（一）实验目的 1． 掌握陶瓷坯料配方的实验原理及实验方法。
2． 了解影响陶瓷坯料配方的复杂因素及提出一般解决措施。
3． 熟悉陶瓷坯料配方操作技能。
（二）实验原理
制定坯料配方，尚缺乏完善方法，主要原因是原料成分多变，工艺制度不稳，影响因素太多，以致对预期效果的预测没有把握。
根据理论计算或凭经验摸索，经过多次试验，在既定的各种条件下，均能找到成功配方，但条件一变则配方的性能也随之而变。
根据产品性能要求，选用原料，确定配方及成形方法是常用的配料方法之一。例如制造日用瓷则必须选用烧后呈白色之原料，包括粘土原料并要求产品有一定强度；制造化学瓷则要求有好的化学稳定性：制造地砖则必有高的耐磨性和低的吸水性；制造电瓷则需有高的机电性能；制造热电偶保护管须能耐高温、抗热震并有高的传热性；制造火花塞则要求有大高温电阻、高的耐冲击强度及低的热膨胀系数。
选择原料确定配方时既要考虑产品性能，还要考虑工艺性能及经济指标。各地文献资料所载成功的经验配方固有参考价值，但无论如何，不能照搬。因粘土、瓷土、瓷石均为混合物，长石、石英常含不同的杂质，同时各地原有母岩及形成方法、风化程度不同，其理化工艺性能或不尽相同或完全不同，所以选用原料制定配方只能通过实验来决定。
坯料配方试验方法一般有三轴图法、孤立变量法、示性分析法和综合变量法。
三轴图法即三种原料组成的图，图中共有66个交点和100个小三角形，其中由三种原料组成的交点有36个，由二种原料组成的交点有27个，由一种原料组成的交点心有3个。如图16-1所示。配料时先决定该种坯料所选用各种原料之适当范围，初步确定三轴图中几个配方点（配方点可以在交点上，也可以在小三角形内），例如图16-1粘土-长石-石英三轴图中A点为含长石50%，石英20%，瓷土30%；B点为含长石30%，石英30%，瓷土40%；C点为含长石10%，石英40%，瓷土50%。按照配方点组成进行配料制成试条，测定物理特性，进行比较优选采用。三轴图不限于粘土、长石、石英三种组成，凡采用三种原料配料作试验的均可利用此图。例如一般配料中含长石30%，石英20%，粘土50%，而粘土中又采用高岭土、强可塑粘土和瘠性粘土等三种粘土配合使用，则可制一个三种粘土的三轴图，在此图上选定数点作试验以求出高岭土、强可塑粘土和瘠性粘土的最佳配方。
孤立变量法即变动坯料中一种原料或一种成分，其余原料或成分均保持不变，例如A、B、C三种原料，固定A、B，变动C；或固定B、C，变动A；或固定A、C变动B，最后找出一个最佳配方。
示性分析法即着眼于化学成分和矿物组成的理论配合比。例如高岭土中常含有长石及石英之混合物，长石中常含有未化合的石英，瓷石中则常含有长石、石英、高岭石、绢云母等。如配方中的高岭土是指纯净的高岭石，配方中的长石、石英是指极纯的长石及石英，则最好用示性分析法测定各种原料内之高岭石、长石、石英的含量，以便配料时统计计算。
综合变量法即正交试验法，也叫多因素筛选法、多因素优选法、大面积撒网法。试验前借助于正交表，科学地安排试验方案，试验后，经过表格运算，分析试验结果，以较少的试验次数找出最佳的坯料配方。试验方案的设计步骤如下：
1． 挑因素，选水平，确定因素水平表
因素即试验中所要考虑的各种条件，例如球磨转速、料球水比、坯料水分、细度及组分等。各种因素对试验结果都可能产生影响，如不加挑选，因素越多势必造成试验次数增加，所以要在多种因素中挑出主要因素。水平即每个因素中的不同状态，例如不同的球磨转速，不同的料、球、水比，坯料中不同的含水率，不同的细度，各组分的不同含量等。每个因素要选多少个水平，这要根据生产和试验目的来确定。
2． 选择合适的正交表
根据挑选的因素及水平数，选择合适的正交表。正交表是利用“均衡分散性”和“整齐可比性”这两条正交性原理，从大量试验点中挑选典型性试验点，排成特定表格，这种表格特称正交表。
3． 制定试验方案
根据挑选的因素水平数到附表中挑选合适的正交表。例如二水平的正交表有L4（23），L8（27），L16（215），L20（219），L12（211），L16（43×29），L16（42×29）等；三水平的正交表有L9（34），L18（21×37），L18（37），L27（313）等，四水平的正交表有L16（45），L32（49），L32（21×49），L32（81×48），L64（421）等。根据试验目的，确定要考察的因素，如对事物变化规律了解不多，则因素可多取一些，如对试验对象比较了解则因素可少取一些。根据因素水平数，试验条件的难易，最后综合各方面意见选择合适的正交表，有了合适的正交表，把选取的因素分别安放在正交表的各列上，试验方案就算制定好了。
（三）仪器设备
粘度计（恩氏的或漏斗形的）；
停表、温度计；
抗弯强度试验机；
试条模（10×10×120毫米）及小刀、成形碾棒
切刀、CoO料浆（编号用）；
小磅秤，白铁桶；
瓷质球磨罐，匙瓢；
普通天平（台式）；
量筒：100ml，250ml；
砂浴锅、铁钳、电炉及水浴锅；
铜质烧杯、玻棒；
布袋或石膏模或匣钵（泥浆吸水用）。
（四）实验步骤
1． 根据产品性能要求，确定所选用的原料，这些原料的化学成分、矿物组成及工艺性能一般是已知的，否则要进行分析测定；
2． 从三轴图上选取6~10个配方点，并将这些配方点的原料组成百分比算出来列在表上；
3． 按三轴图上配方原料百分比称取投料量，并确定料球水比，称取料球比重量投入球磨滚筒中进行球磨；
4． 符合细度要求后出球磨、搅拌、除铁、脱水；
5． 真空练泥后成符合操作要求的塑性泥料，稍加陈腐备用；在实验室中如因投料量太少，不便压滤，即可利用布袋或石膏模或匣钵除去泥浆中之水分，使成塑性泥料；
6． 用手进行揉练，以进一步除去泥料中的空气泡并使水分分布均匀，再用模型制成10×10×120毫米的试条5块，8×50×50毫米试块3片；
7． 试条、试块阴干后用氧化钴浆料编号，再经干燥并检查干燥结果（如开裂、收缩、变形、等）；入炉（窑）烧成并测定吸水率、抗折强度及断面情况，即可得出最合适的坯料。
如用正交试验法举例如下：
1． 试验课题：用正交试验法寻求粘土、长石、石英的最佳配比。
2． 试验目的：获得性能优良的坯料配方，以提高产品质量。
3． 试验考核指标：烧成温度1350℃以下，抗折强度达到600kg/cm2或588.4×105N/m2以上。
4． 因素水平表
水 平 | 因 素 |
粘土量（%） | 长石量（%） | 石英量（%） |
1 | 50 | 25 | 25 |
2 | 52 | 20 | 28 |
技术支持：