馬玉書+李計(jì)元

摘 要：實(shí)驗(yàn)通過制備陶瓷泥漿與調(diào)整泥漿性能如濃度、流動(dòng)性等，設(shè)計(jì)了綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)中把陶瓷生產(chǎn)工藝從泥漿制備、泥漿性能檢測(cè)、制品成型、干燥以及燒成陶瓷制品的整個(gè)工藝過程進(jìn)行有機(jī)整合，把基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)們相互配合、相互交流，彼此團(tuán)結(jié)協(xié)作，增進(jìn)友誼。通過綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)生不但鍛煉動(dòng)手能力，而且加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，最后制得陶瓷作品，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中獲得成就感，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣，使其在實(shí)驗(yàn)中得到享受和愉快的體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：陶瓷 泥漿制備 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 泥漿性能 綜合性實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TF125.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（a）-0003-02

材料科學(xué)與工程是一個(gè)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅使學(xué)生獲得知識(shí)，更重要的是激發(fā)他們對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，啟迪思維，培養(yǎng)他們的科技創(chuàng)新精神。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好壞將直接影響到學(xué)生在實(shí)際工作中分析和解決工程實(shí)際問題的能力。實(shí)踐證明：對(duì)于實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用到的理論知識(shí)，學(xué)生理解的更透徹、印象更深刻，應(yīng)用也更靈活[1-2]。因此，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)結(jié)合起來，不但提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以為將來從事本專業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。在陶瓷工藝學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中內(nèi)容涉及泥料可塑性、先進(jìn)陶瓷成型方法、燒結(jié)溫度測(cè)定以及成品性能檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。內(nèi)容雖然很多，但都是橫向比較，學(xué)生理解不深刻，使實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。因此，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)大綱制定時(shí)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重新整合、進(jìn)行縱向設(shè)計(jì)，開發(fā)了兩個(gè)專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目《陶瓷注漿成型及性能測(cè)定》和《泥漿制備及陶瓷可塑成型》，包含了從泥漿制備、模具制作、注漿成型、燒成到成品性能測(cè)定等為主線的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。該文對(duì)泥漿制備及性能測(cè)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行介紹。為了使學(xué)生得到更好的鍛煉，讓學(xué)生自己動(dòng)手配制泥漿，按照教師給定的泥漿性能目標(biāo)值調(diào)整泥漿的性能，充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，最后制備出陶瓷樣品，提高學(xué)生的興趣，該綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受到廣泛好評(píng)。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解普通陶瓷的原料及坯料的配方設(shè)計(jì)；掌握泥漿制備、性能檢測(cè)和調(diào)整的方法；掌握普通陶瓷燒成過程中的物理化學(xué)變化；掌握陶瓷燒結(jié)性能評(píng)價(jià)方法；完成從原料制備到最終燒出制品的整個(gè)陶瓷生產(chǎn)工藝過程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力以及分工合作精神。

2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

礦物原料有：石英、砂巖、長(zhǎng)石、蘇州土、星子高嶺、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木節(jié)、唐山木節(jié)、秦皇島瓷石、湛江原礦、依安黑泥、沁陽土、大同土、新會(huì)球土、白云石、松陽高嶺土、盛超粘土等?；瘜W(xué)試劑：碳酸鋇、堿面、水玻璃、PC67等。

2.2 儀器設(shè)備

球磨機(jī)（包括瓷磨罐）、電熱干燥箱、燒結(jié)爐、電子天平、涂4粘度計(jì)、泥漿攪拌機(jī)、電子秤、標(biāo)準(zhǔn)篩、石膏模型、秒表、溫度計(jì)、數(shù)顯式游標(biāo)卡尺等。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 泥漿配方的設(shè)計(jì)與計(jì)算

查閱文獻(xiàn)，參考經(jīng)驗(yàn)配方，通過化學(xué)組成、礦物組成的計(jì)算，初步擬定坯料配方并按3kg總量計(jì)算出泥漿的配料單，測(cè)出原料的含水率，計(jì)算出實(shí)際配料單。

3.2 泥漿制備

（1）按實(shí)際配料單稱量原料，加水，加水量按30%左右計(jì)算。并加入球石，可用鵝卵石或高鋁石球，料球比為1∶2，球石的級(jí)配為大球：中球：小球=（20%～25%）：（30%～50%）：（30%～50%）。加入0.1%～0.2%的氯化鈣或醋酸，可促使泥漿凝聚構(gòu)成較粗的毛細(xì)管，從而提高壓濾效率。

（2）研磨3.5 h后，檢測(cè)細(xì)度。用水篩法測(cè)篩余，若過粗，再繼續(xù)研磨，直到350目篩篩余0.7%～0.8%，同時(shí)調(diào)整泥漿濃度，目標(biāo)值達(dá)到（356±2）g/200 mL。

3.3 泥漿性能測(cè)定

（1）含水率：準(zhǔn)確稱量泥漿10～20 g置于蒸發(fā)皿中，在烘箱內(nèi)烘干至恒重后，冷卻稱重。記錄濕試樣質(zhì)量W1，干試樣質(zhì)量W2。則相對(duì)水分（X）為（W1-W2）/W1×100%；絕對(duì)水分（Y）為（W1-W2）/W2×100%。

（2）細(xì)度：取100 g泥漿，緩慢倒入350目篩中，同時(shí)置于自來水下沖洗，直至篩下水流不渾濁為止。將篩上殘?jiān)鼉A入蒸發(fā)皿中，靜置30 min倒出蒸發(fā)皿上部清水，放在烘箱內(nèi)烘干，稱量殘?jiān)亓?，?xì)度（或篩余）用殘?jiān)几闪现亓康陌俜直葋肀硎尽?/p>

（3）濃度：將200 mL比重瓶洗凈、控干水分、烘干后稱重。再將制備好的泥漿倒入容量瓶至規(guī)定刻度于電子天平上稱重，記錄數(shù)據(jù)，單位為g/200 mL。

（4）流動(dòng)性：將泥漿注滿涂4粘度計(jì)（100 mL）。在打開出口的同時(shí)按下秒表，記錄秒表數(shù)據(jù)，即為泥漿的即刻粘度V0。

3.4 注試條和試樣，并燒成

細(xì)度和濃度達(dá)到要求后，放磨，過80目篩。放入塑料桶中陳腐7天后，利用石膏模具澆注試條和陶瓷半成品（如花瓶等）。將試條和坯體干燥后修坯、坯體施釉，在一定溫度下燒成。

3.5 試條性能測(cè)定

（1）收縮率。

用石膏模具澆注試條，開模后用游標(biāo)卡尺做記號(hào)，長(zhǎng)度100 mm或150 mm。放入烘箱烘干。烘干后再測(cè)量記號(hào)長(zhǎng)度，計(jì)算干燥收縮率，公式如下：

干燥收縮率%=

燒成收縮率%=×100%

總收縮率=（1-干燥收縮率）×燒成收縮率+干燥收縮率

（2）彎曲強(qiáng)度。

計(jì)算公式為：

式中：Ra為彎曲強(qiáng)度（MPa）；P為作用力（N）；L為跨距（mm）；D為試條斷口處直徑（mm）。

（3）燒結(jié)性。

將燒后的試條作吸紅實(shí)驗(yàn)，測(cè)定吸水率、氣孔率和體積密度等指標(biāo)表征試樣的燒結(jié)性。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

測(cè)定泥漿各參數(shù)如細(xì)度、濃度、流動(dòng)度及含水率等；測(cè)定試樣干燥收縮率、燒成收縮率和總收縮率；進(jìn)行試樣吸紅實(shí)驗(yàn)及彎曲強(qiáng)度、氣孔率、吸水率和體積密度等指標(biāo)的測(cè)定，并分析燒成制度對(duì)陶瓷制品燒結(jié)性的影響。

5 教學(xué)組織與成績(jī)?cè)u(píng)定

將參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生分組，3人/組。首先安排學(xué)生查閱資料，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有初步了解；其次討論確定實(shí)驗(yàn)路線和方法。最后，3人協(xié)作共同完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每組至少完成一個(gè)配方。在教學(xué)實(shí)踐過程中，我們發(fā)現(xiàn)由于實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立、靈活性強(qiáng)，很難用同一尺度來對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。因此，在綜合性實(shí)驗(yàn)的評(píng)定過程中，我們重過程輕結(jié)果。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定包括：出勤10分、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力40分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析20分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告30分。其中動(dòng)手能力的考核要求每個(gè)學(xué)生至少提交一件合格的陶瓷制品。實(shí)際每個(gè)學(xué)生都能完成幾件，有的還非常美觀漂亮。力爭(zhēng)較全面的考查學(xué)生的綜合能力和科研素質(zhì)。

6 教學(xué)效果反饋

該綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目歷時(shí)4周，實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生們普遍反映獲得了很多生動(dòng)的知識(shí)，在實(shí)踐過程中通過查閱文獻(xiàn)和實(shí)際動(dòng)手，將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐過程中，使知識(shí)融會(huì)貫通，既提高了學(xué)習(xí)興趣，也鍛煉了動(dòng)手能力。

7 結(jié)語

陶瓷泥漿制備綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)是一個(gè)較好的嘗試。在實(shí)踐教學(xué)過程中，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，教師與學(xué)生在教學(xué)過程中關(guān)系更加和諧。學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力逐步加強(qiáng)。制備出合格的陶瓷制品使學(xué)生體會(huì)到成功的喜悅，也增強(qiáng)了對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。圖1為同學(xué)作品。我們也欣喜的看到學(xué)生由被動(dòng)、枯燥的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橄硎苓@種積極、主動(dòng)的學(xué)習(xí)過程。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜娜，郭英，張瑋.改革實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2008（3）：151-152.

[2] 張冠英.電工學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012，15（2）：19-21.

摘 要：實(shí)驗(yàn)通過制備陶瓷泥漿與調(diào)整泥漿性能如濃度、流動(dòng)性等，設(shè)計(jì)了綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)中把陶瓷生產(chǎn)工藝從泥漿制備、泥漿性能檢測(cè)、制品成型、干燥以及燒成陶瓷制品的整個(gè)工藝過程進(jìn)行有機(jī)整合，把基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)們相互配合、相互交流，彼此團(tuán)結(jié)協(xié)作，增進(jìn)友誼。通過綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)生不但鍛煉動(dòng)手能力，而且加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，最后制得陶瓷作品，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中獲得成就感，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣，使其在實(shí)驗(yàn)中得到享受和愉快的體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：陶瓷 泥漿制備 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 泥漿性能 綜合性實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TF125.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（a）-0003-02

材料科學(xué)與工程是一個(gè)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅使學(xué)生獲得知識(shí)，更重要的是激發(fā)他們對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，啟迪思維，培養(yǎng)他們的科技創(chuàng)新精神。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好壞將直接影響到學(xué)生在實(shí)際工作中分析和解決工程實(shí)際問題的能力。實(shí)踐證明：對(duì)于實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用到的理論知識(shí)，學(xué)生理解的更透徹、印象更深刻，應(yīng)用也更靈活[1-2]。因此，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)結(jié)合起來，不但提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以為將來從事本專業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。在陶瓷工藝學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中內(nèi)容涉及泥料可塑性、先進(jìn)陶瓷成型方法、燒結(jié)溫度測(cè)定以及成品性能檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。內(nèi)容雖然很多，但都是橫向比較，學(xué)生理解不深刻，使實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。因此，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)大綱制定時(shí)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重新整合、進(jìn)行縱向設(shè)計(jì)，開發(fā)了兩個(gè)專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目《陶瓷注漿成型及性能測(cè)定》和《泥漿制備及陶瓷可塑成型》，包含了從泥漿制備、模具制作、注漿成型、燒成到成品性能測(cè)定等為主線的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。該文對(duì)泥漿制備及性能測(cè)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行介紹。為了使學(xué)生得到更好的鍛煉，讓學(xué)生自己動(dòng)手配制泥漿，按照教師給定的泥漿性能目標(biāo)值調(diào)整泥漿的性能，充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，最后制備出陶瓷樣品，提高學(xué)生的興趣，該綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受到廣泛好評(píng)。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解普通陶瓷的原料及坯料的配方設(shè)計(jì)；掌握泥漿制備、性能檢測(cè)和調(diào)整的方法；掌握普通陶瓷燒成過程中的物理化學(xué)變化；掌握陶瓷燒結(jié)性能評(píng)價(jià)方法；完成從原料制備到最終燒出制品的整個(gè)陶瓷生產(chǎn)工藝過程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力以及分工合作精神。

2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

礦物原料有：石英、砂巖、長(zhǎng)石、蘇州土、星子高嶺、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木節(jié)、唐山木節(jié)、秦皇島瓷石、湛江原礦、依安黑泥、沁陽土、大同土、新會(huì)球土、白云石、松陽高嶺土、盛超粘土等。化學(xué)試劑：碳酸鋇、堿面、水玻璃、PC67等。

2.2 儀器設(shè)備

球磨機(jī)（包括瓷磨罐）、電熱干燥箱、燒結(jié)爐、電子天平、涂4粘度計(jì)、泥漿攪拌機(jī)、電子秤、標(biāo)準(zhǔn)篩、石膏模型、秒表、溫度計(jì)、數(shù)顯式游標(biāo)卡尺等。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 泥漿配方的設(shè)計(jì)與計(jì)算

查閱文獻(xiàn)，參考經(jīng)驗(yàn)配方，通過化學(xué)組成、礦物組成的計(jì)算，初步擬定坯料配方并按3kg總量計(jì)算出泥漿的配料單，測(cè)出原料的含水率，計(jì)算出實(shí)際配料單。

3.2 泥漿制備

（1）按實(shí)際配料單稱量原料，加水，加水量按30%左右計(jì)算。并加入球石，可用鵝卵石或高鋁石球，料球比為1∶2，球石的級(jí)配為大球：中球：小球=（20%～25%）：（30%～50%）：（30%～50%）。加入0.1%～0.2%的氯化鈣或醋酸，可促使泥漿凝聚構(gòu)成較粗的毛細(xì)管，從而提高壓濾效率。

（2）研磨3.5 h后，檢測(cè)細(xì)度。用水篩法測(cè)篩余，若過粗，再繼續(xù)研磨，直到350目篩篩余0.7%～0.8%，同時(shí)調(diào)整泥漿濃度，目標(biāo)值達(dá)到（356±2）g/200 mL。

3.3 泥漿性能測(cè)定

（1）含水率：準(zhǔn)確稱量泥漿10～20 g置于蒸發(fā)皿中，在烘箱內(nèi)烘干至恒重后，冷卻稱重。記錄濕試樣質(zhì)量W1，干試樣質(zhì)量W2。則相對(duì)水分（X）為（W1-W2）/W1×100%；絕對(duì)水分（Y）為（W1-W2）/W2×100%。

（2）細(xì)度：取100 g泥漿，緩慢倒入350目篩中，同時(shí)置于自來水下沖洗，直至篩下水流不渾濁為止。將篩上殘?jiān)鼉A入蒸發(fā)皿中，靜置30 min倒出蒸發(fā)皿上部清水，放在烘箱內(nèi)烘干，稱量殘?jiān)亓浚?xì)度（或篩余）用殘?jiān)几闪现亓康陌俜直葋肀硎尽?/p>

（3）濃度：將200 mL比重瓶洗凈、控干水分、烘干后稱重。再將制備好的泥漿倒入容量瓶至規(guī)定刻度于電子天平上稱重，記錄數(shù)據(jù)，單位為g/200 mL。

（4）流動(dòng)性：將泥漿注滿涂4粘度計(jì)（100 mL）。在打開出口的同時(shí)按下秒表，記錄秒表數(shù)據(jù)，即為泥漿的即刻粘度V0。

3.4 注試條和試樣，并燒成

細(xì)度和濃度達(dá)到要求后，放磨，過80目篩。放入塑料桶中陳腐7天后，利用石膏模具澆注試條和陶瓷半成品（如花瓶等）。將試條和坯體干燥后修坯、坯體施釉，在一定溫度下燒成。

3.5 試條性能測(cè)定

（1）收縮率。

用石膏模具澆注試條，開模后用游標(biāo)卡尺做記號(hào)，長(zhǎng)度100 mm或150 mm。放入烘箱烘干。烘干后再測(cè)量記號(hào)長(zhǎng)度，計(jì)算干燥收縮率，公式如下：

干燥收縮率%=

燒成收縮率%=×100%

總收縮率=（1-干燥收縮率）×燒成收縮率+干燥收縮率

（2）彎曲強(qiáng)度。

計(jì)算公式為：

式中：Ra為彎曲強(qiáng)度（MPa）；P為作用力（N）；L為跨距（mm）；D為試條斷口處直徑（mm）。

（3）燒結(jié)性。

將燒后的試條作吸紅實(shí)驗(yàn)，測(cè)定吸水率、氣孔率和體積密度等指標(biāo)表征試樣的燒結(jié)性。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

測(cè)定泥漿各參數(shù)如細(xì)度、濃度、流動(dòng)度及含水率等；測(cè)定試樣干燥收縮率、燒成收縮率和總收縮率；進(jìn)行試樣吸紅實(shí)驗(yàn)及彎曲強(qiáng)度、氣孔率、吸水率和體積密度等指標(biāo)的測(cè)定，并分析燒成制度對(duì)陶瓷制品燒結(jié)性的影響。

5 教學(xué)組織與成績(jī)?cè)u(píng)定

將參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生分組，3人/組。首先安排學(xué)生查閱資料，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有初步了解；其次討論確定實(shí)驗(yàn)路線和方法。最后，3人協(xié)作共同完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每組至少完成一個(gè)配方。在教學(xué)實(shí)踐過程中，我們發(fā)現(xiàn)由于實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立、靈活性強(qiáng)，很難用同一尺度來對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。因此，在綜合性實(shí)驗(yàn)的評(píng)定過程中，我們重過程輕結(jié)果。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定包括：出勤10分、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力40分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析20分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告30分。其中動(dòng)手能力的考核要求每個(gè)學(xué)生至少提交一件合格的陶瓷制品。實(shí)際每個(gè)學(xué)生都能完成幾件，有的還非常美觀漂亮。力爭(zhēng)較全面的考查學(xué)生的綜合能力和科研素質(zhì)。

6 教學(xué)效果反饋

該綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目歷時(shí)4周，實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生們普遍反映獲得了很多生動(dòng)的知識(shí)，在實(shí)踐過程中通過查閱文獻(xiàn)和實(shí)際動(dòng)手，將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐過程中，使知識(shí)融會(huì)貫通，既提高了學(xué)習(xí)興趣，也鍛煉了動(dòng)手能力。

7 結(jié)語

陶瓷泥漿制備綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)是一個(gè)較好的嘗試。在實(shí)踐教學(xué)過程中，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，教師與學(xué)生在教學(xué)過程中關(guān)系更加和諧。學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力逐步加強(qiáng)。制備出合格的陶瓷制品使學(xué)生體會(huì)到成功的喜悅，也增強(qiáng)了對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。圖1為同學(xué)作品。我們也欣喜的看到學(xué)生由被動(dòng)、枯燥的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橄硎苓@種積極、主動(dòng)的學(xué)習(xí)過程。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜娜，郭英，張瑋.改革實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2008（3）：151-152.

[2] 張冠英.電工學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012，15（2）：19-21.

摘 要：實(shí)驗(yàn)通過制備陶瓷泥漿與調(diào)整泥漿性能如濃度、流動(dòng)性等，設(shè)計(jì)了綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)中把陶瓷生產(chǎn)工藝從泥漿制備、泥漿性能檢測(cè)、制品成型、干燥以及燒成陶瓷制品的整個(gè)工藝過程進(jìn)行有機(jī)整合，把基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)們相互配合、相互交流，彼此團(tuán)結(jié)協(xié)作，增進(jìn)友誼。通過綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)生不但鍛煉動(dòng)手能力，而且加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，最后制得陶瓷作品，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中獲得成就感，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣，使其在實(shí)驗(yàn)中得到享受和愉快的體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：陶瓷 泥漿制備 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 泥漿性能 綜合性實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TF125.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（a）-0003-02

材料科學(xué)與工程是一個(gè)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅使學(xué)生獲得知識(shí)，更重要的是激發(fā)他們對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，啟迪思維，培養(yǎng)他們的科技創(chuàng)新精神。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好壞將直接影響到學(xué)生在實(shí)際工作中分析和解決工程實(shí)際問題的能力。實(shí)踐證明：對(duì)于實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用到的理論知識(shí)，學(xué)生理解的更透徹、印象更深刻，應(yīng)用也更靈活[1-2]。因此，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)結(jié)合起來，不但提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以為將來從事本專業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。在陶瓷工藝學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中內(nèi)容涉及泥料可塑性、先進(jìn)陶瓷成型方法、燒結(jié)溫度測(cè)定以及成品性能檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。內(nèi)容雖然很多，但都是橫向比較，學(xué)生理解不深刻，使實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。因此，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)大綱制定時(shí)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重新整合、進(jìn)行縱向設(shè)計(jì)，開發(fā)了兩個(gè)專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目《陶瓷注漿成型及性能測(cè)定》和《泥漿制備及陶瓷可塑成型》，包含了從泥漿制備、模具制作、注漿成型、燒成到成品性能測(cè)定等為主線的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。該文對(duì)泥漿制備及性能測(cè)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行介紹。為了使學(xué)生得到更好的鍛煉，讓學(xué)生自己動(dòng)手配制泥漿，按照教師給定的泥漿性能目標(biāo)值調(diào)整泥漿的性能，充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，最后制備出陶瓷樣品，提高學(xué)生的興趣，該綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受到廣泛好評(píng)。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解普通陶瓷的原料及坯料的配方設(shè)計(jì)；掌握泥漿制備、性能檢測(cè)和調(diào)整的方法；掌握普通陶瓷燒成過程中的物理化學(xué)變化；掌握陶瓷燒結(jié)性能評(píng)價(jià)方法；完成從原料制備到最終燒出制品的整個(gè)陶瓷生產(chǎn)工藝過程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力以及分工合作精神。

2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

礦物原料有：石英、砂巖、長(zhǎng)石、蘇州土、星子高嶺、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木節(jié)、唐山木節(jié)、秦皇島瓷石、湛江原礦、依安黑泥、沁陽土、大同土、新會(huì)球土、白云石、松陽高嶺土、盛超粘土等。化學(xué)試劑：碳酸鋇、堿面、水玻璃、PC67等。

2.2 儀器設(shè)備

球磨機(jī)（包括瓷磨罐）、電熱干燥箱、燒結(jié)爐、電子天平、涂4粘度計(jì)、泥漿攪拌機(jī)、電子秤、標(biāo)準(zhǔn)篩、石膏模型、秒表、溫度計(jì)、數(shù)顯式游標(biāo)卡尺等。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 泥漿配方的設(shè)計(jì)與計(jì)算

查閱文獻(xiàn)，參考經(jīng)驗(yàn)配方，通過化學(xué)組成、礦物組成的計(jì)算，初步擬定坯料配方并按3kg總量計(jì)算出泥漿的配料單，測(cè)出原料的含水率，計(jì)算出實(shí)際配料單。

3.2 泥漿制備

（1）按實(shí)際配料單稱量原料，加水，加水量按30%左右計(jì)算。并加入球石，可用鵝卵石或高鋁石球，料球比為1∶2，球石的級(jí)配為大球：中球：小球=（20%～25%）：（30%～50%）：（30%～50%）。加入0.1%～0.2%的氯化鈣或醋酸，可促使泥漿凝聚構(gòu)成較粗的毛細(xì)管，從而提高壓濾效率。

（2）研磨3.5 h后，檢測(cè)細(xì)度。用水篩法測(cè)篩余，若過粗，再繼續(xù)研磨，直到350目篩篩余0.7%～0.8%，同時(shí)調(diào)整泥漿濃度，目標(biāo)值達(dá)到（356±2）g/200 mL。

3.3 泥漿性能測(cè)定

（1）含水率：準(zhǔn)確稱量泥漿10～20 g置于蒸發(fā)皿中，在烘箱內(nèi)烘干至恒重后，冷卻稱重。記錄濕試樣質(zhì)量W1，干試樣質(zhì)量W2。則相對(duì)水分（X）為（W1-W2）/W1×100%；絕對(duì)水分（Y）為（W1-W2）/W2×100%。

（2）細(xì)度：取100 g泥漿，緩慢倒入350目篩中，同時(shí)置于自來水下沖洗，直至篩下水流不渾濁為止。將篩上殘?jiān)鼉A入蒸發(fā)皿中，靜置30 min倒出蒸發(fā)皿上部清水，放在烘箱內(nèi)烘干，稱量殘?jiān)亓浚?xì)度（或篩余）用殘?jiān)几闪现亓康陌俜直葋肀硎尽?/p>

（3）濃度：將200 mL比重瓶洗凈、控干水分、烘干后稱重。再將制備好的泥漿倒入容量瓶至規(guī)定刻度于電子天平上稱重，記錄數(shù)據(jù)，單位為g/200 mL。

（4）流動(dòng)性：將泥漿注滿涂4粘度計(jì)（100 mL）。在打開出口的同時(shí)按下秒表，記錄秒表數(shù)據(jù)，即為泥漿的即刻粘度V0。

3.4 注試條和試樣，并燒成

細(xì)度和濃度達(dá)到要求后，放磨，過80目篩。放入塑料桶中陳腐7天后，利用石膏模具澆注試條和陶瓷半成品（如花瓶等）。將試條和坯體干燥后修坯、坯體施釉，在一定溫度下燒成。

3.5 試條性能測(cè)定

（1）收縮率。

用石膏模具澆注試條，開模后用游標(biāo)卡尺做記號(hào)，長(zhǎng)度100 mm或150 mm。放入烘箱烘干。烘干后再測(cè)量記號(hào)長(zhǎng)度，計(jì)算干燥收縮率，公式如下：

干燥收縮率%=

燒成收縮率%=×100%

總收縮率=（1-干燥收縮率）×燒成收縮率+干燥收縮率

（2）彎曲強(qiáng)度。

計(jì)算公式為：

式中：Ra為彎曲強(qiáng)度（MPa）；P為作用力（N）；L為跨距（mm）；D為試條斷口處直徑（mm）。

（3）燒結(jié)性。

將燒后的試條作吸紅實(shí)驗(yàn)，測(cè)定吸水率、氣孔率和體積密度等指標(biāo)表征試樣的燒結(jié)性。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

測(cè)定泥漿各參數(shù)如細(xì)度、濃度、流動(dòng)度及含水率等；測(cè)定試樣干燥收縮率、燒成收縮率和總收縮率；進(jìn)行試樣吸紅實(shí)驗(yàn)及彎曲強(qiáng)度、氣孔率、吸水率和體積密度等指標(biāo)的測(cè)定，并分析燒成制度對(duì)陶瓷制品燒結(jié)性的影響。

5 教學(xué)組織與成績(jī)?cè)u(píng)定

將參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生分組，3人/組。首先安排學(xué)生查閱資料，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有初步了解；其次討論確定實(shí)驗(yàn)路線和方法。最后，3人協(xié)作共同完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每組至少完成一個(gè)配方。在教學(xué)實(shí)踐過程中，我們發(fā)現(xiàn)由于實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立、靈活性強(qiáng)，很難用同一尺度來對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。因此，在綜合性實(shí)驗(yàn)的評(píng)定過程中，我們重過程輕結(jié)果。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定包括：出勤10分、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力40分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析20分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告30分。其中動(dòng)手能力的考核要求每個(gè)學(xué)生至少提交一件合格的陶瓷制品。實(shí)際每個(gè)學(xué)生都能完成幾件，有的還非常美觀漂亮。力爭(zhēng)較全面的考查學(xué)生的綜合能力和科研素質(zhì)。

6 教學(xué)效果反饋

該綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目歷時(shí)4周，實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生們普遍反映獲得了很多生動(dòng)的知識(shí)，在實(shí)踐過程中通過查閱文獻(xiàn)和實(shí)際動(dòng)手，將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐過程中，使知識(shí)融會(huì)貫通，既提高了學(xué)習(xí)興趣，也鍛煉了動(dòng)手能力。

7 結(jié)語

陶瓷泥漿制備綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)是一個(gè)較好的嘗試。在實(shí)踐教學(xué)過程中，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，教師與學(xué)生在教學(xué)過程中關(guān)系更加和諧。學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力逐步加強(qiáng)。制備出合格的陶瓷制品使學(xué)生體會(huì)到成功的喜悅，也增強(qiáng)了對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。圖1為同學(xué)作品。我們也欣喜的看到學(xué)生由被動(dòng)、枯燥的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橄硎苓@種積極、主動(dòng)的學(xué)習(xí)過程。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜娜，郭英，張瑋.改革實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2008（3）：151-152.

[2] 張冠英.電工學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012，15（2）：19-21.