泥漿流動(dòng)性觸變性吸漿速度的測(cè)定

泥漿流動(dòng)性觸變性吸漿速度的測(cè)定第1頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、試驗(yàn)?zāi)康?、了解泥漿的稀釋原理、如何選擇稀釋劑及如何確定稀釋劑用量；2、熟悉和了解泥漿性能對(duì)陶瓷生產(chǎn)工藝的影響；3、掌握泥漿性能測(cè)試方法及控制方法，如何獲得穩(wěn)定性好、流動(dòng)性好、含水量少的泥漿。Why?第2頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、實(shí)驗(yàn)原理塑性粘度:漿體產(chǎn)生流動(dòng)后的剪切應(yīng)力與剪切速率的比值為常數(shù)時(shí)，該比值稱為塑性粘度。流動(dòng)度：塑性粘度的倒數(shù)即為流動(dòng)度。它反映了漿體不斷克服內(nèi)摩擦所產(chǎn)生的阻礙作用而繼續(xù)流動(dòng)的一種性能。工藝上，常以一定體積的泥漿靜置一定時(shí)間后通過(guò)一定孔徑的小孔流出的時(shí)間來(lái)表征泥漿的流動(dòng)度。相對(duì)粘度：利用恩格勒粘度計(jì)測(cè)定相對(duì)粘度，通常是用泥漿的流出時(shí)間與同體積的水的流出時(shí)間之比值來(lái)表示。絕對(duì)粘度：用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定絕對(duì)粘度是把測(cè)得的讀數(shù)值乘上旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)系數(shù)表上的特定系數(shù)的積來(lái)表示流動(dòng)度、相對(duì)和絕對(duì)粘度都是用來(lái)表征泥漿流動(dòng)性的第3頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月觸變性：漿體在剪切速率不變的條件下，剪切應(yīng)力隨時(shí)間減小的性能稱為觸變性。陶瓷工藝學(xué)上以溶膠和凝膠的恒溫可逆變化，或者震動(dòng)之則獲得流動(dòng)性而靜置之則重新稠化的現(xiàn)象表征觸變性或稠化性。觸變性以稠化度或厚化度表示。即泥漿在粘度計(jì)中靜置30分鐘后的流出時(shí)間與靜置30秒鐘后的流出時(shí)間之比值。（瓷坯的稠化度1.8-2.2，精陶泥漿的的稠化度在1.5-2.6范圍）。第4頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月吸漿速度：在泥漿中固體顆粒的比表面積、泥漿濃度、泥漿溫度、泥漿與石膏模間的壓力差一定的條件下，單位時(shí)間內(nèi)單位模型面積上所沉積的坯體重量稱為吸漿速度。

工藝上吸漿速度以石膏坩鍋法和石膏圓柱體法測(cè)定之，前者以石膏坩鍋內(nèi)壁單位面積上單位時(shí)間內(nèi)沉積的干坯重量表示吸漿速度，后者以石膏圓柱體外表面單位面積上單位時(shí)間內(nèi)聚積坯泥的重量表示吸漿速度。

泥漿是粘土懸浮于水中的分散系統(tǒng)，是具有一定結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的懸浮體和膠體系統(tǒng)。泥漿在流動(dòng)時(shí)，存在內(nèi)摩擦力，內(nèi)摩擦力的大小一般用粘度的大小來(lái)反映，粘度越大則流動(dòng)度越小。第5頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響泥漿流動(dòng)性的因素以及控制流動(dòng)性的意義流動(dòng)著的泥漿靜置后，常會(huì)凝聚沉積稠化。泥漿的流動(dòng)性與稠化性，主要取決于坯釉料的配方組成，特別是粘土原料的礦物組成、工藝性質(zhì)、粒度分布、水分含量、使用電解質(zhì)種類與用量以及泥漿溫度等。泥漿流動(dòng)度與稠化度是否恰當(dāng)將影響澆注制品的質(zhì)量。如何調(diào)節(jié)和控制泥漿的流動(dòng)度、稠化度，對(duì)于滿足生產(chǎn)需要，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有重要意義。調(diào)節(jié)和控制泥漿流動(dòng)度、厚化度的常用方法選擇適宜的電解質(zhì)和適宜的加入量。第6頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在粘土－水系統(tǒng)中，粘土粒子帶負(fù)電，在水中能吸附正離子形成膠團(tuán)。一般，天然粘土粒子上吸附著各種鹽的正離子：Ca+2、Mg+2、Fe+3、Al+3，其中Ca+2為最多。在粘土－水系統(tǒng)中，粘土粒子還大量吸附H+。在未加電解質(zhì)時(shí)，由于H+離子半徑小，電荷密度大，與帶負(fù)電的粘土粒子作用力大，易進(jìn)入膠團(tuán)吸附層，中和粘土粒子的大部分電荷，使相鄰?fù)?hào)電荷粒子間的排斥力減小，致使粘土粒子易于粘附凝聚，降低流動(dòng)性；Ca+2、Al+3等高價(jià)粒子由于其電價(jià)高（與一價(jià)陽(yáng)離子相比）與粘土粒子間的靜電引力大，易進(jìn)入膠團(tuán)吸附層，同樣降低泥漿流動(dòng)性。第7頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如加入電解質(zhì)，這種電解質(zhì)的陽(yáng)離子離解程度大，且所帶水膜后，而與粘土粒子間的靜電引力不很大，大部分僅能進(jìn)入膠團(tuán)的擴(kuò)散層，使擴(kuò)散層加厚，電動(dòng)電位增大，粘土粒子間排斥力增大，從而提高泥漿的流動(dòng)性，即電解質(zhì)起到了稀釋作用。電解質(zhì)的選擇泥漿的最大稀釋度（最低粘度）與其電動(dòng)電位的最大值相適應(yīng)，若加入過(guò)量的電解質(zhì)，泥漿中這種電解質(zhì)的陽(yáng)離子濃度過(guò)高，會(huì)有較多的陽(yáng)離子進(jìn)入膠團(tuán)的吸附層，中和粘土膠團(tuán)的負(fù)電荷，從而使擴(kuò)散層變薄，電動(dòng)電位下降，粘土膠團(tuán)不易移動(dòng)，使泥漿粘度增加，流動(dòng)性下降，因此電解質(zhì)必須具備三個(gè)條件：1、具有水化能力的一價(jià)陽(yáng)離子，如Na＋等；

2、能直接離解或水解而提供足夠的OH-，使分散系統(tǒng)成堿性；3、能與粘土中有害離子發(fā)生交換反應(yīng)，生成難熔的鹽類或穩(wěn)定的絡(luò)合物。第8頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常用的電解質(zhì)可分為三類：1、無(wú)機(jī)電解質(zhì)如水玻璃、碳酸鈉、六偏磷酸鈉(NaPO4)6

、焦磷酸鈉(Na4P2O7?10H2O)等，這類電解質(zhì)用量一般為干料重量的0.3～0.5％；2、能生成保護(hù)膠體的有機(jī)鹽類，如腐植酸鈉、單寧酸鈉、檸檬酸鈉、松香皂等，用量一般為0.2～0.6％；3、聚合電解質(zhì)，如聚丙烯酸鹽、羧甲基纖維素、阿拉伯樹(shù)膠等。

第9頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月稀釋泥漿的電解質(zhì)，可單獨(dú)使用或幾種混合使用，其加入量必須合適若過(guò)少則稀釋作用不完全，過(guò)多則反而引起凝聚。適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)種類與合適的加入量對(duì)于不同粘土，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。一般電解質(zhì)加入量小于0.5％（對(duì)干料而言）采用復(fù)合電解質(zhì)時(shí)，還必須注意加入的先后次序?qū)ο♂屝Ч挠绊?，?dāng)采用Na2CO3與水玻璃或Na2CO3與單寧酸合用時(shí)，都應(yīng)先加入Na2CO3后加水玻璃或單寧酸。第10頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、儀器設(shè)備恩格勒粘度計(jì)；NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)；石膏坩鍋和石膏圓柱體；普通天平、分析天平；電動(dòng)攪拌器；滴定管、量筒、玻棒、鐵架、秒表、銅燒杯；電解質(zhì)：Na2CO3、水玻璃、NaOH。恩格勒粘度計(jì)包括兩個(gè)相套住的圓筒形銅制容器中心開(kāi)有一圓錐形的流出孔，供懸浮體流出之用，此孔可用木棒塞住。流出孔徑為5～7mm（指用于測(cè)定泥漿的相對(duì)粘度）。粘度計(jì)的內(nèi)層容器用一帶有兩個(gè)小孔的蓋子蓋住，木棒穿過(guò)中心的小孔而將粘度計(jì)底上的流出孔塞住，旁邊的小孔供插溫度計(jì)用。(一般注漿流動(dòng)度如下：瓷坯10-15秒，半瓷坯10-20秒，精陶坯15-25秒。）第11頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月改變泥漿溫度對(duì)它的粘度影響很大。因此在比較兩種泥漿的粘度時(shí)，必須嚴(yán)格的在一定溫度下進(jìn)行測(cè)量。外層容器作為恒溫器，用來(lái)加熱泥漿到規(guī)定溫度。外層容器中的溫度用裝在特別夾持器中的溫度計(jì)來(lái)測(cè)量。為了加熱外層容器中的液體，用一個(gè)環(huán)形煤氣燈進(jìn)行加熱，此煤氣燈裝在擱置粘度計(jì)的三角架的一只腳上。旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)如圖2－7所示。同步電機(jī)以穩(wěn)定的速度旋轉(zhuǎn)，連接刻度圓盤(pán)；再通過(guò)游絲和轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。如果轉(zhuǎn)子未受到泥漿的阻力，則游絲、指針與刻度圓盤(pán)同速旋轉(zhuǎn)，指針在刻度盤(pán)上指出的讀數(shù)為“0”。反之，如果轉(zhuǎn)子受到泥漿的阻力，則游絲產(chǎn)生扭矩，與粘滯阻力抗衡最后達(dá)到平衡，這時(shí)與游絲連接的指針，在刻度圓盤(pán)上指示一定的讀數(shù)（即游絲的扭轉(zhuǎn)角）。將讀數(shù)乘上特定的系數(shù)（系數(shù)值表附在粘度計(jì)表盤(pán)上），即得到泥漿得粘度（厘泊）。按儀器不同規(guī)格附有1至4號(hào)四種轉(zhuǎn)子或0至4號(hào)五種轉(zhuǎn)子，可根據(jù)被測(cè)泥漿粘度得高低隨同轉(zhuǎn)速配合使用。轉(zhuǎn)速也分四檔，可根據(jù)測(cè)定需要選擇。

第12頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月同步電機(jī)刻度圓盤(pán)指針游絲被測(cè)液體轉(zhuǎn)子第13頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)第14頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、絕對(duì)粘度的測(cè)定（1）配制電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液：配制百分濃度為5％或10%的Na2CO3、NaOH、NaSiO3三種電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液。電解質(zhì)應(yīng)在使用時(shí)配制，尤其是水玻璃極易吸收空氣中CO2而降低稀釋效果。Na2CO3也應(yīng)保存于干燥的地方，以免在空氣中變成NaHCO3而成凝聚劑。（2）粘土試樣須經(jīng)細(xì)磨、風(fēng)干過(guò)100目篩。（3）泥漿需水量的測(cè)定：稱取200克干粘土，用滴定管加入蒸餾水，充分?jǐn)嚢柚聊酀{開(kāi)始呈微流動(dòng)為止(不同粘土的加水量波動(dòng)于30-70％)，記錄加水量。（4）電解質(zhì)用量初步試驗(yàn)：在上述泥漿中，以滴定管將配好的電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液仔細(xì)滴入，不斷攪拌和勻，記下泥漿明顯稀釋時(shí)電解質(zhì)的加入量。（5）取5只泥漿杯編好號(hào)，各稱取試樣350-400克(準(zhǔn)確至0.1克)，各加入所確定的加水量，調(diào)至呈微流動(dòng)。第15頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（6）在5只泥漿杯加入所確定的電解質(zhì)加入量，其間隔為0.5ml～1ml。5只泥漿杯重所加電解質(zhì)質(zhì)量不同但溶液體積相等，用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌半小時(shí)。（7）調(diào)整好儀器至水平位置，將選擇好的轉(zhuǎn)子裝上旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，并裝上保護(hù)架，再一同插入攪拌好的泥漿杯中，直至轉(zhuǎn)子液面標(biāo)志和液面相平為止。（8）按下指針控制桿，開(kāi)啟電機(jī)開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)變速旋鈕，對(duì)準(zhǔn)速度指示點(diǎn)，放松指針控制桿，使轉(zhuǎn)子在液體中旋轉(zhuǎn)，經(jīng)多次旋轉(zhuǎn)（一般20～30秒），待指針趨于穩(wěn)定，按下指針控制桿（注意：a.不得用力過(guò)猛；b.轉(zhuǎn)速慢時(shí)可不用控制桿而直接讀數(shù)），使指針停在讀數(shù)窗口內(nèi)，再關(guān)閉電機(jī)，然后讀數(shù)。（9）當(dāng)指針?biāo)甘緮?shù)值過(guò)高或過(guò)低，可變換轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速。務(wù)使讀數(shù)在30～90格之間為佳。第16頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）=aK式中――絕對(duì)粘度；a――粘度計(jì)指針?biāo)缸x數(shù)；K――粘度計(jì)系數(shù)表上的特定系數(shù)。（2）以泥漿的絕對(duì)粘度為縱坐標(biāo)，以電解質(zhì)的不同加入量為橫坐標(biāo)作圖。結(jié)果計(jì)算第17頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、相對(duì)粘度的測(cè)定（1）配制電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液：配制百分濃度為5％或10%的Na2CO3、NaOH、NaSiO3三種電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液。電解質(zhì)應(yīng)在使用時(shí)配制，尤其是水玻璃極易吸收空氣中CO2而降低稀釋效果。Na2CO3也應(yīng)保存于干燥的地方，以免在空氣中變成NaHCO3而成凝聚劑。（2）粘土試樣須經(jīng)細(xì)磨、風(fēng)干過(guò)100目篩。（3）泥漿需水量的測(cè)定：稱取200克干粘土，用滴定管加入蒸餾水，充分?jǐn)嚢柚聊酀{開(kāi)始呈微流動(dòng)為止（不同粘土的加水量波動(dòng)于30－70％），記錄加水量。（4）電解質(zhì)用量初步試驗(yàn)：在上述泥漿中，以滴定管將配好的電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液仔細(xì)滴入，不斷攪拌和勻，記下泥漿明顯稀釋時(shí)電解質(zhì)的加入量。第18頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）取5只泥漿杯編好號(hào)，各稱取試樣300克（準(zhǔn)確至0.1克），各加入所確定的加水量，調(diào)至呈微流動(dòng)。（6）在5只泥漿杯加入所確定的電解質(zhì)加入量，其間隔為0.5ml～1ml。5只泥漿杯中所加電解質(zhì)質(zhì)量不同但溶液體積相等，用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌半小時(shí)。（7）洗凈并擦干粘度計(jì)，加入蒸餾水至三個(gè)尖形標(biāo)志，調(diào)整儀器水平，將具有刻度線的100ml容量瓶口對(duì)準(zhǔn)粘度計(jì)流出孔，拔起木棒，同時(shí)記錄時(shí)間，測(cè)定流出100ml水的時(shí)間，然后用木棒塞住流出孔，做三個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，取平均值，作為100ml水流出時(shí)間。（8）將上述五只泥漿杯中的泥漿用上法各做三個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，取平均值，求得相對(duì)粘度B（泥漿從流出孔流出，不要觸及承受瓶的瓶徑壁，應(yīng)成一股泥漿流下）。（9）用上述方法測(cè)定其他電解質(zhì)對(duì)應(yīng)泥漿試樣的相對(duì)粘度B。第19頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)相對(duì)粘度

式中Cs――100ml泥漿流出時(shí)間，秒；Ws――100ml水流出時(shí)間，秒；B――相對(duì)粘度。（2）以泥漿的相對(duì)粘度為縱坐標(biāo)，以電解質(zhì)的不同加入量為橫坐標(biāo)繪制曲線圖。結(jié)果計(jì)算第20頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、稠化度或厚化度測(cè)定：將上述已加有一定量電解質(zhì)的泥漿倒入粘度計(jì)后，測(cè)定靜置30min與30s后流出100ml泥漿所需時(shí)間秒數(shù)的比值。4、吸漿速度測(cè)定：（1）石膏坩鍋法①用炒制過(guò)的半水石膏制造石膏坩鍋gypsumcrucible（高8cm、上面內(nèi)徑4cm、下面內(nèi)徑3cm、壁厚3cm），并在70℃下烘干。②將泥漿注入已經(jīng)除凈灰塵并稱過(guò)重量的坩鍋內(nèi)，靜置20～30min后將多余的泥漿倒出，為使多余泥漿完全流盡，可將坩鍋倒置在木架上半小時(shí)。③將坩鍋連同附在坩鍋內(nèi)壁的坯體一同置于105～110℃干燥至恒重。④用石膏坩鍋法測(cè)定吸漿速度時(shí)，必須進(jìn)行5個(gè)平行試驗(yàn)，計(jì)算平均值。第21頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）石膏圓柱體法①將固定在架子上（或儀器上）的石膏圓柱體浸沒(méi)在盛有泥漿的杯內(nèi)至標(biāo)志處。②5分鐘后，將石膏圓柱體連同附在上面的泥層一同取出，令多余的泥漿留下（2分鐘）。③石膏圓柱體連同泥層一起置于表面玻璃上，借工業(yè)天平立刻稱出重量，準(zhǔn)確至0.01克。④用石膏圓柱體測(cè)定吸漿速度，必須進(jìn)行5個(gè)平行試驗(yàn)，計(jì)算平均值。測(cè)定泥漿濾過(guò)性能的方法還有利用滲透分析裝置測(cè)定泥漿的滲透性，此處從略。第22頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)果計(jì)算（1）吸漿速度常數(shù)

式中：l――坯體厚度；S――坯體中固體顆粒的比表面；t――吸漿速度；P――泥漿與模型間的壓力差；――水的粘度；N――常數(shù)，與坯體疏松程度及泥漿濃度有關(guān)；

K――吸漿速度常數(shù)；第23頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）吸漿速度式中：V―吸漿速度，g/cm2·sec；G0―測(cè)試前石膏坩鍋重，