CN106404822A - 一种陶瓷烧结变形测试置具及使用该置具测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法 - Google Patents

一种陶瓷烧结变形测试置具及使用该置具测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷烧结变形测试置具及使用该置具测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法。陶瓷烧结变形测试置具包括基座和与基座一体的两个支架，两个支架的顶部均由两个坡向相反的坡面交汇而成，交汇处形成棱线；两个支架的顶部的棱线相互平行且分别与基座底面平行，两个支架的顶部的棱线与基座底面的距离相等。测试方法则包括制作模具、制作湿坯、干燥制成干坯样、干坯样置于置具的支架上、烧成、测量和计算等步骤。通过采用上述置具和测试方法，可以测定不同配方的泥浆的变形系数，避免因试样差别而使变形系数产生波动，以用于更准确地表征泥浆的变形特性，评价和比较不同的泥浆配方。

Description

一种陶瓷烧结变形测试置具及使用该置具测试陶瓷泥浆烧结 变形系数的方法
技术领域
本发明涉及领域卫生陶瓷制造领域，具体涉及一种陶瓷烧结变形测试置具及使用该置具测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法。
背景技术
卫生陶瓷生产中最后一道工序为入窑烧成，泥坯经窑炉烧成后瓷化，结构更加致密坚硬。泥坯在烧成过程中，泥料中易熔及助熔组份会熔融由固相变为液相，这些液相会填充在泥坯固体颗粒的间隙中间，成为烧结的助推力，促进泥坯烧结。然而这些液相亦会使泥坯在高温时软化，泥坯在高温时容易出现变形，因此需要选择合理的泥浆配方与窑炉烧成温度，以在保证泥坯能够成瓷的情况下，尽量减少泥坯的烧成变形。现有技术中，如何表征泥浆的变形特性，并且能够有效地测试泥浆变形系数，以评价和比较不同的泥浆配方，始终是个难题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种陶瓷烧结变形测试置具及使用该置具测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法，以测定不同配方的泥浆的变形系数，避免因试样差别而使变形系数产生波动，以用于更准确地表征泥浆的变形特性，评价和比较不同的泥浆配方。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种陶瓷烧结变形测试置具，包括基座和与基座一体的两个支架，两个支架的顶部均由两个坡向相反的坡面交汇而成，交汇处形成棱线；两个支架的顶部的棱线相互平行且分别与基座底面平行，两个支架的顶部的棱线与基座底面的距离相等。
进一步地，两个支架的顶部的棱线相距大于18cm且小于22cm。
进一步地，任一支架与另一支架相对的坡面与水平面夹角大于30度。
进一步地，所述置具由高温耐火材料制成。
一种使用上述测试置具测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法，包括步骤1，制作注浆模具，其型腔为长条形长方体；步骤2，将待测泥浆注入注浆模具直至吃浆至设定的厚度后脱模制成湿坯；步骤3，将湿坯在45-60℃温度下干燥制成干坯样；步骤4，将干坯样平置于置具的支架上；步骤5，将置具及其上的干坯样入窑在1200℃下烧成，出窑后获得测试样；步骤6，测量测试样在支架棱线间弯曲变形的弦高、支架棱线间距离及测试样厚度，并按下列公式计算待测泥浆变形系数：
待测泥浆变形系数＝测试样棱线间弦高*测试样厚度2/支架棱线距离。
进一步地，步骤2所述的设定的厚度为10-12mm。
进一步地，所述的湿坯长度大于250mm且小于300mm，宽度大于25mm。
进一步地，可通过步骤1至步骤5制得三个或三个以上测试样，在步骤6中，测试样支架棱线间弯曲变形的弦高为所有测试样棱线间弦高实测值的平均值，测试样厚度为所有测试样厚度实测值的平均值，支架棱线距离为所有支架棱线距离实测值的平均值。
本发明所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：
1、变形测试置具两个支架顶部由两个坡向相反的坡面交汇而成，交汇处形成棱线，两个支架的顶部的棱线相互平行。这样便于在测量时确定棱线间的间距，使测试更为准确。
2、变形测试置具支架的顶部的棱线与基座底面平行，且高度相同，可以保证测试精度，提高测量弦高时的精确度。
3、两个支架的顶部的棱线间距在18cm至22cm之间，间距过小，变形量不够，测试精度不够。间距过大，支架的支撑效果不佳，变形过大，不能表征泥浆实际生产中的变形特性。
4、任一支架与另一支架相对的坡面与水平面夹角大于30度，使测试样变形过程中不会接触除支架顶部棱线外的其他部分，以避免受到不应有的支撑。
5、置具由高温耐火材料制成，可以保证置具自身具有极小的形变，以确保测试的精确度。
6、将泥浆制成标准长条形长方体坯样，可以更好地表征不同配方泥浆的变形特性。
7、通过注浆、干燥、烧成等步骤，能够更好地还原生产工艺过程中的状态，以更好地还原不同泥浆配方在真实生产工艺过程中的变形特性。
8、测试样厚度的平方与变形量成反比，因此，需要对测试样厚度进行修正，以更好地表征泥浆变形系数，避免不同厚度(这是由吃浆厚度控制的，因此无法精确控制)的测试样产生的变形量误差。
9、厚度在10-12mm，经不断测试，能够最好地表征泥坯的变形特性。如果厚度过大，则不易测得弦高。如果厚度过小，则湿坯和干燥过程中也容易发生变形，从而准确反映烧成过程中的变形特性。
10、相对于置具的长度，湿坯长度在250mm到300mm间能比较好地排除因坯体形状而导致的测试误差。因为如果湿坯过长，则其伸出支架两侧的部分也会发生较大形变，从而干扰棱线间的变形测试。而如果湿坯过短，则重力产生的力矩过大，影响测试准确性。
11、湿坯宽度大于25mm，便于变形集中在长度方向上，避免因宽度过小而导致变形力分散，影响测试准确性。
12、制作多个测试样，便于通过加权平均更准确地表征泥浆烧成变形特性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为陶瓷烧结变形测试置具实施例主视图；
图2为干坯样置于支架上的示意图；
图3为测试样烧成后弯曲变形示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的陶瓷烧结变形测试置具实施例中，置具1由本体11和与本体11成一体的第一支架12和第二支架13构成。第一支架12和第二支架13的顶部121与131均由两个坡向相反的坡面交汇而成，交汇处形成第一棱线1211和第二棱线1311。第一棱线1211和第二棱线1311相互平行且分别与基座11的底面平行。第一棱线1211和第二棱线1311与基座11的底面的距离相等，从而在基座11置于水平面时，第一棱线1211和第二棱线1311高度相等。本实施例中，第一棱线1211和第二棱线1311之间的距离为20cm。第一支架12与第二支架13相对的坡面与水平面夹角α为45度。第二支架13与第一支架12相对的坡面的水平夹角β也是45度。本实施例中，置具由高温耐火建材烧制而成，在1200摄氏度下变形极小。
如图2和图3所示，一种使用上述置具测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法，包括：步骤1：制作注浆模具，其型腔为长条形长方体；步骤2；将待测泥浆注入注浆模具直至吃浆至设定的厚度后脱模制成湿坯，湿坯尺寸为280mm*28mm*11mm，其中长度为280mm，宽度为28mm，厚度为11mm；步骤3：将湿坯在45-60℃温度下干燥制成干坯样2；步骤4：如图2所示，将干坯样2平置于置具1的支架上；步骤5：将置具1及其上的干坯样2入窑在1200℃下烧成，出窑后获得测试样3。测试样3仍支于置具1支架顶部的棱线1211和1311上；本实施例中，通过重复步骤1至5，同时制得三个测试样3；步骤6：测量测试样在支架棱线间弯曲变形的弦高a、支架棱线间距离L及测试样厚度h，并按下列公式计算待测泥浆变形系数：待测泥浆变形系数＝a*h2/L；其中，测试样支架棱线间弯曲变形的弦高a为所有测试样棱线间弦高实测值的平均值，测试样厚度h为所有测试样厚度实测值的平均值，支架棱线距离L为所有支架棱线距离实测值的平均值。
通过采用上述技术方案，可以非常准确地测定不同配方的泥浆的变形系数，避免因试样差别而使变形系数产生波动，以用于更准确地表征泥浆的变形特性，评价和比较不同的泥浆配方。主要原因是：
变形测试置具两个支架顶部由两个坡向相反的坡面交汇而成，交汇处形成棱线，两个支架的顶部的棱线相互平行。这样便于在测量时确定棱线间的间距，使测试更为准确。
变形测试置具支架的顶部的棱线与基座底面平行，且高度相同，可以保证测试精度，提高测量弦高时的精确度。
两个支架的顶部的棱线间距在18cm至22cm之间，间距过小，变形量不够，测试精度不够。间距过大，支架的支撑效果不佳，变形过大，不能表征泥浆实际生产中的变形特性。
任一支架与另一支架相对的坡面与水平面夹角大于30度，使测试样变形过程中不会接触除支架顶部棱线外的其他部分，以避免受到不应有的支撑。
置具由高温耐火材料制成，可以保证置具自身具有极小的形变，以确保测试的精确度。
将泥浆制成标准长条形长方体坯样，可以更好地表征不同配方泥浆的变形特性。
通过注浆、干燥、烧成等步骤，能够更好地还原生产工艺过程中的状态，以更好地还原不同泥浆配方在真实生产工艺过程中的变形特性。
测试样厚度的平方与变形量成反比，因此，需要对测试样厚度进行修正，以更好地表征泥浆变形系数，避免不同厚度(这是由吃浆厚度控制的，因此无法精确控制)的测试样产生的变形量误差。
厚度在10-12mm，经不断测试，能够最好地表征泥坯的变形特性。如果厚度过大，则不易测得弦高。如果厚度过小，则湿坯和干燥过程中也容易发生变形，从而准确反映烧成过程中的变形特性。
相对于置具的长度，湿坯长度在250mm到300mm间能比较好地排除因坯体形状而导致的测试误差。因为如果湿坯过长，则其伸出支架两侧的部分也会发生较大形变，从而干扰棱线间的变形测试。而如果湿坯过短，则重力产生的力矩过大，影响测试准确性。
湿坯宽度大于25mm，便于变形集中在长度方向上，避免因宽度过小而导致变形力分散，影响测试准确性。
制作多个测试样，便于通过加权平均更准确地表征泥浆烧成变形特性。
上述说明描述了本发明的优选实施例，但应当理解本发明并非局限于上述实施例，且不应看作对其他实施例的排除。通过本发明的启示，本领域技术人员结合公知或现有技术、知识所进行的改动也应视为在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种陶瓷烧结变形测试置具，其特征在于：包括基座和与基座一体的两个支架，两个支架的顶部均由两个坡向相反的坡面交汇而成，交汇处形成棱线；两个支架的顶部的棱线相互平行且分别与基座底面平行，两个支架的顶部的棱线与基座底面的距离相等。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷烧结变形测试置具，其特征是两个支架的顶部的棱线相距大于18cm且小于22cm。
3.如权利要求1所述的一种陶瓷烧结变形测试置具，其特征是任一支架与另一支架相对的坡面与水平面夹角大于30度。
4.如权利要求1所述的一种陶瓷烧结变形测试置具，其特征是所述置具由高温耐火材料制成。
5.一种使用如权利要求1至4中任一项所述的陶瓷烧结变形测试置具测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法，其特征是包括：
步骤1：制作注浆模具，其型腔为长条形长方体；
步骤2；将待测泥浆注入注浆模具直至吃浆至设定的厚度后脱模制成湿坯；
步骤3：将湿坯在45-60℃温度下干燥制成干坯样；
步骤4：将干坯样平置于所述的置具的支架上；
步骤5：将置具及其上的干坯样入窑在1200℃下烧成，出窑后获得测试样；
步骤6：测量测试样在支架棱线间弯曲变形的弦高、支架棱线间距离及测试样厚度，并按下列公式计算待测泥浆变形系数：
待测泥浆变形系数＝测试样棱线间弦高*测试样厚度2/支架棱线距离。
6.如权利要求5所述的测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法，其特征是：步骤2所述的设定的厚度为10-12mm。
7.如权利要求6所述的测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法，其特征是：所述的湿坯长度大于250mm且小于300mm，宽度大于25mm。
8.如权利要求5所述的测试陶瓷泥浆烧结变形系数的方法，其特征是：可通过步骤1至步骤5制得三个或三个以上测试样，在步骤6中，测试样支架棱线间弯曲变形的弦高为所有测试样棱线间弦高实测值的平均值，测试样厚度为所有测试样厚度实测值的平均值，支架棱线距离为所有支架棱线距离实测值的平均值。
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