粘土类原料.ppt

第一节第一节 粘土类原料粘土类原料 一一.粘土的定义、成因与分类粘土的定义、成因与分类 1.粘土的定义：粘土的定义：与水拌和后具有一定可塑性，可与水拌和后具有一定可塑性，可以塑造成各种形状，干燥后能保持其形状不变且有一以塑造成各种形状，干燥后能保持其形状不变且有一定机械强度，煅烧后具有岩石般坚硬性质的，颜色多定机械强度，煅烧后具有岩石般坚硬性质的，颜色多样的，细分散的，多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。样的，细分散的，多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。第一章第一章 原料原料 2.粘土的成因粘土的成因 含含铝铝硅硅酸酸盐盐矿矿物物的的岩岩石石（称称为为母母岩岩，主主要要是是长长石石、伟晶岩等）经分化、水解或热液蚀变变成粘土。伟晶岩等）经分化、水解或热液蚀变变成粘土。风化残积型风化残积型 热液蚀变型热液蚀变型 沉积型沉积型 3.分类分类二二.粘土的组成粘土的组成第一章第一章 原料原料 主要矿物主要矿物 l（一）矿物组成（一）矿物组成 杂质矿物杂质矿物 l（二）化学组成（二）化学组成l（三）颗粒组成（三）颗粒组成 类型类型种类种类结构特点结构特点性质性质高岭高岭石类石类矿物矿物 高岭石高岭石Al2O32SiO22H2O 1:1层状结构层状结构,层间以氢键结层间以氢键结合合,晶格内较少离子置换晶格内较少离子置换层间易解理，离子交换量小，层间易解理，离子交换量小，可塑性较差可塑性较差多水高岭石多水高岭石Al2O32SiO2nH2O n=46 结构同高岭石，层结构同高岭石，层间间充满水充满水（称层间水），层间以分子（称层间水），层间以分子键结合键结合可塑性、结合性优于高岭石，可塑性、结合性优于高岭石，干燥收缩也大，低温时大量脱干燥收缩也大，低温时大量脱水易使坯体开裂水易使坯体开裂蒙蒙脱脱石石类类 蒙脱石蒙脱石Al2O34SiO2nH2O n2 2:1层状结构，层间层状结构，层间O-O联系联系力小，易形成层间水，力小，易形成层间水，AlO6中中Al3+易置换易置换易易吸水吸水,吸水后体积膨胀吸水后体积膨胀,易粉易粉碎碎,可塑性强可塑性强,干燥后强度大干燥后强度大,但收缩也大但收缩也大,阳离子交换容量阳离子交换容量大大叶蜡石叶蜡石Al2O34SiO2H2O2:1层状结构，层间以氢键结层状结构，层间以氢键结合晶格内无离子置换合晶格内无离子置换不吸收水分不吸收水分,加热总收缩小加热总收缩小,热热膨胀系数小膨胀系数小,用于低温快烧用于低温快烧伊伊 利利 石石 类类白云母水化白云母水化 产物产物,结构与蒙脱结构与蒙脱石相似石相似,层间嵌入层间嵌入K+，晶格结晶格结构牢固构牢固可塑性低可塑性低,干后强度小干后强度小,收缩小收缩小,烧结温度低烧结温度低,范围窄范围窄水水 铝铝 英英 石石Al2O3nSiO2nH2O n1 不不常见常见,可提高粘土的可塑性可提高粘土的可塑性和结合性和结合性2.杂质矿物杂质矿物 石英、铁质矿物、碳酸盐、硫酸盐、长石、云母等石英、铁质矿物、碳酸盐、硫酸盐、长石、云母等（二）化学组成：（二）化学组成：SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2和灼减量（和灼减量（I.L）（三）颗粒组成三）颗粒组成粘土中不同大小颗粒的体积百分比粘土中不同大小颗粒的体积百分比 三、粘土的工艺性质三、粘土的工艺性质 （一）可塑性（一）可塑性（二）结合性（二）结合性（三）离子交换性（三）离子交换性（C.E.C）（四）触变性四）触变性（五）收缩（五）收缩（六）烧结性能（六）烧结性能（七）耐火度（七）耐火度 第一章第一章 原料原料 1.定义定义 2.表征表征 “可塑性指数可塑性指数”：液限与塑限之差即：液限与塑限之差即W2W1。“塑限塑限”是指粘土或坯料由粉末状态进入塑性是指粘土或坯料由粉末状态进入塑性状态时的含水量状态时的含水量W1。“液限液限”是指粘土或坯料由塑性状态进入流动是指粘土或坯料由塑性状态进入流动状态时的含水量状态时的含水量W2。“可塑性指标可塑性指标”指在工作水分下，粘土（或坯料）指在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积，同时受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积，同时表明相应的含水率。表明相应的含水率。S（Dh）P Kg cm粉末粉末泥泥浆浆塑限塑限W1液限液限W2含水率含水率W%应应变变应应力力第一章第一章 原料原料粘土的可塑性能根据可塑指数或指标分为：粘土的可塑性能根据可塑指数或指标分为：l强强塑性粘土：指数塑性粘土：指数15或指标或指标3.6l中塑性粘土：指数中塑性粘土：指数715,指标指标2.53.6l弱塑性粘土：指数弱塑性粘土：指数17,指标指标2.5l非塑性粘土：指数非塑性粘土：指数1第一章第一章 原料原料4.4.改善粘土（或坯料）可塑性的措施改善粘土（或坯料）可塑性的措施 淘淘洗洗、风风化化、真真空空练练泥泥、陈陈腐腐、加加入入无无机机或或有有机机塑塑化化剂以提高坯料的可塑性。剂以提高坯料的可塑性。3.3.影响粘土（或坯料）可塑性的因素影响粘土（或坯料）可塑性的因素 矿物组成、颗粒大小、液相数量及性质矿物组成、颗粒大小、液相数量及性质第一章第一章 原料原料2.表征：表征：实实验验室室通通常常以以能能够够形形成成可可塑塑泥泥团团时时所所加加入入标标准准砂砂（颗颗粒粒组组成成0.25-0.15mm占占70%，0.15-0.09mm占占30%）的的数数量量及及干干后后抗抗折强度来反映。折强度来反映。生产上常用测定由粘土制作的生坯的抗折强度来间接的表生产上常用测定由粘土制作的生坯的抗折强度来间接的表示粘土的结合力。示粘土的结合力。1.定定义义：粘粘土土能能粘粘结结一一定定细细度度的的瘠瘠性性物物料料形形成成可可塑塑泥泥团并有一定干燥强度的性能。团并有一定干燥强度的性能。通常可塑性强的粘土，其结合性也大。通常可塑性强的粘土，其结合性也大。（二）结合性（二）结合性（三）离子交换性（三）离子交换性（C.E.C）分散在水溶液中的粘土胶粒带有电荷，不仅可以吸附反分散在水溶液中的粘土胶粒带有电荷，不仅可以吸附反电荷离子，而且可以在不破坏粘土本身结构的情况下，同溶液电荷离子，而且可以在不破坏粘土本身结构的情况下，同溶液中的其它离子进行离子交换。粘土的阳离子交换顺序为中的其它离子进行离子交换。粘土的阳离子交换顺序为:HAL3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+粘粘土土进进行行离离子子交交换换的的能能力力（即即交交换换容容量量，以以毫毫克克当当量量/100克干粘土表示）随其矿物组成不同而异。克干粘土表示）随其矿物组成不同而异。表表1-1不同粘土的阳离子交换容量（不同粘土的阳离子交换容量（mmol/g）矿矿 物物 高岭土高岭土蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石阳离子交换容量阳离子交换容量（毫克当量（毫克当量/100克粘土）克粘土）315751501040（四）触变性（四）触变性q定义：定义：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加，静置后又能恢复原来状态；反之，降低而流动性增加，静置后又能恢复原来状态；反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况相同的泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化的现象。上述情况可下会增加粘度，出现变稠和固化的现象。上述情况可以重复无数次。以重复无数次。第一章第一章 原料原料q表征：表征：泥浆厚化系数泥浆厚化系数以泥浆静置以泥浆静置30分钟和分钟和30秒钟后相对粘度秒钟后相对粘度的比值表示。的比值表示。稠固性愈大，表示该泥浆愈易沉积。稠固性愈大，表示该泥浆愈易沉积。泥团的厚化系数泥团的厚化系数为静置一定时间后，球体或圆锥体压为静置一定时间后，球体或圆锥体压入泥团达一定深度时剪切强度增加的百分数。入泥团达一定深度时剪切强度增加的百分数。陶瓷生产中希望泥料有一定的触变性。触变性过大的陶瓷生产中希望泥料有一定的触变性。触变性过大的泥浆管道输送不便；过小，生坯强度不够，影响成型、泥浆管道输送不便；过小，生坯强度不够，影响成型、脱模。脱模。q影响因素影响因素第一章第一章 原料原料（五）收缩（五）收缩干燥收缩干燥收缩试样成型后干燥至试样成型后干燥至105110的尺寸变化；的尺寸变化；干燥收缩干燥收缩S干干=(L0-L1)/L0烧成收缩烧成收缩干燥后试样与煅烧后试样尺寸的变化；干燥后试样与煅烧后试样尺寸的变化；烧成收缩烧成收缩S体体=(L1-L2)/L1总收缩总收缩试样成型后经烧成的尺寸总变化。试样成型后经烧成的尺寸总变化。总收缩总收缩S总总=(L0-L2)/L0种类：线收缩（生产上常用）种类：线收缩（生产上常用）体积收缩体积收缩测定收缩率数据，作为成型模型、生坯尺寸放测定收缩率数据，作为成型模型、生坯尺寸放尺的依据，是生产规格尺寸合乎要求的制品的基础尺的依据，是生产规格尺寸合乎要求的制品的基础（六）烧结性能（六）烧结性能粘土没有固定的熔点。根据气孔率、收缩率与温度的关粘土没有固定的熔点。根据气孔率、收缩率与温度的关系曲线系曲线（图（图2），确定开始烧结温度（，确定开始烧结温度（T1）、）、烧结温度（烧结温度（T2）、）、软化温度（软化温度（T3）,烧结温度范围是指烧结温度范围是指T2T3。从生产控制来考虑，希望粘土的烧结温度范围（T2T3）宽些。第一章第一章 原料原料（七）耐火度（七）耐火度定义：定义：粘土原料抵抗高温作用而不熔化的性能。粘土原料抵抗高温作用而不熔化的性能。测定：测定：截头三角锥截头三角锥(上底边上底边2mm，下底边下底边8mm,高高30mm的正三角形的正三角形)影响因素：化学组成影响因素：化学组成Al2O3/SiO2比值大，耐火度高，烧结温度范围宽。比值大，耐火度高，烧结温度范围宽。可依据粘土的化学组成计算：可依据粘土的化学组成计算：第一章第一章 原料原料1.适用于适用于Al2O3含量含量20%50%的粘土的粘土2.适用于适用于Al2O3含量含量15%50%的粘土的粘土四、粘土在陶瓷生产中的作用四、粘土在陶瓷生产中的作用 第一章第一章 原料原料2.2.使半成品具有一定干燥强度使半成品具有一定干燥强度 成型后的半成品经干燥后,由于粘土原料的结结合合,使半成品具有一定的干燥强度,从而保证坯体在后继工序中(如修坯、施釉、搬运等)不致引起破损。1.1.坯体成型的基础坯体成型的基础 陶瓷坯料一般采用粘土、石英和长石等基本原料配制而成。其中石英、长石均是瘠瘠性性原料,本身缺乏可塑性,更无结合能力,因此必须依靠粘土原料特有的可可塑塑性性能能、结结合合性性能能以及泥浆的悬悬浮浮稳稳定定性性能获取所需的成型性能，以便使陶瓷坯体得以成型；3.3.构成瓷坯骨架构成瓷坯骨架 在烧成过程中,粘土经过一系列的物理化学反应将转化为莫来石晶相莫来石晶相而成为瓷坯的主要骨架。莫来石晶体的骨架作用,不仅有效地增加了制品抵抗烧成变形能力,拓宽烧成范围,而且使烧成后的制品具有较高的机械强度和良好的热稳定性及化学稳定性；第一章第一章 原料原料4.4.釉用原料釉用原料 使釉浆具有良好的悬浮性和在坯层上的附着性,从而保证施釉操作和釉层质量。五五 我我国国的的粘粘土土原原料料l1.陶瓷是指陶瓷是指 的统称。的统称。l2.粘土按成因可分为粘土按成因可分为 和和 ，前者杂质含量，前者杂质含量 ，耐火，耐火度度 ；后者杂质含量；后者杂质含量 ，可塑性，可塑性 。l3.粘土原料的主要化学组成氧化粘土原料的主要化学组成氧化 、和和 ，三种最主要，三种最主要的粘土类型包括的粘土类型包括 、和和 。l4.陶器和瓷器可根据吸水率进行区分，若吸水率小于陶器和瓷器可根据吸水率进行区分，若吸水率小于 则是则是瓷器。瓷器。l5.粘土的组成通常是指粘土的组成通常是指 组成、组成、组成和组成和 组成。组成。l6.（）粘土中的杂质矿物包括石英、铁质矿物、碳酸盐及硫酸）粘土中的杂质矿物包括石英、铁质矿物、碳酸盐及硫酸盐矿物、含碱矿物。盐矿物、含碱矿物。l7.（）制品的总收缩等于干燥线收缩与烧成线收缩之和。）制品的总收缩等于干燥线收缩与烧成线收缩之和。l8.（）通常可塑性强的粘土，其结合性也大。）通常可塑性强的粘土，其结合性也大。一、石英的种类和性质一、石英的种类和性质水晶（最纯），产量少，陶瓷工业不采用水晶（最纯），产量少，陶瓷工业不采用脉石英（脉石英（SiO298%），最常用，硬度高），最常用，硬度高砂岩（砂岩（SiO29095%），），杂质较多，不常用杂质较多，不常用石石 英英 岩岩（SiO297%），石石 英英 砂砂 岩岩 变变 质质 再再 结结 晶晶 长长 大大，一般陶瓷制品用一般陶瓷制品用石英砂，杂质含量多，但颗粒细，不用破碎石英砂，杂质含量多，但颗粒细，不用破碎燧石，用作球磨机的内衬和研磨介质燧石，用作球磨机的内衬和研磨介质第二节第二节 石英类原料石英类原料-石英石英 -鳞石英鳞石英 -方石英方石英 熔融石英熔融石英-石英石英 -鳞石英鳞石英 -方石英方石英 -鳞石英鳞石英二、石英的晶型转化二、石英的晶型转化 理论转化理论转化870573160.8214704.717131630.21170.201502.8二、石英的晶型转化二、石英的晶型转化 实际转化实际转化-方石英方石英-方石英方石英-鳞石英鳞石英-鳞石英鳞石英-鳞石英鳞石英573570163117150275半半安定方石英（有矿化剂）安定方石英（有矿化剂）半半安定方石英（无矿化剂）安定方石英（无矿化剂）1470-石英石英-石英石英1.加快干燥加快干燥在在烧烧成成前前，石石英英是是瘠瘠性性原原料料，可可降降低低泥泥料料的的可可塑塑性性，减减少少成成型型水分，降低干燥收缩并加快干燥；水分，降低干燥收缩并加快干燥；2.减少坯体变形减少坯体变形石石英英在在高高温温时时部部分分溶溶于于液液相相，提提高高液液相相粘粘度度，石石英英晶晶型型转转变变的的体积膨胀可抵消坯体的部分收缩，从而减少坯体变形；体积膨胀可抵消坯体的部分收缩，从而减少坯体变形；第一章第一章 原原 料料三、在陶瓷生产中的作用三、在陶瓷生产中的作用3.改善坯体性能改善坯体性能残余石英与莫来石一起构成坯体骨架，增加机械强度，同时，残余石英与莫来石一起构成坯体骨架，增加机械强度，同时，石英也能提高坯体的白度和透光度；石英也能提高坯体的白度和透光度；4.提高釉的耐磨与耐化学侵蚀性提高釉的耐磨与耐化学侵蚀性在釉料中在釉料中SiO2是生成玻璃的主要组分，增加釉料中石英含量能是生成玻璃的主要组分，增加釉料中石英含量能提高釉的熔融温度和粘度，降低釉的热膨胀系数，提高釉的耐磨性、提高釉的熔融温度和粘度，降低釉的热膨胀系数，提高釉的耐磨性、硬度和耐化学侵蚀性。硬度和耐化学侵蚀性。第一章第一章 原原 料料三、在陶瓷生产中的作用三、在陶瓷生产中的作用一、长石种类一、长石种类钾长石钾长石K2OAl2O36SiO2钠长石钠长石Na2OAl2O36SiO2钙长石钙长石CaOAl2O32SiO2钡长石钡长石BaOAl2O32SiO2第一章第一章 原原 料料第三节第三节 长石类原料长石类原料类类型型钾钠长石族钾钠长石族斜长石族斜长石族透长石透长石正长石正长石微斜长石微斜长石斜长石斜长石基基本本特特点点钠钠长长石石含含量量50%单斜晶系单斜晶系钠钠长长石石含含量量30%单单斜晶系斜晶系钠钠长长石石含含量量20%三三斜晶系斜晶系钠钠长长石石与与钙钙长长石石形形成成的的连连续续固溶体固溶体一、长石种类一、长石种类二、长石的熔融特性二、长石的熔融特性 理论上：钾长石的熔融温度为理论上：钾长石的熔融温度为1190,钠长石的熔钠长石的熔融温度为融温度为1100;实际上：因原料中含有少量的实际上：因原料中含有少量的CaO、MgO、Fe2O3和少量的石英、云母等矿物杂质，使长石只能在和少量的石英、云母等矿物杂质，使长石只能在一定温度范围内逐渐软化熔融，变为长石玻璃。一定温度范围内逐渐软化熔融，变为长石玻璃。第一章第一章 原原 料料钾长石一般从钾长石一般从1150左右开始分解熔融，生成白榴子石和硅氧左右开始分解熔融，生成白榴子石和硅氧玻璃，到玻璃，到1530全部变成液相。全部变成液相。K2OAl2O36SiO2K2OAl2O34SiO22SiO2钠长石熔化温度较低，其熔融温度范围约为钠长石熔化温度较低，其熔融温度范围约为11001200，无，无新晶相产生，高温下新晶相产生，高温下液相粘度小液相粘度小。熔剂作用强，有利于瓷化和透明。熔剂作用强，有利于瓷化和透明性增强；但产品易变形。性增强；但产品易变形。钾长石、钠长石熔融特性比较钾长石、钠长石熔融特性比较第一章第一章 原原 料料钾长石、钠长石熔融特性比较钾长石、钠长石熔融特性比较类型类型熔化熔化温度温度熔融熔融温度温度范围范围高温高温熔体熔体粘度粘度钠长钠长石石低低窄窄小小快快钾长钾长石石高高宽宽大大慢慢钙钙长长石石的的熔熔化化温温度度约约为为1550,熔熔融融范范围围很很小小，高高温温下下熔熔体体粘粘度小，冷却时易析晶，化学稳定性差。度小，冷却时易析晶，化学稳定性差。Al2O32SiO22H2O+BaCO3BaOAl2O32SiO2CO22H2O钡钡长长石石的的熔熔融融温温度度约约为为1715,熔熔融融范范围围不不宽宽，普普通通陶陶瓷瓷一一般般不不采采用用。电电瓷瓷中中的的钡钡长长石石瓷瓷的的主主要要原原料料，形形成成钡钡长长石石主主晶晶相相，不不起起熔剂作用，电学性能好。自然界中很稀少，多采用合成方法制得。熔剂作用，电学性能好。自然界中很稀少，多采用合成方法制得。12801340三、长石在陶瓷生产中的作用三、长石在陶瓷生产中的作用1.加快干燥，减少干燥收缩和变形。加快干燥，减少干燥收缩和变形。2.降低烧成温度。降低烧成温度。3.提高机械强度和化学稳定性、透光度。提高机械强度和化学稳定性、透光度。4.釉的主要原料。釉的主要原料。第四节第四节其他原料其他原料一、滑石一、滑石3MgO4SiO2H2O含含水水层层状状硅硅酸酸镁镁矿矿物物，2:1型型结结构构，与与叶叶蜡蜡石石相相似似，叶叶蜡蜡石八面体中两个铝被石八面体中两个铝被3个镁所取代就成为滑石。个镁所取代就成为滑石。加热反应：加热反应：3MgO4SiO2H2O3（MgOSiO2）SiO2H2O原顽辉石原顽辉石缺缺点点：原原料料呈呈片片状状结结构构，不不易易粉粉碎碎，形形成成定定向向排排列列，12001350预烧，破坏其片状结构。预烧，破坏其片状结构。第一章第一章 原原 料料滑石可用作日用瓷、工业瓷、电瓷及陶瓷釉的原料，使滑石可用作日用瓷、工业瓷、电瓷及陶瓷釉的原料，使用情况有以下几种用情况有以下几种:n(1)在瓷坯中加入少量滑石在瓷坯中加入少量滑石(1一一2)，能降低烧成温度，加，能降低烧成温度，加宽烧成温度范围，提高制品的透明度，同时能加速莫来石的生成，宽烧成温度范围，提高制品的透明度，同时能加速莫来石的生成，提高制品的机械强度和热稳定性。提高制品的机械强度和热稳定性。n(2)在瓷坯中加入较多滑石在瓷坯中加入较多滑石(34一一40)，在烧成中滑石的硅酸，在烧成中滑石的硅酸镁和粘土中的硅酸铝反应生成堇青石镁和粘土中的硅酸铝反应生成堇青石(2MgO2A12O35SiO2)，它的，它的膨胀系数很小，可大大提高产品的热稳定性。膨胀系数很小，可大大提高产品的热稳定性。n(3)滑石用量在滑石用量在50%或更多时，烧成形成的斜顽火辉石或更多时，烧成形成的斜顽火辉石(MgOSiO2)与堇青石占与堇青石占35一一50，这种产品具有高的机械强度、，这种产品具有高的机械强度、热稳定性和较高的介电常数，可用作高频绝缘材料及高机械强度，热稳定性和较高的介电常数，可用作高频绝缘材料及高机械强度，高绝缘性能的制品；高绝缘性能的制品；n(4)当坯料中滑石占当坯料中滑石占70一一90%，所成制品称块滑石制品，主，所成制品称块滑石制品，主要是由斜顽火辉石晶体所组成。其特点是具有高的机械强度、小要是由斜顽火辉石晶体所组成。其特点是具有高的机械强度、小的介电损失，可用作无线电仪器中的高频及高压绝缘材料。的介电损失，可用作无线电仪器中的高频及高压绝缘材料。一、滑石一、滑石 3MgO4SiO2H2On(5)滑石质坏体的特点是：成形困难，烧成范围窄滑石质坏体的特点是：成形困难，烧成范围窄(10一一20)，高温容易变形，热稳定性差，容易炸裂等。生滑石不易为水润，高温容易变形，热稳定性差，容易炸裂等。生滑石不易为水润湿，不易粉碎，在采用挤压成形时，由于片状颗料的定向排列，湿，不易粉碎，在采用挤压成形时，由于片状颗料的定向排列，纵向开裂的倾向很大。解决的办法是将滑石预烧到纵向开裂的倾向很大。解决的办法是将滑石预烧到1350左右左右(具体温度随其组织结构而异具体温度随其组织结构而异)，以破坏其片状结构。，以破坏其片状结构。n(6)在釉中滑石作助熔剂原料，能降低釉料的熔融温度和膨胀系在釉中滑石作助熔剂原料，能降低釉料的熔融温度和膨胀系数，提高釉的弹性，促使坯釉中间层的生成，从而改善制品的热数，提高釉的弹性，促使坯釉中间层的生成，从而改善制品的热稳定性，用于乳浊釉还可增加乳浊效果。稳定性，用于乳浊釉还可增加乳浊效果。一、滑石一、滑石 3MgO4SiO2H2O第一章第一章 原原 料料 (1)硅灰石本身不含硅灰石本身不含有机物和结晶水有机物和结晶水，受热，受热分解时不放出气体分解时不放出气体，本身的干燥收缩和烧成收缩小，膨胀系数也较小，且膨胀系数随本身的干燥收缩和烧成收缩小，膨胀系数也较小，且膨胀系数随温度的变化而均匀变化。温度的变化而均匀变化。硅灰石和粘土配成坯料时，高温下会生成钙长石和方石英：硅灰石和粘土配成坯料时，高温下会生成钙长石和方石英：A12O32Si02十十CaOSi02一一CaOA12032Si02十十SiO2 偏高岭石偏高岭石 硅灰石硅灰石 钙长石钙长石 方石英方石英 这一反应的体积收缩为这一反应的体积收缩为9左右，而高岭石分解和生成莫来左右，而高岭石分解和生成莫来石及方石英的体积收缩超过此值，基于以上原因，硅灰石适于配石及方石英的体积收缩超过此值，基于以上原因，硅灰石适于配制快速烧成的坯料。制快速烧成的坯料。二、硅灰石（二、硅灰石（CaOSiO2）n(2)硅灰石颗粒为硅灰石颗粒为针状晶体针状晶体，能提供水分快速徘出的通道，因，能提供水分快速徘出的通道，因此可快速干燥，且容易压制成形，不致分层。此可快速干燥，且容易压制成形，不致分层。n(3)硅灰石在坯体中有硅灰石在坯体中有助熔作用助熔作用，可降低坯体烧结温度。用它，可降低坯体烧结温度。用它代替方解石和石英配釉时，釉面不会因析出气体而产生釉泡代替方解石和石英配釉时，釉面不会因析出气体而产生釉泡和针孔，但用量过多时影响釉面光泽。和针孔，但用量过多时影响釉面光泽。n(4)硅灰石坯体中的针状硅灰石晶体交叉排列成网状，周围由钙硅灰石坯体中的针状硅灰石晶体交叉排列成网状，周围由钙长石和石英加固，所以产品的机械强度较高，且产品中含碱金属长石和石英加固，所以产品的机械强度较高，且产品中含碱金属极少，而碱土金属氧化物较多，极少，而碱土金属氧化物较多，后期吸湿膨胀后期吸湿膨胀较小。较小。n(5)硅灰石坯体的烧成温度范围较窄，加入硅灰石坯体的烧成温度范围较窄，加入Al2O3、ZrO2、Si02或钡锆硅酸盐等，以提高坯体中液相的粘度，可扩大硅灰石质瓷或钡锆硅酸盐等，以提高坯体中液相的粘度，可扩大硅灰石质瓷的烧成范围。的烧成范围。透辉石透辉石(CaO MgO SiO2）n1.助熔剂使用，降低烧成温度。助熔剂使用，降低烧成温度。n2.缩短烧成周期，有利于快速烧成。（不含有机缩短烧成周期，有利于快速烧成。（不含有机物和结构水，物和结构水，低且变化均匀）低且变化均匀）n3.坯体白度降低。坯体白度降低。Fe2+与与Mg2+电价相同，离子电价相同，离子半径接近，发生类质同象取代，高温半径接近，发生类质同象取代，高温Fe2+溶出，溶出，从而降低了陶瓷的色泽、白度。从而降低了陶瓷的色泽、白度。三、碳酸盐三、碳酸盐1.方方解解石石(CaCO3)：分分解解温温度度900以以上上，分分解解前前在在陶陶瓷瓷坯坯、釉釉料料中中起起瘠瘠性性作作用用，分分解解后后起起熔熔剂剂作作用用，缩缩短短烧烧成成时时间间，增增加加瓷瓷器的透光度，使坯釉结合牢固。器的透光度，使坯釉结合牢固。2.石灰石石灰石(CaCO3)：作用同上。是石灰釉中的主要熔剂原料。作用同上。是石灰釉中的主要熔剂原料。3.白白云云石石（CaCO3MgCO3）：多多用用于于透透明明釉釉中中作作熔熔剂剂，同同时时引引入入CaO和和MgO，降降低低烧烧成成温温度度，扩扩大大烧烧成成范范围围，改改善善釉釉的的透透光光性。性。第一章第一章 原原 料料n4.菱镁矿又称苦土，化学式为菱镁矿又称苦土，化学式为MgCO3，理论组成：，理论组成：MgO 47.8，C0252.2；菱镁矿于；菱镁矿于400500时开始分解，时开始分解，800分解分解完全：完全：n由于由于MgCO3比比CaCO3的分解温度低，所以含有的分解温度低，所以含有MgCO3的陶瓷坯的陶瓷坯料在烧结开始前就停止逐出料在烧结开始前就停止逐出CO2。同时，。同时，MgO所形成的玻璃质粘所形成的玻璃质粘度较大，玻化范围很宽。此外，度较大，玻化范围很宽。此外，MgO还可以减弱坯体中由于还可以减弱坯体中由于Fe、Ti化合物所产生的黄色，促进瓷坯的半透明性，提高坯体的机械化合物所产生的黄色，促进瓷坯的半透明性，提高坯体的机械强度。强度。菱镁矿也可以用作釉的熔剂。菱镁矿也可以用作釉的熔剂。四、骨灰与磷灰石四、骨灰与磷灰石生产骨灰瓷的主要原料。生产骨灰瓷的主要原料。脊椎动物的骨头（多用牛骨，杂质少，不着色）在一定脊椎动物的骨头（多用牛骨，杂质少，不着色）在一定的温度下煅烧，大部分的有机物被烧掉，得到的骨灰主要是的温度下煅烧，大部分的有机物被烧掉，得到的骨灰主要是磷酸钙磷酸钙Ca3(PO4)2及少量的碳酸钙、氧化钙、磷酸镁等物质。及少量的碳酸钙、氧化钙、磷酸镁等物质。天然原料：含氟天然原料：含氟Ca5(PO4)3F磷灰石或氯磷灰石磷灰石或氯磷灰石Ca5(PO4)3Cl。可替代骨灰作骨灰瓷原料，坯体透明度好，可替代骨灰作骨灰瓷原料，坯体透明度好，但形状稳定性差。但形状稳定性差。第一章第一章 原原 料料n含理矿物是含理矿物是优良的熔剂优良的熔剂，与钾、钠有类似的化学作用，与钾、钠有类似的化学作用，Li2O的分的分子质量比子质量比K20、Na20都低得多，用都低得多，用Li2O置换等质量的置换等质量的K20、Na20，则，则Li2O的摩尔数比的摩尔数比K20、Na20都多，所以其熔剂作用大都多，所以其熔剂作用大于于K20、Na20。此外，锂质玻璃溶解石英的能力也比长石更大，。此外，锂质玻璃溶解石英的能力也比长石更大，可降低烧成温度、提高热稳定性。可降低烧成温度、提高热稳定性。n其最可贵的特点是热膨胀系数特别小，有时甚至表现为负值，这其最可贵的特点是热膨胀系数特别小，有时甚至表现为负值，这对制造耐热炊具及要求热稳定性特别好的无对制造耐热炊具及要求热稳定性特别好的无膨胀陶瓷膨胀陶瓷是十分重要是十分重要的。的。n含锂矿物用于釉料，可降低熔融温度，减小热膨胀系数，防止釉含锂矿物用于釉料，可降低熔融温度，减小热膨胀系数，防止釉裂，增加坯釉适应性。裂，增加坯釉适应性。五、锂质矿物原料五、锂质矿物原料六六、AlOn主要晶型（主要晶型（-，-，-）n-AlO（高温形态）晶型：稳定的高温形态、刚玉、三（高温形态）晶型：稳定的高温形态、刚玉、三方柱状晶体，方柱状晶体，O2-六方紧密堆积，六方紧密堆积，Al3+填充个填充个O2-围成的八围成的八面体中心。由于面体中心。由于Al3+与与O2-个数比例为个数比例为2:3，所以，所以Al3+只能填只能填充充O2-八面体空隙的八面体空隙的2/3。n性质：性质：熔点高熔点高 硬度大硬度大 耐化学腐蚀耐化学腐蚀 介电性能优良介电性能优良 n用途：耐火材料用途：耐火材料 刀具刀具 容器内衬容器内衬 装置瓷装置瓷 n 耐高温陶瓷耐高温陶瓷 切削工具切削工具 炼钢高炉内衬炼钢高炉内衬 二氧化锆二氧化锆ZrO2n外观：自然界中只有单斜相外观：自然界中只有单斜相rO2，称为斜锆石或，称为斜锆石或斜锆矿，出现于霞石正长岩中，呈黑色或灰黑色；斜锆矿，出现于霞石正长岩中，呈黑色或灰黑色；生产中主要使用由锆英石提纯而来的工业产品。生产中主要使用由锆英石提纯而来的工业产品。nrO2在陶瓷生产中的作用在陶瓷生产中的作用n 釉料：建筑卫生陶瓷釉料中的乳浊剂，提高釉的釉料：建筑卫生陶瓷釉料中的乳浊剂，提高釉的化学稳定性。化学稳定性。n 色料：可调配蓝、绿、黄、白、红等多种颜色。色料：可调配蓝、绿、黄、白、红等多种颜色。二氧化钛二氧化钛TiO2n是应用及分布很广的氧化物，天然矿物有金红石，板钛石，是应用及分布很广的氧化物，天然矿物有金红石，板钛石，锐钛矿。具有高的折射率及反射率，色散性强，对各种可锐钛矿。具有高的折射率及反射率，色散性强，对各种可见光的波长呈漫反射而呈白色，是一种白色颜料又称钛见光的波长呈漫反射而呈白色，是一种白色颜料又称钛白粉。白粉。ni在陶瓷生产中的作用在陶瓷生产中的作用特种陶瓷领域，用做电容器陶瓷及半导体陶瓷的原料。特种陶瓷领域，用做电容器陶瓷及半导体陶瓷的原料。普通陶瓷领域做坯料着色剂象牙黄瓷。普通陶瓷领域做坯料着色剂象牙黄瓷。在其他陶瓷原料中的在其他陶瓷原料中的i2一般被视为有害杂质，在还原一般被视为有害杂质，在还原气氛条件下呈现暗淡的土灰色。气氛条件下呈现暗淡的土灰色。低温乳浊釉钛乳浊釉。低温乳浊釉钛乳浊釉。氧化铅氧化铅(PbO)n 自然界中不存在，都是人工制造的。自然界中不存在，都是人工制造的。nb的作用的作用 低温釉料，釉上彩的熔剂，压电陶瓷的原料低温釉料，釉上彩的熔剂，压电陶瓷的原料 釉料熔剂：是传统釉料的助熔剂，增加高温流动性，扩大釉料熔剂：是传统釉料的助熔剂，增加高温流动性，扩大釉熔融范围，提高釉面光泽，改善釉面的弹性和热稳定性。釉熔融范围，提高釉面光泽，改善釉面的弹性和热稳定性。色料：促进发色，色料：促进发色，注意：铅丹有毒，且易沉淀，一般要求先制成熔快后使用。注意：铅丹有毒，且易沉淀，一般要求先制成熔快后使用。n 来源：人工制造，外观呈微黄或白色粉末，俗称锌白。来源：人工制造，外观呈微黄或白色粉末，俗称锌白。n 用途：用途：用于中温、高温釉中，扩大釉熔融范围，提高釉的弹性。用于中温、高温釉中，扩大釉熔融范围，提高釉的弹性。在钛乳浊釉中提高釉的覆盖能力，并可提高白度，光泽度，在钛乳浊釉中提高釉的覆盖能力，并可提高白度，光泽度，热稳定性。热稳定性。为晶核剂，可配制无光釉，结晶釉。为晶核剂，可配制无光釉，结晶釉。作压敏电阻，高压线路中作避雷器阀片，既避雷又稳压。作压敏电阻，高压线路中作避雷器阀片，既避雷又稳压。n n加热时体积会收缩导致缩釉，因此需预烧。加热时体积会收缩导致缩釉，因此需预烧。ZnO 硼砂硼砂Na2B4O710H2O n产状：产于含硼盐湖的干涸沉积中，常与石产状：产于含硼盐湖的干涸沉积中，常与石盐、芒硝等矿伴生。盐、芒硝等矿伴生。n 理论组成：理论组成：Na2O 16.2%、B2O3 36.6%、H2O 47.2%n作用：陶瓷釉料中使用硼砂，可降低釉的熔作用：陶瓷釉料中使用硼砂，可降低釉的熔点和粘度，减少析晶倾向，提高热稳定性，点和粘度，减少析晶倾向，提高热稳定性，减少釉裂、增强釉之光泽度和硬度。减少釉裂、增强釉之光泽度和硬度。硼酸硼酸H3BO3 n 产状：工业原料，纯净的硼酸呈光亮的鳞片状或无色的产状：工业原料，纯净的硼酸呈光亮的鳞片状或无色的细小结晶，用手摸时有滑腻的感觉，稍溶于水。细小结晶，用手摸时有滑腻的感觉，稍溶于水。n 理论组成：理论组成：B2O3 56.3%、H2O 47.3%n 性质与作用：硼酸能与熔剂成分化合，生成熔点较低的性质与作用：硼酸能与熔剂成分化合，生成熔点较低的硼酸盐，因而可降低釉的熔融温度。在低熔点的无铅釉中硼酸盐，因而可降低釉的熔融温度。在低熔点的无铅釉中是必不可少的成分。当引入硼砂带入的是必不可少的成分。当引入硼砂带入的Na2O多于釉料要多于釉料要求时，就必须用部分硼酸代替部分硼砂。一般要求氧化硼求时，就必须用部分硼酸代替部分硼砂。一般要求氧化硼含量要稳定（含量要稳定（B2O3 55）。）。n陶瓷生产用到的原料是多种多样的，我国地陶瓷生产用到的原料是多种多样的，我国地大物博，各地的地质条件、气候环境、生产大物博，各地的地质条件、气候环境、生产方式、生产工艺、传统习惯均有较大的差异；方式、生产工艺、传统习惯均有较大的差异；只有在了解了各种原料的特性之后，才能更只有在了解了各种原料的特性之后，才能更好地为生产服务；矿产资源不可再生，杜绝好地为生产服务；矿产资源不可再生，杜绝浪费，物尽其用，是我们的天职！浪费，物尽其用，是我们的天职！思考题思考题n1、钾长石和钠长石的熔融特性？它们存在差异、钾长石和钠长石的熔融特性？它们存在差异的原因。的原因。n2、长石在陶瓷生产中的作用。、长石在陶瓷生产中的作用。n3、石英的晶型转变在实际生产中有利与有害之、石英的晶型转变在实际生产中有利与有害之处？如何应用与避免？处？如何应用与避免？n4、石英在陶瓷生产中的作用？、石英在陶瓷生产中的作用？