日用陶瓷低温烧成目标设计基础的研究

摘要

实现信息化、数字化是企业现代化的必然趋势，尽管这对于传统的日用陶瓷产业是一个巨大的挑战。在这一过程中最关键的工作应该是实现对日用陶瓷产品性能的定量控制，其核心是实现陶瓷配方的目标设计。而确定各工艺因素对产品性能和工艺性能的影响，是实现上述目标的基础。 本研究应用X-射线衍射、差热分析等研究手段，采用非线性回归分析、热力学分析等方法对烧结性能、泥料可塑性、瓷胎白度与主要影响因素之间的关系进行了较系统的研究。 采用非线性回归方法，对各化学组份对烧结性能的影响进行了分析。考虑骨架组份之间、熔剂组份之间的交互作用，在回归模型中引入交互变量SiO<,2>/Al<,2>O<,3>和R<,2>O/RO设定了二次曲线回归模型，所得到的回归方程较合理的反映了各化学组份对烧结温度的影响，确定了各化学组份与烧结温度之间的定量关系。结果表明在一般日用陶瓷的组成范围内适当提高SiO<,2>/Al<,2>O<,3>、并将R<,2>O/RO控制在2.80左右，可在熔剂总量相同时具有最低的烧结温度。对回归方程的实验验证表明，坯体的烧结温度均达到预设计目标。 在化学组成相同的前提下，矿物组成的改变对陶瓷坯体的烧结温度有一定影响。但由于在实际生产中各类粘土的用量比例大致不变，故可忽略矿物组成对烧结温度的影响。 测定了不同矿物组成粘土的可塑性。设定了使粘土的水膜结构接近于实际泥料状态的测定方法．可塑性指标2，确保了粘土可塑性指标的加和性。 研究了在低温烧成中坯体物理化学变化过程及坯体着色机理，其物理化学变化过程基本同高温烧成坯体，只是由于出现液相温度低及残余碳的存在，在较低的温度形成低氧分压的封闭空间，致使生成着色能力较强的Fe<,3>O<,4>。在低温烧成过程中，除铁、钛可大大降低白度外，原料中的含碳量以及是否易被氧化烧失对坯体的白度亦有重要影响。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

第一章文献综述

1.1低温烧成

1.1.1低温烧成的意义

1.1.2低温烧成现状

1.1.3实现低温烧成的措施

1.2陶瓷材料配方的设计试验方法

1.2.1交试验法

1.2.2线性代数法和单纯形法

1.2.3最优化技术

1.3课题的提出

第二章研究方案

2.1研究目标

2.2研究内容

2.3总体思路

2.4具体试验方案

2.5试验用原料及测试设备

2.5.1原料

2.5.2主要试验仪器

第三章坯体烧结温度的预测

3.1试验过程

3.2坯体烧结温度与化学组成定量关系的建立

3.2.1一般线性回归模型的回归分析

3.2.2二次项非线性回归模型的回归分析

3.2.3考虑SiO2/Al2O3和R2O/RO影响的非线性模型的回归分析

3.2.4回归模型的确定

3.3坯体烧结温度与矿物组成的关系

3.3.1常用粘土的矿物组成

3.3.2矿物组成对烧结温度的影响

3.4坯体烧结温度的预测

本章小结

第四章坯料与粘土的可塑性

4.1试验过程

4.2粘土的矿物组成与可塑性

4.3各类粘土与泥料可塑性之间的定量关系

4.3粘土与泥料的可塑性模型的胶体结构理论解释

本章小结

第五章坯体的白度

5.1试验过程

5.2粘土种类对白度的影响

5.3低温烧成过程的物理化学变化及白度变化的机理分析

本章小结

结 论

参考文献

在学研究成果

致 谢