用直径不小于70mm的烧杯或直筒形容器称取四份粉料，每份80g，分别加入1wt%六偏磷酸钠溶液各40ml、80ml、120ml、160ml，并加水补足至280ml；另取四份粉料，每份80g，分别加入2wt%碳酸钠溶液各40ml、80ml、120ml、160ml，并加水补足至280ml。作为对比样品，称取80g粉料，不加入电解质溶液，只加入280ml水。以上样品手工搅拌10min以上，使泥浆均匀。（2）粘度测量①选好转子旋入连接螺杆，调节仪器水平：旋转升降旋钮，使转子缓慢下降，逐渐浸入被测泥浆中，直至泥浆液面与转子的液面线相平为止（转子尽量位于烧杯中央）。再次调整仪器的水平。②接通电源，打开电机电源开关，按OK键选择中文界面，此时屏幕显示转子、转速、输出、时钟四项内容；用键选择要设定的项目，用键进行修改：“转子"项设为实际使用的转子编号（编号刻于转子尾端），“转速”项根据转子-转速组合所能测量的粘度上限（见表1）选取适当的数值，“输出”、“时钟"两项一般不用修改。表1粘度测定上限值（单位：mPa?s）转子编号转速（r/min）12340.32000010000020000004000000.6100005000020000010000001.5400020000800004000003200010000400002000006100040002000080000125002000100004000030200100040002000060100500200010000③设定好转子、转速数值后，按OK键开始测量，待仪器界面显示出粘度数据后，记录下来，然后按RESET键停止测量，再按一次退出至参数设定界面。④若测试过程中，样品粘度值超出量程，则应立即停止测量，更换转子或转速，重新测量。2、泥料可塑性测定（1）可塑性指数法①从经过练泥、陈腐的泥团上割取一段泥块，填入模具中，用刮泥刀等工具制作圆柱形标准试样（28×38mm）。②打开电源开关，预热5分钟，仪表高两位显示位移（mm），此时应>38mm，否则应下降使之符合要求：低四位显示压力（N），此时应为0.0，否则须进行零点测定，③将试样放入下压板中心，按测试键，高位闪烁，按数字键将其置数为1，再按测试键显示方式1状态（状态1指示灯亮），再按上升键。按上升键，压缩50%后仪器自动停止，并循环显示数据。首先显示该泥料的可塑性指数
用直径不小于 70mm 的烧杯或直筒形容器称取四份粉料，每份 80g，分别加入 1wt%六 偏磷酸钠溶液各 40ml、80ml、120ml、160ml，并加水补足至 280ml；另取四份粉料，每份 80g，分别加入 2wt%碳酸钠溶液各 40ml、80ml、120ml、160ml，并加水补足至 280ml。作 为对比样品，称取 80g 粉料，不加入电解质溶液，只加入 280ml 水。以上样品手工搅拌 10min 以上，使泥浆均匀。 （2）粘度测量 ① 选好转子旋入连接螺杆，调节仪器水平；旋转升降旋钮，使转子缓慢下降，逐渐浸入被 测泥浆中，直至泥浆液面与转子的液面线相平为止（转子尽量位于烧杯中央）。再次调整 仪器的水平。 ② 接通电源，打开电机电源开关，按 OK 键选择中文界面，此时屏幕显示转子、转速、输 出、时钟四项内容；用∧、∨键选择要设定的项目，用＜、＞键进行修改：“转子”项设 为实际使用的转子编号（编号刻于转子尾端），“转速”项根据转子-转速组合所能测量的 粘度上限（见表 1）选取适当的数值，“输出”、“时钟”两项一般不用修改。 表 1 粘度测定上限值（单位：mPa·s） 转速（r/min） 转子编号 1 2 3 4 0.3 20000 100000 400000 2000000 0.6 10000 50000 200000 1000000 1.5 4000 20000 80000 400000 3 2000 10000 40000 200000 6 1000 4000 20000 80000 12 500 2000 10000 40000 30 200 1000 4000 20000 60 100 500 2000 10000 ③ 设定好转子、转速数值后，按 OK 键开始测量，待仪器界面显示出粘度数据后，记录下 来，然后按 RESET 键停止测量，再按一次退出至参数设定界面。 ④ 若测试过程中，样品粘度值超出量程，则应立即停止测量，更换转子或转速，重新测量。 2、泥料可塑性测定 （1）可塑性指数法 ① 从经过练泥、陈腐的泥团上割取一段泥块，填入模具中，用刮泥刀等工具制作圆柱形标 准试样（Ф28×38mm）。 ② 打开电源开关，预热 5 分钟，仪表高两位显示位移（mm），此时应＞38mm，否则应下 降使之符合要求；低四位显示压力（N），此时应为 0.0，否则须进行零点测定。 ③ 将试样放入下压板中心，按测试键，高位闪烁，按数字键将其置数为 1，再按测试键， 显示方式 1 状态（状态 1 指示灯亮），再按上升键。 ④ 按上升键，压缩 50%后仪器自动停止，并循环显示数据。首先显示该泥料的可塑性指数
R，然后依次显示：1-试样初始高度值（mm），2-试样压缩10%时的压力值F10（N），3-试样压缩50%时的压力值F50（N）。③记录测试数据后，按下降键，最后按复位键复位，准备下一次实验。（2）可塑性指标法①从经过练泥、陈腐的泥团上割取一段泥块，将泥块用手搓成泥球，球面要求光滑无裂纹，球的直径<45mm，为了使手掌不致吸去泥段表面水分和污泥球表面，实验前应先用湿毛巾擦手。②打开电源开关，预热5分钟，高2位显示位移（mm），此值应大于球形试样的直径，该值大小可通过上升下降键来调节，低四位应为0.0。③按测试键，高位0"闪烁，按数字键将其置数为2。再按测试键，显示方式2状态（状态2指示灯亮），同时显示040.0，此值为球形式样直径的初设值；用卡尺将球形试样的真实直径d量出，按数字键和移位键将数据修改成测量值（mm），按测试键。④将球形试样放入下压板心，按上升健，同时仔细观察球形试样，当看到裂纹时，立即按下降键，此时电机停止转动，测试仪自动计算，显示该泥料的可塑性数据n，然后依次显示：1-球形试样直径（mm），2-试样压裂时的厚度（mm），3-压裂时的负荷重量（N）。③记录测试数据后，按下降键，最后按复位键复位，准备下一次实验。3、造粒与干压成型实验（1）造粒①称取30g粉料，倒入研钵中，加入粉料质量10%的PVA溶液：②用杆将粉料与PVA溶液手工混合均匀（5~10分钟）；③将混合好的粉料过40目筛，将筛上部分倒回研钵，稍稍用力研磨，使其细化；再次过筛，并重复上述操作，直至所有粉料通过40目筛。（2）千压成型①将钢模的阴模及下模冲装好，阴模与下模冲之间垫上金属薄片，称取适量造粒料，倒入模具中，轻振模具，使粉料在模具内分布均匀，荡平表面，装上上模冲，压实，抽出阴模与下模冲之间的金属垫片；②根据模具上模冲截面积A、压机的压强表读数与实际压力折算关系（表2），计算出坏体所受压强P达到预定值（80MPa）时，压机压强表的示数P压；③将模具放在手动压机上，旋紧主体油缸上止回阀的放油螺钉，上下往复旋动压力手柄，下压模板上升，待模具上模冲与压机上压模板接触后就产生压力：观察油压表，待压力达预定值后，停止加压，保压十几秒后，旋松放油螺钉，卸载压力，手工施压将下压模拉下：取下模具并倒置，取下下模冲，放好脱模垫片，将模具放回压机上，重复的操作，直
R，然后依次显示：1-试样初始高度值（mm），2-试样压缩 10%时的压力值 F10（N），3- 试样压缩 50%时的压力值 F50（N）。 ⑤ 记录测试数据后，按下降键，最后按复位键复位，准备下一次实验。 （2）可塑性指标法 ① 从经过练泥、陈腐的泥团上割取一段泥块，将泥块用手搓成泥球，球面要求光滑无裂纹， 球的直径≤45mm，为了使手掌不致吸去泥段表面水分和玷污泥球表面，实验前应先用湿 毛巾擦手。 ② 打开电源开关，预热 5 分钟，高 2 位显示位移（mm），此值应大于球形试样的直径，该 值大小可通过上升、下降键来调节，低四位应为 0.0。 ③ 按测试键，高位“0”闪烁，按数字键将其置数为 2。再按测试键，显示方式 2 状态（状态 2 指示灯亮），同时显示 040.0，此值为球形式样直径的初设值；用卡尺将球形试样的真 实直径 d 量出，按数字键和移位键将数据修改成测量值（mm），按测试键。 ④ 将球形试样放入下压板心，按上升健，同时仔细观察球形试样，当看到裂纹时，立即按 下降键，此时电机停止转动，测试仪自动计算，显示该泥料的可塑性数据 n，然后依次 显示：1-球形试样直径（mm），2-试样压裂时的厚度（mm），3-压裂时的负荷重量（N）。 ⑤ 记录测试数据后，按下降键，最后按复位键复位，准备下一次实验。 3、造粒与干压成型实验 （1）造粒 ① 称取 30g 粉料，倒入研钵中，加入粉料质量 10%的 PVA 溶液； ② 用杵将粉料与 PVA 溶液手工混合均匀（5~10 分钟）； ③ 将混合好的粉料过 40 目筛，将筛上部分倒回研钵，稍稍用力研磨，使其细化； ④ 再次过筛，并重复上述操作，直至所有粉料通过 40 目筛。 （2）干压成型 ① 将钢模的阴模及下模冲装好，阴模与下模冲之间垫上金属薄片，称取适量造粒料，倒入 模具中，轻振模具，使粉料在模具内分布均匀，荡平表面，装上上模冲，压实，抽出阴 模与下模冲之间的金属垫片； ② 根据模具上模冲截面积 A、压机的压强表读数与实际压力折算关系（表 2），计算出坯体 所受压强 P 坯达到预定值（80MPa）时，压机压强表的示数 P 压； ③ 将模具放在手动压机上，旋紧主体油缸上止回阀的放油螺钉，上下往复旋动压力手柄， 下压模板上升，待模具上模冲与压机上压模板接触后就产生压力；观察油压表，待压力 达预定值后，停止加压，保压十几秒后，旋松放油螺钉，卸载压力，手工施压将下压模 拉下； ④ 取下模具并倒置，取下下模冲，放好脱模垫片，将模具放回压机上，重复④的操作，直
至脱模垫片与压机上压模接触，此时缓慢加压并注意观察，待坏体完全从模具中脱出后，卸载压力，拉下下压模，取下模具和坏体。四、实验数据记录及处理（一）泥浆性能实验1、将泥浆绝对粘度与电解质加入量（以mg/100g干粘土为单位）的关系绘成曲线，根据转折点判断最佳电解质加入量；2、比较不同电解质的稀释曲线，并比较不同电解质的作用。（二）泥料可塑性测定1、可塑性指数R的计算R= A·(Fio/ Fso)式中：A一常数1.8，为试样压缩50%和压缩10%时的截面积之比：F10一试样压缩10%时的压力值，N：F50一试样压缩50%时的压力值，N。2、可塑性指标n的计算n=(d-b)p式中：d一实验前泥球直径，cmb一受压后泥球高度（沿受压方向），cm；p—泥球出现裂纹时的负荷重量，kg。注意：可塑性仪显示数据与计算n所用数据的单位须进行换算！3、数据处理泥料的可塑性指数及可塑性指标均须测量6个试样。当6个试样的测试结果相对偏差<15%时，取6个结果的平均值；如有1个测试结果的相对偏差>15%，则删除此值，取其余5个测试结果的平均值；如有2个或2个以上的测试结果相对偏差>15%，则需重新测量。4、泥料可塑性评价粘土类型可塑性指数可塑性指标<1低塑性粘土1~7弱塑性粘土<2.5中塑性粘土7~152.5~3.6高塑性粘土>15>3.6（三）造粒与干压成型实验根据模具上模冲截面积A、压机的压强表读数与实际压力折算关系（表1-1），计算出坏体所受压强P达到预定值（50MPa）时，压机压强表的示数P压。F=(P坏：A)/(1000×9.8)
至脱模垫片与压机上压模接触，此时缓慢加压并注意观察，待坯体完全从模具中脱出后， 卸载压力，拉下下压模，取下模具和坯体。 四、实验数据记录及处理 （一）泥浆性能实验 1、将泥浆绝对粘度与电解质加入量（以 mg/100g 干粘土为单位）的关系绘成曲线，根据转 折点判断最佳电解质加入量； 2、比较不同电解质的稀释曲线，并比较不同电解质的作用。 （二）泥料可塑性测定 1、可塑性指数 R 的计算 ( / ) R A F10 F50 = 式中：A—常数 1.8，为试样压缩 50%和压缩 10%时的截面积之比； F10—试样压缩 10%时的压力值，N； F50—试样压缩 50%时的压力值，N。 2、可塑性指标 n 的计算 n = (d − b) p 式中：d—实验前泥球直径，cm； b—受压后泥球高度（沿受压方向），cm； p—泥球出现裂纹时的负荷重量，kg。 注意：可塑性仪显示数据与计算 n 所用数据的单位须进行换算！ 3、数据处理 泥料的可塑性指数及可塑性指标均须测量6个试样。当6个试样的测试结果相对偏差<15% 时，取 6 个结果的平均值；如有 1 个测试结果的相对偏差>15%，则删除此值，取其余 5 个 测试结果的平均值；如有 2 个或 2 个以上的测试结果相对偏差>15%，则需重新测量。 4、泥料可塑性评价 粘土类型 可塑性指数 可塑性指标 低塑性粘土 <1 弱塑性粘土 1~7 <2.5 中塑性粘土 7~15 2.5~3.6 高塑性粘土 >15 >3.6 （三）造粒与干压成型实验 根据模具上模冲截面积 A、压机的压强表读数与实际压力折算关系（表 1-1），计算出坯 体所受压强 P 坯达到预定值（50MPa）时，压机压强表的示数 P 压。 F=(P 坯·A)/(1000×9.8)
P =4.3F式中：F一压力，t力；A一上模冲截面积，mm2；P迹一坏体所受实际压强，MPa;P压一压机压强表示数，MPa。表1SB-10T压力与压强对应表（P底=4.3F）压强表读数4.38.612.917.221.525.830.134.438.743P压(MPa)压力F（t力）12345678910注：1t力=1000x9.8N五、分析讨论题1、影响泥浆性能的因素有哪些？2、碳酸钠和六偏磷酸钠两种电解质稀释作用的比较。3、影响可塑性的因素有哪些？4、可塑性指标法和可塑性指数法有何区别？5、用于干压成型的陶瓷粉料为何要造粒？6、陶瓷干压成型的压力是否越大越好？（编写：陈涵）
P 压=4.3F 式中：F—压力，t 力； A—上模冲截面积，mm2 ； P 坯—坯体所受实际压强，MPa； P 压—压机压强表示数，MPa。 表 1 SB-10T 压力与压强对应表（P 压=4.3F） 压强表读数 P 压（MPa） 4.3 8.6 12.9 17.2 21.5 25.8 30.1 34.4 38.7 43 压力 F（t 力） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 注：1t 力=1000×9.8N 五、分析讨论题 1、影响泥浆性能的因素有哪些？ 2、碳酸钠和六偏磷酸钠两种电解质稀释作用的比较。 3、影响可塑性的因素有哪些？ 4、可塑性指标法和可塑性指数法有何区别？ 5、用于干压成型的陶瓷粉料为何要造粒？ 6、陶瓷干压成型的压力是否越大越好？ （编写：陈涵）
实验二陶瓷烧结性能的表征一、实验目的1、了解测定烧结性能的原理和方法，掌握烧结温度和烧结温度范围的概念，以及坏体烧成收缩的测量计算方法：2、了解测量气孔率、吸水率及体积密度的阿基米德原理，掌握阿基米德法的操作方法。二、实验原理烧成过程是将坏体在一定条件下进行热处理，使之发生质变成为陶瓷的过程，包括了多种物理和化学变化等。烧结是烧成过程的一个重要部分，是指由于固态中分子（或原子）的相互吸引，通过加热，使粉末体产生颗粒黏结，经物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化和再结晶的过程。在宏观上表现为：成型体在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体。从理论上说，烧成温度是指陶瓷坏体烧成时获得最优性能时的相应温度。但由于坏体性能随温度的变化是一个渐变的过程，所以烧成温度实际上是一个允许的温度范围，通常称为烧成温度范围。以坏体技术性能开始达到要求指标时的对应温度为下限温度，坏体结构和性能开始劣化时的温度为上限温度。致密陶瓷体的烧成温度即其烧结温度（对于多孔陶瓷制品，因为不要求烧结致密，故其烧成温度并不等同于烧结温度）。这个温度或温度范围通常根据试样的收缩率、相对密度、气孔率或吸水率的变化曲线来确定。（一）烧成收缩率成型后的陶瓷生坏中含有25vol%~50vol%的气体，而颗粒之间只有点接触。随着烧成过程中颗粒间接触面积的增大和颗粒的聚集，坏体中的气孔逐渐缩小直至排出，坏体的尺寸也随之收缩。因此，测量陶瓷制品的烧成收缩率，可以在一定程度上反映该材料的烧结性能（即易烧性）。同样形状、尺寸的制品，在同样的温度下烧成，收缩率大的更为致密，即烧结性能更好。但烧成收缩过大则往往会伴随着制品变形、扭曲、开裂等问题，所以在生产中制品的烧成收缩率并非越大越好。烧成收缩率通过测量样品烧成前后的长度或体积变化率来表示，分别为线收缩率和体收缩率。由手样品不同方向（长、宽、高，外径、内径等）的烧成收缩率可能会有不同，故计算线收缩率时应分别测量计算不同方向的长度变化。烧成线收缩率除了用于表征材料的烧结性能外，也是成型模具尺寸设计中必需的参数。产品尺寸设定后，成型所需模具的尺寸须根据各个方向或部位的烧成线收缩率来计算（例如：产品长度-（1-烧成线收缩率）+加工余量）。由于影响烧成收缩率的因素除了原料本身的性质（成分、细度、颗粒形貌等）外，还与成型方法及其工艺参数（如注浆成型的泥浆固含量、颗粒团聚程度等，于压成型的成型压力等）、烧成制度（烧成温度、保温时间）等密切相关，所以在进行模具尺寸设计时所用的烧成收缩率数据，必须测自采用与正式生产相同的原料、工艺制备出的样品。（二）阿基米德法测量气孔率、密度气孔率通常分为真气孔率、显气孔率和闭口气孔率。所谓显气孔率系指试块中所有开口气孔的体积与其总体积之比值。闭口气孔率是指试块中所有闭口气孔的体积与其总体积之比值。真气孔率是指试块中的全部气孔，即显气孔率与闭口气孔率的总和。吸水率是指试块所
实验二 陶瓷烧结性能的表征 一、实验目的 1、了解测定烧结性能的原理和方法，掌握烧结温度和烧结温度范围的概念，以及坯体烧成 收缩的测量计算方法； 2、了解测量气孔率、吸水率及体积密度的阿基米德原理，掌握阿基米德法的操作方法。 二、实验原理 烧成过程是将坯体在一定条件下进行热处理，使之发生质变成为陶瓷的过程，包括了多 种物理和化学变化等。烧结是烧成过程的一个重要部分，是指由于固态中分子（或原子）的 相互吸引，通过加热，使粉末体产生颗粒黏结，经物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化 和再结晶的过程。在宏观上表现为：成型体在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度 下变成致密、坚硬的烧结体。 从理论上说，烧成温度是指陶瓷坯体烧成时获得最优性能时的相应温度。但由于坯体性 能随温度的变化是一个渐变的过程，所以烧成温度实际上是一个允许的温度范围，通常称为 烧成温度范围。以坯体技术性能开始达到要求指标时的对应温度为下限温度，坯体结构和性 能开始劣化时的温度为上限温度。致密陶瓷体的烧成温度即其烧结温度（对于多孔陶瓷制品， 因为不要求烧结致密，故其烧成温度并不等同于烧结温度）。这个温度或温度范围通常根据 试样的收缩率、相对密度、气孔率或吸水率的变化曲线来确定。 （一）烧成收缩率 成型后的陶瓷生坯中含有 25vol%~50vol%的气体，而颗粒之间只有点接触。随着烧成过 程中颗粒间接触面积的增大和颗粒的聚集，坯体中的气孔逐渐缩小直至排出，坯体的尺寸也 随之收缩。因此，测量陶瓷制品的烧成收缩率，可以在一定程度上反映该材料的烧结性能（即 易烧性）。同样形状、尺寸的制品，在同样的温度下烧成，收缩率大的更为致密，即烧结性 能更好。但烧成收缩过大则往往会伴随着制品变形、扭曲、开裂等问题，所以在生产中制品 的烧成收缩率并非越大越好。 烧成收缩率通过测量样品烧成前后的长度或体积变化率来表示，分别为线收缩率和体收 缩率。由于样品不同方向（长、宽、高，外径、内径等）的烧成收缩率可能会有不同，故计 算线收缩率时应分别测量计算不同方向的长度变化。烧成线收缩率除了用于表征材料的烧结 性能外，也是成型模具尺寸设计中必需的参数。产品尺寸设定后，成型所需模具的尺寸须根 据各个方向或部位的烧成线收缩率来计算（例如：产品长度÷（1-烧成线收缩率）+ 加工余 量）。由于影响烧成收缩率的因素除了原料本身的性质（成分、细度、颗粒形貌等）外，还 与成型方法及其工艺参数（如注浆成型的泥浆固含量、颗粒团聚程度等，干压成型的成型压 力等）、烧成制度（烧成温度、保温时间）等密切相关，所以在进行模具尺寸设计时所用的 烧成收缩率数据，必须测自采用与正式生产相同的原料、工艺制备出的样品。 （二）阿基米德法测量气孔率、密度 气孔率通常分为真气孔率、显气孔率和闭口气孔率。所谓显气孔率系指试块中所有开口 气孔的体积与其总体积之比值。闭口气孔率是指试块中所有闭口气孔的体积与其总体积之比 值。真气孔率是指试块中的全部气孔，即显气孔率与闭口气孔率的总和。吸水率是指试块所