CN110608967A - 一种陶瓷伸缩率的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷伸缩率的测定方法。按下述步骤进行：a.称取待测器件的质量，记为m_干；b.将待测器件浸没于已知密度ρ的液体中，再称取此时的待测器件的质量，记为m_浮；c.将待测器件从液体中取出，倒空其盛装的液体，擦干表面液珠，再称取此时的待测器件的质量，记为m_湿；d.按照下述公式计算待测器件的体积V＝(m_湿‑m_浮)/ρ；e.根据步骤a～d分别计算出待测器件在处理工艺前后的体积V_前和V_后，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的体积伸缩率α_V＝[(V_后‑V_前)/V_前]*100％。本发明测定方法简单，降低测量误差，提高测量精度，成本低。

Description

一种陶瓷伸缩率的测定方法

技术领域

本发明涉及陶瓷测定技术领域，特别是一种陶瓷伸缩率的测定方法。

背景技术

陶瓷，是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。人们把一种陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品叫陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。在中国，制陶技艺的产生可追溯到纪元前4500年至前2500年的时代，可以说，中华民族发展史中的一个重要组成部分是陶瓷发展史，中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造，在许多方面都是通过陶瓷制作来体现的，并形成各时代非常典型的技术与艺术特征。

贵州省平塘县拥有丰富的陶瓷原料资源，陶土储量4530万吨，高岭土储量1240万吨，具有发展陶瓷制造业的显著优势。平塘县陶土矿产资源品位高、易开采，主要分布在平塘县平湖镇米寅、平寨，牙舟镇冗平、长寨、通州镇的党振、克度镇的外山等地，矿厂以硅质岩屑水云母粘土为主，为第四纪坡积矿床，原矿经过淘洗，淘洗率为55.3％，可塑性达到20，属于高塑性粘土，Al2O3达到31.9％，SIO2达到37％，Fe2O3达到2.03％。

正是因为具有这些优质陶土资源，才成就了“牙舟陶”这一品牌。“牙舟陶”起源于距平塘不足四十公里的牙舟镇，明末初具规模，清初已发展到四十多座陶窑，其生产出的产品除在国内市场销售外，清末后还远销南洋及法国等地。具有600余年悠久历史的“牙舟陶”成为平塘县历史文化传承的标志性品牌，得到平塘县的重视和扶持。2004年“牙舟陶”获省级“非物质文化遗产保护”，2008年6月“牙舟陶”被评为我国第二批国家级非物质文化遗产。

但是，目前包括“牙舟陶”在内的众多陶瓷品牌，其生产工艺较为传统，陶瓷器件生产过程中的重要工艺常凭借师傅的经验进行控制，该工艺生产方法不仅对师傅的技艺要求高，而且生产过程难以控制，陶瓷器件的烧成率不高。

在陶瓷器件烧制过程中，伸缩率(即膨胀率和收缩率)是非常重要的技术参数，它会影响陶瓷的坯体制备、干燥、煅烧过程，进而影响陶瓷的形状、尺寸、缺陷等。

目前，对陶瓷原料及制品的伸缩程度的测定，一般采用长度测量法，即测量变化前后的物件的尺寸大小长度，依据计算公式算出物件的干燥伸缩率、烧成伸缩率、总伸缩率，计算公式一般如下：

线性伸缩率＝(物件变化后长度-变化前长度)/物件变化前长度×100％

体积伸缩率＝(物件变化后体积-变化前体积)/物件变化前体积×100％

如果依据干燥前后的尺寸来计算得到的是干燥伸缩，如果依据烧成前后的尺寸来计算得到的是烧成伸缩，如果依据干燥和烧成前后的尺寸来计算得到的是总伸缩。烧成伸缩也有以物件变化后的尺寸为分母进行计算的。一般来说，体积伸缩率为线伸缩率的立方。上述计算中，值为正，则说明器件膨胀；为负，则说明器件收缩。

上述收缩率及膨胀率的度量及测定存在很多不足：一是方法不统一、基准不一致；二是物件的不同部位可能因温度不均匀、温度变化速度不均匀、气氛不均匀导致不同部位的膨胀程度不一致，这时候不同测量点测出的结果会不同且不具代表性；三是物件可能形状特殊、结构复杂，很难测准其长度或直径等，误差过大。基于上述的不足，测定的数据仅能供经验丰富的老师傅参考，而根据老师傅经验，根据数据得出的判断结论也不尽相同，进而造成了整个工艺难以把控，以至于最终器件烧成率和烧成质量不稳定。

为了得到更精密的测定数据，就需要依靠精密复杂的设备仪器，而这些设备高昂的成本，是很多的中小陶瓷厂商负担不起的。

综上而言，研究出一种简单可行，成本低的陶瓷伸缩率测定方法，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种陶瓷伸缩率的测定方法。本发明测定方法简单，降低测量误差，提高测量精度，成本低。

本发明的技术方案：一种陶瓷伸缩率的测定方法,按下述步骤进行：

a.称取待测器件的质量，记为m_干；

b.将待测器件浸没于已知密度ρ的液体中，再称取此时的待测器件的质量，记为m_浮；

c.将待测器件从液体中取出，倒空其盛装的液体，擦干表面液珠，再称取此时的待测器件的质量，记为m_湿；

d.按照下述公式计算待测器件的体积V：

V＝(m_湿-m_浮)/ρ；

e.根据步骤a～d分别计算出待测器件在处理工艺前后的体积V_前和V_后，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的体积伸缩率α_V：

α_V＝[(V_后-V_前)/V_前]*100％。

前述的陶瓷伸缩率的测定方法所述的步骤e中，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的线性伸缩率α_l：

前述的陶瓷伸缩率的测定方法所述的步骤b中，所述的已知密度ρ的液体为水。

前述的陶瓷伸缩率的测定方法所述的步骤e中，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的吸水率β：

β＝[(m_湿-m_干)/m_干]*100％。

有益效果

与现有技术相比，本发明在测定过程中，通过测得待测器件的干质量m_干、漂浮质量m_浮，和湿质量m_湿，即能得到待测器件的伸缩率，其方法简单，整个过程不需要特殊仪器，所需设备均是常用称重设备，其设备成本低。

本发明测定待测器件体积的方法，不受待测物件形状、大小的影响，也不受待测物件是膨胀还是收缩的影响，还不受待测物件不同部位收缩或膨胀率差异的影响，因此能够准确代表物件膨胀或收缩的真实和平均情况，通用性强，准确度高。

本发明测定待测器件体积时，选取湿重m_湿和浮重m_浮进行计算，剔除了待测器件的吸水率对测量结果精度的影响，降低了测定误差，提高了测定精度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1。一种陶瓷伸缩率的测定方法,按下述步骤进行：

a.称取待测器件的质量，记为m_干；使用常用天平称量即可；

b.将待测器件浸没于已知密度ρ的液体中，再称取此时的待测器件的质量，记为m_浮；称量时，将待测器件挂于弹簧秤下方称量即可；

c.将待测器件从液体中取出，倒空其盛装的液体，擦干表面液珠，再称取此时的待测器件的质量，记为m_湿；称量方法同步骤b；

d.按照下述公式计算待测器件的体积V：

V＝(m_湿-m_浮)/ρ；

上述公式的推导过程如下：

待测器件浸没于已知密度ρ的液体中时，存在下述力平衡：

F_浮+m_浮g＝Mg； (1)

式中，F_浮为待测器件所受浮力；g为重力常数；M待测器件的实际质量；

考虑到待测器件的吸水性，待测器件的浸没于液体后实际质量M会有所增加，此时M不再是步骤a称量得到的m_干；因此，需按照步骤c称量得到m_湿，此时式(1)为：

F_浮+m_浮g＝m_湿g； (2)

将式(2)按照浮力公式变形，得：

ρgV+m_浮g＝m_湿g； (3)

最后得到：

V＝(m_湿-m_浮)/ρ； (4)

通过步骤d的计算，剔除了待测器件的吸水性对体积测量结果的影响，降低了测量误差；

e.根据步骤a～d分别计算出待测器件在处理工艺前后的体积V_前和V_后，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的体积伸缩率α_V：

α_V＝[(V_后-V_前)/V_前]*100％；

所述的处理工艺包括干燥工艺、烧成工艺等。

前述的步骤e中，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的线性伸缩率α_l：

前述的步骤b中，所述的已知密度ρ的液体为水。

前述的步骤e中，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的吸水率β：

β＝[(m_湿-m_干)/m_干]*100％。

Claims (4)

1.一种陶瓷伸缩率的测定方法，其特征在于，按下述步骤进行：

a.称取待测器件的质量，记为m_干；

b.将待测器件浸没于已知密度ρ的液体中，再称取此时的待测器件的质量，记为m_浮；

c.将待测器件从液体中取出，倒空其盛装的液体，擦干表面液珠，再称取此时的待测器件的质量，记为m_湿；

d.按照下述公式计算待测器件的体积V：

V＝(m_湿-m_浮)/ρ；

e.根据步骤a～d分别计算出待测器件在处理工艺前后的体积V_前和V_后，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的体积伸缩率α_V：

α_V＝[(V_后-V_前)/V_前]*100％。

2.根据权利要求1所述的陶瓷伸缩率的测定方法，其特征在于，所述的步骤e中，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的线性伸缩率α_l：

3.根据权利要求1所述的陶瓷伸缩率的测定方法，其特征在于，步骤b中，所述的已知密度ρ的液体为水。

4.根据权利要求3所述的陶瓷伸缩率的测定方法，其特征在于，所述的步骤e中，按下述公式计算待测器件对应处理工艺的吸水率β：

β＝[(m_湿-m_干)/m_干]*100％。