泥浆稀释设计性实验.docx
《泥浆稀释设计性实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《泥浆稀释设计性实验.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
综合设计性材料试验
泥浆设计性实验
姓名：
魏优
专业：
11材料物理2班学号：
201110240227
4
摘要：
在了解普通泥浆的稀释原理后，通过实验，应用不同稀释剂
对泥浆进行了稀释测试，稀释之后通过测定泥浆的流速反映出泥浆的稀释程度既粘度，找出对泥浆稀释效果明显的稀释剂及其最佳用量。
关键词：
泥浆，稀释，粘度，稀释剂
一、实验目的
1.在掌握泥浆的稀释原理及流动度概念的基础上，学会选择稀释剂及确定稀释剂用量；
2.熟悉和了解泥浆性能对陶瓷生产工艺的影响；
3.掌握泥浆性能测试方法及控制方法；
4.找到泥浆稀释效果最佳点。
二、仪器设备
100ml量筒，200ml烧杯若干，玻璃棒若干，铁架，秒表，电子秤，玻璃的马克杯
三、原料及稀释剂
粘土，美国仙水，水玻璃，六偏磷酸钠，三聚磷酸钠，无水碳酸钠，腐植酸钠
四、实验基本方案
本次实验的稀释剂包括复合稀释剂有以下九组进行实验对比分析:
（1）美国仙水
（2）水玻璃（3）六偏磷酸钠（4）三聚磷酸钠（5）无水碳酸钠（6）腐植酸钠（7）水玻璃+美国仙水（8）三聚磷酸钠+六偏磷酸钠
（9）美国仙水+水玻璃
将粘土置于烧杯中加水混合搅拌成泥浆，加入稀释剂测流速（通过时间来反应）每种稀释剂设置渐增的量便于试验后做对比更具说服力。
且整个试验中控制泥浆含水量在35﹪以内，准确记录实验数据，分析并讨论结果。
五、实验原理
泥浆是陶瓷原料在水中的一种悬浮体。
在陶瓷材料的生产中，泥浆粘度与厚化度是否恰当，将影响球磨输送、储存、榨泥和上釉等生产工艺，特别是注浆成型时，将直接影响浇注制品的质量。
如何调节和控制泥浆的流动度和厚化度，对于满足生产需要，提高产品质量和生产效率，具有重要意义。
泥浆和釉浆在外力作用下产生流动时因存在着内部摩擦，使平行的浆层流动速度有差异，称这种特性为粘滞度，即粘度或称内摩擦系数。
粘度的倒数即为流动度。
泥浆的流动性能可用流动度、绝对粘度和相对粘度（相对粘度即泥浆与水在同一温度下，流出同体积所需时间之比）来表征。
工艺上泥浆的流动度是以一定体积的泥浆静置一定时间后从一定的流出孔流出的时间来表示。
粘度愈大流动度愈
小，即流动性愈差，反之则相反。
泥浆的流动度与厚化度，取决于泥料的配方组成，即所用粘土原料的矿物组成与性质，泥浆的颗粒分散和配制方法、水分含量和温度及使用电解质的种类。
实践证明:
电解质对泥浆流动性等性能的影响是很大的,即使在含水量较少的泥浆内加入适量电解质后,也能得到像含水量多时或更大的流动度。
因此,调节和控制泥浆流动度和厚化度的常用方法是选择适宜的电解质,并确定其加入量
在粘土水系统中,粘土粒子带负电,因而粘土粒子在水中能吸附阳离子形成胶团。
一般天然粘土粒子上吸附着各种盐的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+阳离子,其中以
Ca2+为最多。
在粘土系统中,粘土粒子还大量吸附H+。
在未加电解质时,由于H+离子半径小,电荷密度大,与带负电的粘土粒子作用力大,易进入胶团吸附层,中和粘土粒子的大部分电荷,使相邻粒子间的同性电荷减少,斥力减小,以至于粘土粒子易于粘附凝聚,而使流动性变差。
Ca2+以及其他高价离子等,由于其电价高（与一价阳离子相比）与粘土粒子间的静电引力大,易进入胶团吸附层,因而产生与上
述一样的结果,使流动性变差。
如果加入电解质,这种电解质的阳离子离解程度大,且所带的水膜较厚,而与粘土粒子间的作用不很大,大部分仅进入胶团的扩散层,使
扩散加厚,电动电位增大,粘土粒子间排斥力增大,故增加泥浆的流动性。
泥浆的最大稀释度（最低粘度）与其电动电位的最大值相适应。
若加入过量的电解质,泥浆中这种电解质的阳离子浓度过高,含有较多的阳离子进入胶团的吸附层,中和粘土胶团的负电荷,从而使扩散层变薄,电动电位下降,粘土胶粒不易移动,使泥浆粘度增加,流动性下降,所以电解质的加入量应有一定的范围。
阴离子对稀释作用也有影响:
1用于稀释泥浆的电解质必须具备三个条件:
（1）具有水化能力强的一价阳离子,如Na+等;
（2）能直接离解或水解而提供足够的OH-使分散系统呈碱性；
（3）能与粘土中有害离子发生交换反应，生成难溶的盐类或稳定的络合物。
2.生产中常用的稀释剂可分为三类
（1）无机电解质，如水玻璃、碳酸钠、六偏磷酸钠（NaPO4）6、焦磷酸钠
（Na4P2O7·10H2O）等电解质的用量一般为干坯料重量的0.3﹪~0.5﹪。
（2）能生成保护胶体的有机酸盐类，如腐植酸钠、单宁酸钠、柠檬酸钠，松香皂等，用量一般为0.2﹪~0.6﹪。
（3）聚合电解质，如聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素、木质素磺酸盐、阿拉伯树胶。
稀释泥浆的电解质，可单独使用或几种混合使用，其加入量必须适当。
若过少则稀释作用不完全，过多反而引起凝聚。
适当的电解质加入量与合适的电解质种类，对于不同粘土必须通过实验来确定。
一般电解质加入量控制在不大于
0.5﹪对于干料而言的范围内。
采用复合电解质时，还需注意加入顺序对稀释效
果的影响，当采用Na2CO3与水玻璃或Na2CO3和单宁酸钠复合时，都应先加入Na2CO3，后加水玻璃或单宁酸钠。
在选择电解质，并确定各电解质的最适宜用量时，一般是将电解质加入粘土泥浆中，并测该泥浆的流动度。
对泥浆胶体，流动度用相对粘度来表示，即测定泥浆与水在同一温度下，流出同一体积所需流出的时间之比来表示。
六、实验步骤
1、取相应个数的200ml的玻璃杯，分别标上1至9的数字，分别称取150g粘土于各个烧杯中，分别加入75ml（个别80ml）水，并充分搅拌。
2、分别取十滴配好的水玻璃和美国仙水的溶液，称量其质量，并记录下来；
3、1号烧杯加入5滴水玻璃，充分搅拌匀称，用马克杯测流速，循环叠加至6
滴，7滴，8滴，9滴的水玻璃，分别记录时间；
4、2号烧杯加入2滴美国仙水，充分搅拌匀称，用马克杯粘度计测流速，循环叠加至3滴，4滴，5滴，6滴，7滴，8滴,9滴美国仙水。
分别记录时间；
3、3号烧杯加入0.8g的三聚磷酸钠，充分搅拌匀称，用马克杯测流速，循环叠加至0.9g、1.0g、1.1g、1.2g的三聚磷酸钠，分别记录时间；
4、4号烧杯加入0.5g的六偏磷酸钠，充分搅拌匀称，用马克杯测流速，循环叠加至0.6g、0.7g、0.8g、0.9g的六偏磷酸钠，分别记录时间；
5、5号烧杯加入0.2﹪的腐植酸钠，充分搅拌匀称，用马克杯测流速，循环叠加至1.0g、1.1g、1.2g、1.3g、1.4g、1.5g的腐植酸钠，分别记录时间；
8、6号烧杯加入0.2﹪的无水碳酸钠，充分搅拌匀称，用马克杯测流速，循环叠加至0.4g、0.5g、0.6g、0.7g、0.9g的无水碳酸钠，分别记录时间；
9、7号烧杯加入4滴水玻璃和3滴美国仙水，充分搅拌匀称，用马克杯测流速，循环叠加至4滴水玻璃和4滴美国仙水，4滴水玻璃和5滴美国仙水，5滴水玻璃和5滴美国仙水，5滴水玻璃和6滴美国仙水，分别记录时间；
10,、8号烧杯加入3滴美国仙水和0.4g的三聚磷酸钠，充分搅拌匀称，用马克杯测流速，循环叠加至4滴美国仙水和0.4g的三聚磷酸钠，5滴美国仙水和
0.4g的三聚磷酸钠，5滴美国仙水和0.5g的三聚磷酸钠，，6滴美国仙水和0.5g
的三聚磷酸钠，7滴美国仙水和0.5g的三聚磷酸钠，分别记录时间；
11、9号烧杯加入0.4g的三聚磷酸钠和0.3g的六偏磷酸钠，充分搅拌匀称，用马克杯测流速，循环叠加至0.3g的六偏磷酸钠和0.5g的三聚磷酸钠，0.3g的六偏磷酸钠和0.6g的三聚磷酸钠，0.3g的六偏磷酸钠和0.7g的三聚磷酸钠，0.4g的六偏磷酸钠和0.7g的三聚磷酸钠，分别记录时间；
七、数据记录和处理
试剂
时间
水
11.4s
水玻璃
5滴
6滴
7滴
8滴
9滴
279.6
s
215.7
s
205.8
s
217.9
s
270.3
s
美国仙水
2滴
3滴
4滴
5滴
6滴
7滴
8滴
9滴
233.4
s
63.8s
48.0s
40.8s
38.1s
37.5s
37.9s
38.5s
0.5g
0.6g
0.7g
0.8g
0.9g
1.0g
1.1g
1.2g
1.3g
1.4g
三聚
磷酸钠
46.7s
41.8s
42.9
45.8s
47.2s
六偏
磷酸钠
66.6s
63.7s
64.5s
58.0s
62.4s
腐植酸钠
’
143.8
s
120.6
s
100.3
s
90.5s
114.7
s
无水
碳酸钠
无明显变化
水玻璃和美国仙水
（4滴）
和（3
滴）
（4滴）
和（4滴）
（4滴）和（5滴）
（5滴）和
（5
滴）
（5滴）和
（6
滴）
80.5s
69.8
65.7s
69.9s
70.2s
美国仙水和三聚磷酸钠
（3滴）和（0.4g）
（4滴）和（0.4g）
（5滴）和（0.4g）
（6滴）和（0.5g）
（7滴）和（0.5g
0
）
50.7s
49.8s
51.1s
51.8s
53.1s
三聚磷酸钠和六偏
磷酸钠
0.4g
和
0.3g
0.5g
和
0.3g
0.6g
和
0.3g
0.7g
和
0.3g
0.7g
和
0.4g
94.4s
87.7s
74.2
73.0s
81.5s
5
以下是各组因素的图（因无水碳酸钠五明显现象所以不在图中画出）
9
8
7
6
5
0.00
水玻璃
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
水玻璃
6
9
8
7
6
5
4
3
2
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
美国仙水
美国仙水
1.2
1.1
1
0.9
0.8
4.20
4.10
4.00
3.90
3.80
3.70
3.60
3.50
3.40
三聚磷酸钠
三聚磷酸钠
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
六偏磷酸钠
6.00
5.80
5.60
5.40
5.20
5.00
4.80
4.60
六偏磷酸钠
7
1.4
1.3
1.2
1.1
1
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
腐植酸钠
腐植酸钠
5
4
3
2
1
8.00
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
水玻璃和美国仙水
水玻璃和美国仙水
5
4
3
2
1
4.70
4.60
4.50
4.40
4.30
4.20
美国仙水和三聚磷酸钠
美国仙水和三聚磷酸钠
1 2 3 4 5
三聚磷酸钠和六偏磷酸钠
9.00
8.00
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
三聚磷酸钠和六偏磷酸钠
八、总结
经过以上九组的实验可以看出
1.每组实验中泥浆的流速随稀释剂量的增加，先加快后减慢，有转折点；
2.所有试验中多因素的稀释剂大多没有单组因素的稀释效果好；
3.单因素的稀释剂稀释效果最好的是美国仙水，其次是三聚磷酸钠,稀释效果最差的是无水碳酸钠；
4.多因素的稀释剂中三聚磷酸钠和美国仙水的组合效果比较好；
10
5.不同的稀释剂的稀释效果不同。
该实验除了加入水量和稀释剂的量的影响以外，本人认为还与稀释剂的状态以及浓度有关。
固体稀释剂在搅拌溶解的时候不易搅拌均匀、溶解，这就会有所影响。
另外还有药品本身可能会受外界影响，如吸收空气中的水分，长期这样也会对实验有影响。
九、讨论题
1.选择稀释剂的依据？
答：
a.用于稀释泥浆的电解质必须具备三个条件
（1）具有水化能力强的一价阳离子,如Na+等;
（2）能直接离解或水解而提供足够的OH-使分散系统呈碱性；
（3）能与粘土中有害离子发生交换反应，生成难溶的盐类或稳定的络合物。
b.其次，还要考虑在生产过程中能够明显降低生产成本，利于提高与稳定料浆工艺性能，企业从而取得良好的技术经济效益。
2.同一阳离子的不同电解质其稀释效果为什么不同？
答：
因为虽然阳离子相同，但与离子组成分子的阴离子（团）并不相同，不同阴阳离子之间的作用力大小都不相同，所以稀释里的力量作用在不同分子上时也会有所区别
3.本实验中存在的主要问题是什么？
答:
a.所取用的仪器可能会有很大的误差，具有偶然因素存在；
b.药品本身可能会受外界影响，如吸收空气中的水分，长期
这样也会对实验有影响;
c.药品称量和时间的计量也会存在很大的误差。
升级会员 