陶土检测
陶土检测一般包括以下几个方面:
外观与物理性质检测
颜色与外观:通过肉眼观察陶土的颜色,常见的有白色、灰色、黄色、红色等,颜色应均匀一致,无明显色差。同时观察其外观是否有杂质、结块、颗粒不均匀等现象,优质陶土应质地细腻,无明显可见杂质。
粒度分布:采用标准筛进行筛分试验,将一定量的陶土样品放在一套不同孔径的标准筛上进行振动筛分,称量每个筛子上截留的陶土质量,计算各粒径区间的颗粒占比,从而得到粒度分布情况。一般来说,用于精细陶瓷制作的陶土,粒度要求更细,大部分颗粒应小于0.075mm。
含水率:称取一定量的陶土样品,放入烘箱中,在105 - 110℃的温度下烘干至恒重,计算烘干前后样品质量的差值与原始质量的比值,即为含水率。建筑陶瓷用陶土含水率一般要求在15% - 25%,而艺术陶瓷用陶土含水率可能要求更严格,在18% - 22%。
可塑性:通过搓条法或可塑仪来测定。搓条法是将陶土制成直径为3mm的土条,观察其在弯曲或拉伸时的变形能力和保持形状的能力。可塑仪则是通过对陶土施加一定压力,测量其变形量来量化可塑性。一般用可塑性指数和可塑性指标来表示,可塑性指数在15 - 25之间的陶土具有较好的可塑性。
干燥收缩率:将陶土制成一定尺寸的试件,在自然干燥或强制干燥条件下,测量干燥前后试件尺寸的变化,计算干燥收缩率。通常,普通陶土的干燥收缩率在8% - 15%之间。
化学性质检测
化学成分分析:采用X射线荧光光谱分析(XRF)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP - OES)等仪器分析方法,对陶土中的主要化学成分如二氧化硅(SiO₂)、三氧化二铝(Al₂O₃)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钾(K₂O)、氧化钠(Na₂O)等进行定量分析。一般来说,优质陶土中SiO₂含量在50% - 70%,Al₂O₃含量在15% - 30%。
酸碱度(pH值):称取一定量的陶土样品,加入适量的去离子水,搅拌均匀后,用pH计测定溶液的pH值。陶土的pH值一般在4 - 8之间,不同用途的陶土对pH值有不同要求,例如用于碱性釉料的陶土,pH值可能偏碱性。
烧失量:称取一定量的陶土样品,放入高温炉中,在一定温度下(一般为950 - 1000℃)灼烧至恒重,计算灼烧前后样品质量的损失率,即为烧失量。烧失量主要反映了陶土中有机物、碳酸盐、吸附水等在高温下分解或挥发的情况,一般烧失量在5% - 15%。
矿物组成检测
X射线衍射分析(XRD):通过X射线衍射仪对陶土样品进行分析,根据衍射图谱确定陶土中所含的矿物种类,如高岭石、蒙脱石、伊利石、石英、长石等,并通过相应的软件进行半定量分析,确定各矿物的相对含量。
差热分析(DTA)和热重分析(TG):在加热过程中,陶土中的不同矿物会发生不同的热效应,如吸热、放热、失重等。通过差热分析和热重分析,可以得到陶土的热效应曲线和失重曲线,从而辅助判断陶土中的矿物组成和含量,尤其是对于含有结晶水的矿物,热分析方法能够很好地反映其脱水过程和含量。
工艺性能检测
烧成性能:将陶土制成标准试件,放入高温窑炉中进行烧制,观察其在不同温度下的收缩、变形、颜色变化等情况,确定其最佳烧成温度范围。一般普通陶土的烧成温度在900 - 1100℃,而一些高档陶瓷用陶土的烧成温度可能在1200 - 1400℃。
吸水率:将烧制后的陶土试件浸泡在水中一定时间后,称取其饱和吸水后的质量,计算吸水量与试件干质量的比值,即为吸水率。吸水率是衡量陶土制品质量的重要指标,一般建筑陶瓷的吸水率要求在10%以下,而卫生陶瓷的吸水率要求更低,通常在3%以下。
抗折强度:采用抗折试验机对烧制后的陶土试件施加弯曲载荷,测量其断裂时的最大载荷,计算抗折强度。普通陶土制品的抗折强度一般在10 - 30MPa,而高强度陶瓷用陶土制品的抗折强度可达到50MPa以上。