无机材料专业大型加工实验（二）糖瓷样板制作1.实验目的意义检测糖瓷材料性能或研制新型糖瓷都必须利用糖瓷样板来进行，即首先将被检测或新试验的瓷釉经涂塘烧成制备成糖瓷样板，然后再对样板进行评估。因此，塘瓷样板的制作是糖瓷工作者进行科研和生产控制的必不可缺的手段，是糖瓷工作者必须掌握的基本技能之一。2.实验基本原理糖瓷样板的制备过程由三部分组成，即底坏预处理、涂糖、烧成。（1）底坏预处理：涂糖前，底坏要去除油渍、铁锈和污垢以保持表面干净，预处理的目的就是把所有的污物都去除掉。预处理的方法有多种，本实验采用的是一种常用的方法，即烧油——酸洗——水洗—中和。底坏上的油脂来自各种原因，轧钢的防锈油、冲压的润滑油以及机油等，更为严重的是有些会聚合成一种油漆类的涂层难以去除。烧油是一种较有效的脱脂方法，把底坏加热到650℃至750℃之间，保持1至3分钟就可以除去所有的油脂污染物，不管是矿物、植物、还是生物油。酸洗不仅要除锈，而且还要蚀刻钢板，用这个方法产生“锚点”，为瓷层与基体金属的密着创造良好的条件。快速酸洗和蚀刻采用的是硫酸溶液，大多数脱碳钢的表面失重为2-3克/每平方英尺，这样的失重范围对于大多数糖瓷用钢都可以充分地除锈和蚀刻。要阻止溶液从一个洗涤槽带到另一个洗涤槽，底坏预处理过程中每个阶段间的水洗是不可忽视的。清洗过程中最后一个槽必须是碱液，这样可以中和所有的酸液，酸洗过的底环在浸糖或喷糖之前也不至于因存放而再度氧化。（2）涂糖：糖瓷底坏在完成预处理之后就要涂糖。涂塘的方法有多种，如：喷糖、浸糖、流动涂塘、静电喷糖、电泳涂糖等等。基本的涂糖方法有二种，即浸糖法和喷糖法。浸糖是把底坏浸没在釉浆中，然后再取出来，除去多余的釉浆。喷糖是用压缩空气使糖瓷釉浆雾化，将釉浆喷涂在底坏上的一种涂糖工艺。釉浆的性能决定着涂糖后的质量，利用控制好的釉浆的流变性能、细度和比重，才能获得良好的涂塘效果。（3）烧成：完成涂糖的底坏干燥后，然后进入烧成炉。瓷釉的融化或烧成是一个把粘附着的瓷釉颗粒转化为连续的玻璃相的过程。同时使瓷釉与基体金属反应以形成牢固的密着，烧成面釉则要求底釉和面釉充分地融合在一起。在烧成过程中，底坏-底釉-面釉相互之间产生复杂的物理化学变化，最后形成完整的糖瓷覆盖层。烧成温度是指粉坏在烧成时，温度逐渐升高，性能达到最佳值的温度，它是保证制品内在和外观质量的重要条件
无机材料专业大型加工实验（二） 搪瓷样板制作 1． 实验目的意义 检测搪瓷材料性能或研制新型搪瓷都必须利用搪瓷样板来进行，即首先将 被检测或新试验的瓷釉经涂搪烧成制备成搪瓷样板，然后再对样板进行评估。因 此，搪瓷样板的制作是搪瓷工作者进行科研和生产控制的必不可缺的手段，是搪 瓷工作者必须掌握的基本技能之一。 2．实验基本原理 搪瓷样板的制备过程由三部分组成，即底坯预处理、涂搪、烧成。 （1）底坯预处理： 涂搪前，底坯要去除油渍、铁锈和污垢以保持表面干净，预处理的目的就是 把所有的污物都去除掉。预处理的方法有多种，本实验采用的是一种常用的方法， 即烧油——酸洗——水洗——中和。 底坯上的油脂来自各种原因，轧钢的防锈油、冲压的润滑油以及机油等，更 为严重的是有些会聚合成一种油漆类的涂层难以去除。烧油是一种较有效的脱脂 方法，把底坯加热到 650℃至 750℃之间，保持 1 至 3 分钟就可以除去所有的油 脂污染物，不管是矿物、植物、还是生物油。 酸洗不仅要除锈，而且还要蚀刻钢板，用这个方法产生“锚点”，为瓷层与 基体金属的密着创造良好的条件。快速酸洗和蚀刻采用的是硫酸溶液，大多数脱 碳钢的表面失重为 2-3 克/每平方英尺，这样的失重范围对于大多数搪瓷用钢都 可以充分地除锈和蚀刻。 要阻止溶液从一个洗涤槽带到另一个洗涤槽，底坯预处理过程中每个阶段 间的水洗是不可忽视的。 清洗过程中最后一个槽必须是碱液，这样可以中和所有的酸液，酸洗过的底 坯在浸搪或喷搪之前也不至于因存放而再度氧化。 （2）涂搪： 搪瓷底坯在完成预处理之后就要涂搪。涂搪的方法有多种，如：喷搪、浸搪、 流动涂搪、静电喷搪、电泳涂搪等等。基本的涂搪方法有二种，即浸搪法和喷搪 法。浸搪是把底坯浸没在釉浆中，然后再取出来，除去多余的釉浆。喷搪是用压 缩空气使搪瓷釉浆雾化，将釉浆喷涂在底坯上的一种涂搪工艺。釉浆的性能决定 着涂搪后的质量，利用控制好的釉浆的流变性能、细度和比重，才能获得良好的 涂搪效果。 （3）烧成： 完成涂搪的底坯干燥后，然后进入烧成炉。瓷釉的融化或烧成是一个把粘附 着的瓷釉颗粒转化为连续的玻璃相的过程。同时使瓷釉与基体金属反应以形成牢 固的密着，烧成面釉则要求底釉和面釉充分地融合在一起。在烧成过程中，底坯 -底釉-面釉相互之间产生复杂的物理化学变化，最后形成完整的搪瓷覆盖层。 烧成温度是指粉坯在烧成时，温度逐渐升高，性能达到最佳值的温度，它是 保证制品内在和外观质量的重要条件
烧成时间是指在烧成温度下，制品从进炉到出炉所需的时间。它取决于底坏的尺寸、厚度、瓷釉的性能和涂糖的厚薄等因素。糖瓷烧成过程主要分为六个阶段，以钢板底釉为例，这六个阶段的反应、变化过程如下：第一阶段（室温～150℃）：瓷釉中的水分排除，此水分主要指化学吸附水。某些电解质开始分解。第二阶段（150℃～400℃）：瓷釉中的结构水开始排除，有机物氧化，粉层中出现微小裂纹和小孔（形成气体通道），烧成室中氧直接与铁坏表面发生化学反应，形成氧化铁，表面开始形成烧结现象。第三阶段（400℃600℃）：随着结构水的排除，粉层完全烧结，并开始软化，部分气体通道封闭，铁坏与瓷釉间产生氧化还原反应，但此时尚未形成真正的密着。第四阶段（600℃～烧成温度）：瓷釉全部熔融，并浸蚀铁坏表面，溶解氧化铁，密着剂被铁置换沉积于铁坏表面，铁坏与底釉相互渗透，密着开始形成，但此时瓷面存在许多气孔，表面状态不佳，密着力也不强。第五阶段（烧成温度）：制品达到烧成温度后保温一定时间，瓷釉熔融后产生流动，密着剂与铁坏间的氧化还原反应激烈地进行，表面气孔逐渐弥合，瓷面光洁致密，密着达到良好。第六阶段：制品出炉，温度逐渐降低，最后形成完整的糖瓷覆盖层。3.实验仪器及装置SX2-12-10型箱式电阻炉101-1型电热鼓风箱QM-1F球磨机刚玉罐刚玉球石WSC-S白度色度仪WGG-T塘瓷光泽仪厚度仪No.1糖瓷喷枪不锈钢烧架塘钳4.实验样品的要求及制备20cm×10cm糖瓷试验钢板（底坏）106#、108*混合底釉401#钛白面釉6-8%硫酸溶液3-5%纯碱溶液硼砂（试剂级）粘土（工业纯）亚硝酸钠（试剂级）铝酸钠（试剂级）5.实验步骤
烧成时间是指在烧成温度下，制品从进炉到出炉所需的时间。它取决于底坯 的尺寸、厚度、瓷釉的性能和涂搪的厚薄等因素。 搪瓷烧成过程主要分为六个阶段，以钢板底釉为例，这六个阶段的反应、变 化过程如下： 第一阶段（室温～150℃）：瓷釉中的水分排除，此水分主要指化学吸附水。 某些电解质开始分解。 第二阶段（150℃～400℃）：瓷釉中的结构水开始排除，有机物氧化，粉层 中出现微小裂纹和小孔（形成气体通道），烧成室中氧直接与铁坯表面发生化学 反应，形成氧化铁，表面开始形成烧结现象。 第三阶段（400℃～600℃）：随着结构水的排除，粉层完全烧结，并开始软 化，部分气体通道封闭，铁坯与瓷釉间产生氧化还原反应，但此时尚未形成真正 的密着。 第四阶段（600℃～烧成温度）：瓷釉全部熔融，并浸蚀铁坯表面，溶解氧化 铁，密着剂被铁置换沉积于铁坯表面，铁坯与底釉相互渗透，密着开始形成，但 此时瓷面存在许多气孔，表面状态不佳，密着力也不强。 第五阶段（烧成温度）：制品达到烧成温度后保温一定时间，瓷釉熔融后产 生流动，密着剂与铁坯间的氧化还原反应激烈地进行，表面气孔逐渐弥合，瓷面 光洁致密，密着达到良好。 第六阶段：制品出炉，温度逐渐降低，最后形成完整的搪瓷覆盖层。 3．实验仪器及装置 SX2-12-10 型箱式电阻炉 101-1 型电热鼓风箱 QM-1F 球磨机 刚玉罐 刚玉球石 WSC-S 白度色度仪 WGG-T 搪瓷光泽仪 厚度仪 No.1 搪瓷喷枪 不锈钢烧架 搪钳 4．实验样品的要求及制备 20cm×10cm 搪瓷试验钢板（底坯） 106#、108#混合底釉 401#钛白面釉 6-8%硫酸溶液 3-5%纯碱溶液 硼砂（试剂级） 粘土（工业纯） 亚硝酸钠（试剂级） 铝酸钠（试剂级） 5． 实验步骤
熔块及磨底釉涂糖试样钢板加物*浸塘++烧油干燥称量700℃1-2分钟++烧成酸洗球磨820℃-860℃6-8%H2SO41-3分钟11面釉涂糖出料水洗喷塘40-80目++中和干燥3-5%Na2CO3++烧成干燥800℃-840℃1-3分钟成品+理化性能测试*底釉配比：熔块（106#：108#=8:2）100%粘土7%硼砂0-0.5%亚硝酸钠0-0.5%水40-50%比重1.60-1.70细度100ml釉浆，140目，筛余克数*面釉配比：配比熔块（401#）100%粘土7%铝酸钠0-0.5%水40-50%比重1.65-1.75细度100ml釉浆，140目，筛余克数6.实验结果、数据处理与讨论（1）塘瓷样板制作
试样钢板 底釉涂搪 浸搪 熔块及磨 加物* ↓ ↓ ↓ 烧油 700℃1-2 分 钟 干燥 称量 ↓ ↓ ↓ 酸洗 6-8％H2SO4 烧成 820℃-860℃ 1-3 分钟 球磨 ↓ ↓ ↓ 水洗 面釉涂搪 喷搪 出料 40-80 目 ↓ ↓ 中和 3-5%Na2CO3 干燥 ↓ ↓ 干燥 烧成 800℃-840℃ 1-3 分钟 ↓ 成品 ↓ 理化性能 测试 *底釉配比： 熔块（106#:108#=8:2） 100% 粘土 7% 硼砂 0-0.5% 亚硝酸钠 0-0.5% 水 40-50% 比重 1.60-1.70 细度 100ml 釉浆，140 目，筛余克数 *面釉配比： 配比 熔块（401#） 100% 粘土 7% 铝酸钠 0-0.5% 水 40-50% 比重 1.65-1.75 细度 100ml 釉浆，140 目，筛余克数 6．实验结果、数据处理与讨论 （1） 搪瓷样板制作
烧成釉浆塘烧烧成釉浆细度配比比重次数温度时间（140目筛余g/100ml)(g/ml)（次）(℃)（分）底釉面釉现象描述及讨论（2）理化性能测试耐温急变厚度密着光泽度白度耐酸性 (℃)实验结果现象描述及讨论参照标准GB11420、GB9989、GB11419、GB9989-887.实验时间工作安排表：第11周：（1）（周一到周二）查阅相关资料、原材料准备。（2）（周三到周五）釉浆制备、底坏预处理第12周：（1）（周一到周二）塘瓷样板烧制（2）（周三到周五）理化性能测试第13周：（1）（周一到周二）实验数据处理（2）（周三到周五）实验总结东华大学材料学院中心实验室2004.11
配比 釉浆 比重 （g/ml） 釉浆细度 （140 目筛余 g/100ml） 搪烧 次数 （次） 烧成 温度 （℃） 烧成 时间 （分） 底釉 面釉 现象描 述及讨 论 （2）理化性能测试 光泽度 白度 厚度 密着 耐温急变 性（℃） 耐酸 实验结果 现象描述 及讨论 参照标准 GB11420、GB9989、GB11419、GB9989-88 7． 实验时间工作安排表： 第 11 周： （1）(周一到周二) 查阅相关资料、原材料准备。 （2）(周三到周五) 釉浆制备、底坯预处理 第 12 周： （1）(周一到周二) 搪瓷样板烧制 （2）(周三到周五) 理化性能测试 第 13 周： （1）(周一到周二) 实验数据处理 （2）(周三到周五) 实验总结 东华大学材料学院中心实验室 2004．11