

D．釉料中,SiO2是玻璃质的主要成分,提高釉料的机械强度,硬度,耐磨性,耐化学腐蚀性来提高釉料的熔融温度与粘度.

9.实际生产中,为什么最终石英以半安定方石英存在,即所说的方石英？

①实际转化时升温快,常出现过度状态〔班安定方石英〕,但无论是否有矿化剂,α—石英的转化过程都经过半安定方石英阶段

②有矿化剂存在时,充分反应最终有鳞石英形成；无矿化物时,充分反应最终形成方石英,过半安定方石英阶段体积变化15%

③在普通陶瓷生产过程中,石英的转化主要是二级转化,而不是一级转化.实际生产中,由于烧成温度的限制〔一般在1300℃〕,最终石英以半安定方石英存在,即所说的方石英.

10.为什么普通陶瓷胎体中无鳞石英？

①矿化剂：

有理的钾钠离子矿化作用最强,其次为钙镁离子.但钾钠离子以长石形式加入,钾钠离子与长石牢固,起不到矿化剂的作用,所以无鳞石英.当长石和CaO同时加入做矿化剂,CaO取代长石的钾离子,则钾离子游离出来,起到矿化剂的作用.

②浓度：

由于α—石英→α-鳞石英为析晶过程,必须有一个饱和浓度,而半安定方石英溶解速度打,在陶瓷生产配方X围难达饱和,不可能形成鳞石英.

在陶瓷实际生产过程中,无鳞石英产生的条件,所以在瓷相的显微结构中无鳞石英.

11.精陶坯体所用原料的种类？

可塑性高的难熔粘土、石英、长石、熟料等原料制得

12.有机粘合剂的性能①溶解度：

在水中或有机溶剂中的溶解度

②溶液粘度：

粘度分若干等级,乙烯、丙烯低；纤维素中、高；藻酸盐高极高.对应不同成形方式,挤制用中等粘度、喷雾干燥、压制用低粘度.半干压用粘度极低廉价的粘合剂

③凝胶化能力：

一般受热、冷却、化学反应会变成液态的凝胶、不易流动、成弹性,干燥时水不易渗透到表面,只能在低温下缓慢干燥

④受热失重的情况：

450℃以下会烧尽,希望氧化分解温度X围宽一些,即失重缓慢以防坯体开裂.

⑤灰分与其成分燃烧产品后希望有机物留下从分少,而从不会影响产品的性能,污染环境否.

13.釉料变化的具体反应式.

14.长石在陶瓷工业生产中有何作用？

①在高温下熔融,形成粘稠的玻璃体,是坯料中碱金属氧化物的主要来源,能降低陶瓷坯体组分的熔化温度,利于成瓷和降低烧成温度.

②熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒；液相中Al2O3和SiO2互相作用,促进莫来石的形成和长大,提高瓷体的机械强度和化学稳定性.

③长石熔体能填充坯体孔隙,减少气孔率,增大致密度,提高坯体机械强度,改善透光性能与电学性能

④作为瘠性原料,提高坯体渗水性,提高干燥速度,减少坯体的干燥收缩和变形.

⑤在釉料中做熔剂,形成玻璃相.

15.快速烧成的意义？

快速烧成的意义：

①节约能源〔燃料〕②充分利用原料资源③提高窑炉与窑具的使用寿命④缩短生产周期,提高生产效率⑤低温快速烧成有利于某些色釉的显色,提高某些瓷坯的强度

16.制定瓷器烧成制度的依据.

①制品的大小和形状

②釉烧方法

③根据坯料中氧化钛和氧化铁的含量确定气氛制度

④窑炉结构、容量、燃料和装窑密度

17.瓷器发展的几个阶段？

几个飞跃？

三个阶段即是陶器、原始瓷器〔过渡阶段〕、瓷器.

三个重大飞跃：

商、周时代的釉陶；作出了比较美观的釉面；瓷器由半透明釉发展到半透明胎.

18瓷器釉各氧化物的作用？

配制熔块的原则

19.用作解凝剂的电解质所必备的条件？

①具有水化能力强的一价阳离子,如Na+等.

②能直接离解或水解而提供足够的OH-,使分散系统呈碱性.

③能与粘土中有害离子发生交换反应,生成难溶的盐类或稳定的络合物.

20.瓷器中一次莫来石、二次莫来石如何形成的？

①在1200℃左右,长石熔体中碱离子扩散到粘土分解区,促使粘土形成一系鳞片状莫来石.在1200-1250℃,莫来石和方石英突然增多.

②由于长石熔体中K2O量降低,在长石熔质中析出二次针状莫来石.与粘土接触的长石熔体边缘因溶解粘土物质,富集了Al2O3而析出二次针状莫来石.

五、计算题〔两题共30分〕

所布置的作业题〔第二章的第24题不要>,教材P111页到P122,例1到例6〔例4不要图解法〕.P171-P175,例1到例4,以与PPT教案的例题.