專利名稱：一種測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷エ業(yè)領(lǐng)域，具體涉及ー種測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置及其使用方法，特別涉及ー種利用漿料顆粒沉降引起的密度變化表征陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
在陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域，制備漿料(泥漿)通常是制備粉料和可塑成形泥料所必須經(jīng)過的階段。漿料經(jīng)過壓榨后，排出部分水分而成為泥料。漿料通過噴霧干燥則成為壓制成形用的粉料。此外，漿料還可直接用于注漿成形復(fù)雜形狀產(chǎn)品，具有其它成形方法不可比擬的優(yōu)勢。但要注出生坯密度高、顯微結(jié)構(gòu)均勻的坯體并不容易，配制穩(wěn)定性好的高濃度漿料是其關(guān)鍵之一，這已成為研究普通陶瓷和高技術(shù)陶瓷的ー項重要課題。 漿料中固體顆粒在液體分散體系中的穩(wěn)定性判定標(biāo)準(zhǔn)是顆粒在液相中的沉降速度慢，則可以認為顆粒在液相中的懸浮時間長，分散體系的穩(wěn)定性好。顆粒在液體中分散的懸浮體系(漿料)，按其懸浮液的濃度高低，可分為高濃度懸浮液和低濃度懸浮液。通常情況下，對較低濃度的懸浮液來說，體系的分散穩(wěn)定性的表征方法有沉降法、濁度法、顯微鏡法、粒度分布測量法和Zeta電位法等；對高濃度的懸浮液而言，常用的表征方法是粘度測量法或流變法。上述幾種方法所用的設(shè)備，包括分光光度計、流變儀、Zeta電位儀、顯微鏡等，設(shè)備較復(fù)雜，價格較高，測定時僅可對少量樣品測定。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置，該裝置包括漿料容器、砝碼、傳感器、放大器、采集卡和帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機；該裝置是根據(jù)顆粒沉降引起漿料局部密度變化來表征漿料穩(wěn)定性，將砝碼在漿料中某一深度所受浮力的持續(xù)變化經(jīng)傳感器、放大器、采集卡和計算機處理，以測定和表征漿料的穩(wěn)定性，該裝置相比現(xiàn)有裝置具有精度高、簡便快速、性能穩(wěn)定、操作簡單、可重復(fù)性好等優(yōu)點。本發(fā)明的另ー目的在于提供上述裝置的使用方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)—種測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置，包括漿料容器、砝碼、傳感器、放大器、采集卡和帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機；測定漿料穩(wěn)定性時，砝碼和漿料置于漿料容器內(nèi)，砝碼與置于漿料容器上方的傳感器連接，傳感器再依次與放大器、采集卡、帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機連接。所述的砝碼為錐型或弧面球形，砝碼表面做拋光或鍍膜處理，以使砝碼表面張カ小，且光滑，不易沾漿料，砝碼的密度要大于待測漿料密度。所述傳感器的精度要達到O. OOlN或O. lg。所述采集卡的作用是采集經(jīng)過放大后的電信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳至計算機處理。上述裝置的使用方法是在恒溫恒濕環(huán)境中，將砝碼固定于漿料中的某一深度，靜置lmin-30d (至漿料顆粒全部沉積或屏幕顯示數(shù)值不再隨時間發(fā)生變化為止)，在這過程中砝碼所受浮力傳到傳感器中，產(chǎn)生電信號，隨著漿料顆粒不斷沉降，砝碼處懸浮液密度持續(xù)變化，使浮力發(fā)生持續(xù)變化，傳感器產(chǎn)生的電信號隨砝碼所受浮力的變化而變化；電信號經(jīng)放大器放大后由采集卡收集，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳至計算機；計算機中的軟件根據(jù)傳感器參數(shù)對接收到的數(shù)據(jù)進行換算后得到密度值，記錄每ー時刻測定得到的密度值并繪制曲線，得到漿料的穩(wěn)定性曲線；所述的靜置時間優(yōu)選10_15h。本發(fā)明的原理是 在靜置過程中，陶瓷漿料中的懸浮顆粒會由于地球引力和聚集作用而發(fā)生沉降，隨著時間延長，漿料在垂直于地球表面(或者地心)的方向上由于顆粒密集度不同而導(dǎo)致密度變化，不同深度的漿料密度出現(xiàn)差異，同一深度的密度則會隨著時間變化而變化。當(dāng)在陶瓷漿料中的某位置懸掛安放一物體后，物體受到的浮力會隨著該位置漿料密度的變化而變化。因此，通過對漿料中物體所受的浮力進行測定，可以持續(xù)測得某一位置漿料密度的變化，建立該位置漿料密度P和測試時間的關(guān)系，從而利用密度變化的速度來表征漿料的穩(wěn)定性。密度變化快，表明漿料中的顆粒沉降快，漿料不穩(wěn)定；反之則說明漿料穩(wěn)定。陶瓷漿料的固含量一般在50-70被％，屬于高濃度的懸浮液，本發(fā)明以漿料在某位置密度的連續(xù)變化來表征漿料的穩(wěn)定性，不僅明顯不同于其它表征方法，而且科學(xué)理論基礎(chǔ)明確，可以更加準(zhǔn)確和便捷地對漿料的穩(wěn)定性進行表征。本發(fā)明也適合于低濃度的懸浮液穩(wěn)定性的測定。本發(fā)明裝置的計算機帶有數(shù)據(jù)處理軟件，該軟件的工作原理如下對于不沉降的均勻漿料來說，完全浸于漿料內(nèi)的砝碼所受浮力是恒定不變的。當(dāng)漿料內(nèi)分散的顆粒由于各種原因不能維持懸浮狀態(tài)往下沉降，漿料的均勻性就遭到破壞，沉降層以上的液體密度變小。根據(jù)公式F=PgV,密度P變小，處于特定深度上的體積為V的砝碼所受的浮力也必然變小。這種浮力變化將會被高分辨率壓力傳感器捕捉到并產(chǎn)生電信號，采集卡將這些電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號實時輸送給電腦軟件端，軟件將浮力變化換成密度變化Λ P，將Λ P對時間t做圖即可得沉降曲線。這樣就可根據(jù)特定深度上料漿密度隨時間的變化情況以及調(diào)整砝碼浸入深度來測量不同深度上料漿密度變化的分布情況來分析料漿的穩(wěn)定性。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果I、本發(fā)明的裝置具有精度高(這是由傳感器的精度所決定的)、操作簡便快速、性能穩(wěn)定、可重復(fù)性好(性能穩(wěn)定及可重復(fù)性好，都是由測定原理決定的。測定所示數(shù)據(jù)僅由測試發(fā)碼在漿料中所受浮力大小變化得出，不易受其他因素影響)、設(shè)備簡單等優(yōu)點。2、本發(fā)明裝置的原理簡單，裝置結(jié)構(gòu)簡易，成本低，由于砝碼僅對原料密度變化敏感，受カ大小基本由自身砝碼決定，因此可在生產(chǎn)中直接對大量漿料進行測定。


圖I是本發(fā)明的測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置的組成示意圖。
圖2是實施例I的漿料的穩(wěn)定性曲線。圖3是實施例2的釉漿的穩(wěn)定性曲線。圖4是實施例3的色料懸浮液的穩(wěn)定性曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進ー步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例I—種測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置，其組成和連接關(guān)系如圖I所示，包括漿料容器、 砝碼、傳感器、放大器、采集卡和帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機；測定漿料穩(wěn)定性時要在恒溫恒濕環(huán)境下進行，砝碼和漿料置于漿料容器內(nèi)，砝碼與置于漿料容器上方的傳感器連接，傳感器再依次與放大器、采集卡、帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機連接。所用的砝碼由不銹鋼制成，形狀為錐形，底角為60°，表面鍍有聚四氟こ烯。體積14. 5cm3,重 115g,密度為 7. 93g/cm3。傳感器與放大器、采集卡集成固定于小盒中，再連接至計算機。陶瓷衆(zhòng)料的組成是將2kg高招帆土、I. 6kg粘土與Ikg純氧化招粉混合,加3kg水經(jīng)高鋁球球磨機(行星式球磨機QM-3SP2，轉(zhuǎn)速473rpm，料球比為1:2 ;下同)，球磨6小時后，得到固含量為60%的漿料，高鋁礬土的主要成分如表I所示，粘土的主要成分如表2所
/Jn ο表I高鋁礬土的主要成分
主耍成分 T SiO2 I Al2O3 T Fe2O3 「Mg。 I CaO I Na2O [K2O 含量/% 1.18 78.68I 22-O 4j0.33表2粘土的主要成分
主要成分「SiO2 |_ Al2O3 |" Fe2O3 I MgO Γ CaO Γ Na2O |" K2O 含量/% 56.837 31.932 I. 577 0.244 O. 160 O. 153 1.400測定漿料穩(wěn)定性的方法如下將砝碼置于盛有漿料的容器中，固定于漿料中的某一深度，靜置804分鐘；經(jīng)計算機的數(shù)據(jù)處理軟件處理后得到漿料的穩(wěn)定性曲線，如圖2所示。圖中，密度低于l.Og/cm3是由顆粒沉降以及漿料的觸變性對法碼所受浮力影響的緣故。圖2中的穩(wěn)定性曲線表明漿料的密度變化大，穩(wěn)定性不好。實施例2ー種測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置，其組成、連接關(guān)系和測試方法均同實施例I。漿料組成取鉀長石釉(組成如表3所示)，加水及外加劑(加多聚磷酸鈉至其質(zhì)量體積濃度為O. 14%，加羧甲基纖維素鈉至其質(zhì)量體積濃度為O. 2% )，經(jīng)高鋁球球磨機球磨3小時，形成固含量為63%的釉漿。
上述釉漿的穩(wěn)定性曲線如圖3所示，該曲線表明釉漿的密度變化較小，穩(wěn)定性較好。表3鉀長石釉的配方
權(quán)利要求
1.ー種測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置，其特征在于包括漿料容器、砝碼、傳感器、放大器、采集卡和帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機；測定漿料穩(wěn)定性時，砝碼和漿料置于漿料容器內(nèi)，砝碼與置于漿料容器上方的傳感器連接，傳感器再依次與放大器、采集卡、帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置，其特征在于所述的砝碼為錐型或弧面球形，砝碼表面做拋光或鍍膜處理，砝碼的密度要大于待測漿料密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置，其特征在于所述傳感器的精度要達到O. OOlN或O. Igo
4.權(quán)利要求1-3任一項所述的裝置的使用方法，其特征在于在恒溫恒濕環(huán)境中，將砝 碼固定于漿料中的某一深度，靜置lmin-30d，在計算機中得到漿料的穩(wěn)定性曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置的使用方法，其特征在于所述的靜置時間為10-15h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測定陶瓷漿料穩(wěn)定性的裝置，該裝置包括漿料容器、砝碼、傳感器、放大器、采集卡和帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機；測定漿料穩(wěn)定性時，砝碼和漿料置于漿料容器內(nèi)，砝碼與置于漿料容器上方的傳感器連接，傳感器再依次與放大器、采集卡、帶有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機連接。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的裝置具有精度高、操作簡便快速、性能穩(wěn)定、可重復(fù)性好、設(shè)備簡單、可對大量漿料進行測定等優(yōu)點。
文檔編號G01N15/04GK102841043SQ20121031096
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者吳建青, 寧磊, 梁家瑜, 彭誠, 呂明 申請人:華南理工大學(xué)