常用陶瓷原料及特性.ppt
《常用陶瓷原料及特性.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《常用陶瓷原料及特性.ppt(122页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于常用陶瓷原料及特性现在学习的是第1页,共122页1、粘土类原料的定义、粘土类原料的定义 粘粘土土是是自自然然界界中中存存在在的的松松散散的的、膏膏状状、多多种种微微细细矿矿物物的的混混合合体体,其其主主要要成成份份是是含水的铝硅酸盐矿物。含水的铝硅酸盐矿物。外观上,粘土有白、灰、黄、黑、红外观上,粘土有白、灰、黄、黑、红等各种颜色。在硬度上,有的粘土很柔等各种颜色。在硬度上,有的粘土很柔软,可在水中分散开来,有的粘土则具软,可在水中分散开来,有的粘土则具有较大的硬度,呈石块状。有较大的硬度,呈石块状。一、粘土类原料一、粘土类原料 现在学习的是第2页,共122页2、粘土的组成、粘土的组成 粘
2、土的化学组成粘土的化学组成化学组成为化学组成为SiO2,Al2O3和结晶水和结晶水(xAl2O3ySiO2zH2O)。随随着着地地质质生生成成条条件件的的不不同同,同同时时会会含含有有少少量的碱土金属氧化物量的碱土金属氧化物Fe2O3、TiO2等。等。现在学习的是第3页,共122页粘土的化学组成在一定程度上反映其工艺粘土的化学组成在一定程度上反映其工艺性质,对陶瓷材料的性能和制备工艺有很大性质,对陶瓷材料的性能和制备工艺有很大影响:影响:粘结性粘结性 可塑性可塑性烧结性烧结性现在学习的是第4页,共122页粘粘土土中中SiO2含含量量高高,尤尤其其是是含含有有较较多游离石英,将使粘土的可塑性降低
3、。多游离石英,将使粘土的可塑性降低。但在干燥过程中的收缩会小,在超过但在干燥过程中的收缩会小,在超过1450时,石英为强的易熔物,与粘土时,石英为强的易熔物,与粘土物质中的其他成份易生成低共熔物,降物质中的其他成份易生成低共熔物,降低耐火度,但在陶瓷坯体烧成过程中有低耐火度,但在陶瓷坯体烧成过程中有利于陶瓷烧结。利于陶瓷烧结。i)石英石英(SiO2)现在学习的是第5页,共122页ii)Fe2O3、TiO2等等 nFe2O3、TiO2等等是是粘粘土土类类陶陶瓷瓷原原料料中中有有害害的的杂杂质质成成份份,它它们们以以各各种种矿矿物物的的形形式式存存在在于于粘粘土土中中。这这些些矿矿物物杂杂质质的的
4、存存在在,使使坯坯体体在在烧烧成成时时产产生生熔熔洞洞、鼓鼓胀胀、斑斑点点或或其其他他缺缺陷陷,同同时时影影响响瓷瓷体体的的电电绝绝缘缘性性,而而且且不不同同的的杂杂质质将将使使瓷瓷体体显显示示不不同同的的颜颜色色,对对日日用用陶陶瓷瓷会会产产生生斑斑点和瓷体颜色的变化。点和瓷体颜色的变化。现在学习的是第6页,共122页iii)氧化铝氧化铝(Al2O3)粘粘土土中中Al2O3含含量量高高,如如在在35%以以上上,说说明明坯坯体体难难以以烧烧结结,同同时时也也降降低低粘粘土土的可塑性。的可塑性。现在学习的是第7页,共122页v)碳酸盐及硫酸盐)碳酸盐及硫酸盐 n方方解解石石(CaCO3)、菱菱镁
5、镁矿矿(MgCO3),石石膏膏(CaSO42H2O)、明明矾矾石石(K2SO4Al2(SO4)36H2O)及及可可溶溶性性硫硫酸酸盐盐K2SO4、Na2SO4等。等。n硫硫酸酸盐盐在在氧氧化化气气氛氛中中的的分分解解温温度度较较高高,容容易易引引起起坯坯泡泡。石石膏膏还还会会和和粘粘土土溶溶化化形形成成绿绿色色玻玻璃璃质质熔熔洞洞,这这些些都都是是对对陶陶瓷瓷材材料性能不利的成分。料性能不利的成分。现在学习的是第8页,共122页2)粘土的矿物组成粘土的矿物组成 n粘粘土土矿矿物物为为典典型型的的层层状状硅硅酸酸盐盐结结构构,在在自自然然界界中中,粘粘土土类类矿矿物物很很少少以以单单矿矿物物出出
6、现现,经经常常是是由由数数种种矿矿物物共共生生而而形形成成的的多多矿物组织。矿物组织。现在学习的是第9页,共122页常见的粘土类矿物有三大类:常见的粘土类矿物有三大类:即高岭石、微晶高岭石(或称蒙脱石)、即高岭石、微晶高岭石(或称蒙脱石)、水云母。水云母。现在学习的是第10页,共122页i)高岭石类高岭石类 n高高岭岭是是江江西西景景德德镇镇附附近近的的一一个个地地名名,在在那那里里首首先先发发现现适适合合于于制制造造陶陶瓷瓷的的粘粘土土,现现在在国国际际上上都都将将这这类类粘粘土土称称之之为为高高岭岭土土(Kaolinite),高高岭岭石石是是高高岭岭土土中中的的主主要要矿矿物物成成份份,化
7、化学学式式为为Al2O32SiO22H2O,理理论论化化学学成成分分为为Al2O339.5%、SiO246.54%、H2O13.96%。现在学习的是第11页,共122页n高岭石晶体呈白色,外形一般是六方鳞片高岭石晶体呈白色,外形一般是六方鳞片状、粒状、也有杆状的。一般高岭石颗粒状、粒状、也有杆状的。一般高岭石颗粒平均尺寸为平均尺寸为0.33微米,比重为微米,比重为2.412.63kg/cm3。加水后稍有吸水膨胀效应,。加水后稍有吸水膨胀效应,在水中分散性不大,离子交换容量为在水中分散性不大,离子交换容量为1015毫克当量毫克当量/100克粘土。属于此类矿物的还克粘土。属于此类矿物的还有多水高岭
8、石、片状高岭石、珍珠陶土等。有多水高岭石、片状高岭石、珍珠陶土等。现在学习的是第12页,共122页n高高岭岭石石矿矿物物系系由由一一层层SiO4四四面面体体和和一一层层AlO2(OH)4八八面面体体组组成成,四四面面体体的的顶顶端端均均指指向向AlO2(OH)4八八面面体体,并并和和八八面面体体共共有有O原原子子,以以此此进进行行连连接接,构构成成结结构构单单位位层层。这这种种结结构构单单位位层层在在c轴轴方方向向一一层层层层重重重重叠叠排排列列,在在a、b轴轴方方向向无无限限的的展展开开,从从而而构构成成片片状状高高岭岭石石晶晶体体,单单位位层层厚厚度为度为7.25埃。埃。现在学习的是第13
9、页,共122页高岭石矿物的结构高岭石矿物的结构 现在学习的是第14页,共122页高高岭岭石石层层间间由由O和和OH重重叠叠在在一一起起,层层与与层层之之间间由由氢氢键键连连接接着着。虽虽然然氢氢键键结结合合力力较较弱弱,但但与与蒙蒙脱脱石石类类层层间间O晶晶面面的的连连接接比比起起来来,结结合合力力要要强强一一些些,因因此此,高岭石和蒙脱石相比不易解理与粉碎。高岭石和蒙脱石相比不易解理与粉碎。现在学习的是第15页,共122页ii)蒙脱石类蒙脱石类(微晶高岭石微晶高岭石)n蒙脱石是另一种常见的粘土矿物。以蒙脱石是另一种常见的粘土矿物。以蒙脱石为主的粘土矿物也称之为膨润蒙脱石为主的粘土矿物也称之为
10、膨润土。蒙脱石的理论化学通式为土。蒙脱石的理论化学通式为Al2O34SiO2nH2O(n通常大于通常大于2),晶,晶体结构式为体结构式为Al4(Si8O20)(OH)4nH2O。现在学习的是第16页,共122页n蒙蒙脱脱石石最最突突出出的的特特性性是是能能吸吸收收大大量量的的水水,体体积积膨膨胀胀,这这种种特特性性称称之之为为膨膨润润性性。蒙蒙脱石的这种特性是由其层间结构所决定,脱石的这种特性是由其层间结构所决定,n图图12为蒙脱石的结构示意图为蒙脱石的结构示意图现在学习的是第17页,共122页现在学习的是第18页,共122页n蒙蒙脱脱石石结结构构中中,每每个个晶晶层层的的两两端端都都是是硅硅
11、氧氧四四面面体体层层,中中间间层层夹夹着着一一个个铝铝氧氧八八面面体体层层,层层之之间间氧氧层层与与氧氧层层的的结结合合力力很很小小,所所以以水水或或其其他他极极性性分分子子很很容容易易进进入入晶晶层层中中间间,引引起起沿沿c轴轴方方向向膨膨胀胀。此此外外蒙蒙脱脱石易解理、碎裂成微小颗粒。石易解理、碎裂成微小颗粒。现在学习的是第19页,共122页n蒙蒙脱脱石石的的阳阳离离子子交交换换能能力力很很强强,这这是是因因为为晶晶格格中中四四面面体体层层的的Si4+小小部部分分被被Al3+、P5+置置换换,八八面面体体层层中中的的Al3+常常被被Mg2+、Fe3+、Zn2+、Li+等等离离子子置置换换。
12、这这样样使使得得晶晶格格中中电电价价不不平平衡衡,促促使使晶晶层层之之间间吸吸附附阳阳离离子子,如如Ca2+、Na+等等。由由于于吸吸附附离离子子,晶晶层层之之间间的的距距离离增增加加,更更容容易易吸吸收收水水分分子子而而膨膨胀胀。这这些些离离子子被被置置换换时时,又增强蒙脱石的阳离子交换能力。又增强蒙脱石的阳离子交换能力。现在学习的是第20页,共122页iii)伊利石类伊利石类 n伊利石是常见的一种水云母类硅酸盐矿伊利石是常见的一种水云母类硅酸盐矿物,它的晶体结构式是物,它的晶体结构式是K2(Al,Fe。Mg)4(Si,Al8O(OH)2nH2O,化学式为,化学式为(K2O3Al2O36Si
13、O22H2O)nH2O。现在学习的是第21页,共122页3、粘土的工艺性质、粘土的工艺性质 n粘土的矿物组成、化学成份和晶体结构粘土的矿物组成、化学成份和晶体结构决定了粘土的性质。决定了粘土的性质。n粘土的可塑性粘土的可塑性n粘土的触变性粘土的触变性n粘土的结合性粘土的结合性n干燥收缩和烧成收缩干燥收缩和烧成收缩n吸附性吸附性n粘土的烧结性粘土的烧结性现在学习的是第22页,共122页1)粘土的可塑性粘土的可塑性 n粘粘土土与与适适量量的的水水混混练练以以后后形形成成泥泥团团,这这种种泥泥团团在在外外力力的的作作用用下下产产生生变变形形但但不不开开裂裂,当当外外力力去去掉掉以以后后,仍仍然然能能
14、保保持持其其原原有有形形状状,粘粘土土的的这这种种性性质质称称之之为为粘粘土土的的可塑性,可塑性是陶瓷塑性成型的基础。可塑性,可塑性是陶瓷塑性成型的基础。现在学习的是第23页,共122页影响粘土可塑性的因素影响粘土可塑性的因素 i)粘粘土土的的颗颗粒粒越越细细,比比表表面面就就越越大大,分分散散程程度度就就越越高,可塑性就越好。高,可塑性就越好。ii)粘粘土土与与水水之之间间必必须须按按照照一一定定的的数数量量比比例例配配合合,才才能能产产生生好好的的可可塑塑性性。水水量量不不够够,可可塑塑性性体体现现不不出出来来或或不不完完全全,过过多多则则变变为为泥泥浆浆又又失失去去可可塑塑性。性。iii
15、)粘粘土土矿矿物物中中的的无无机机杂杂质质成成份份,将将会会降降低低粘粘土土的的可可塑塑性性,某某些些有有机机杂杂质质反反而而会会增增加加粘粘土土的的可塑性。可塑性。现在学习的是第24页,共122页2)粘土的触变性粘土的触变性 n粘土泥浆或泥团受到振动或搅拌时,粘土泥浆或泥团受到振动或搅拌时,粘度会降低而流动性增加,静置后逐粘度会降低而流动性增加,静置后逐渐恢复原状。渐恢复原状。n此外,泥料在放置一段时间后,在维此外,泥料在放置一段时间后,在维持原有水分的情况下也会出现变稠和持原有水分的情况下也会出现变稠和固化现象。这种性质统称为粘土的固化现象。这种性质统称为粘土的触触变性变性。现在学习的是第
16、25页,共122页n在陶瓷生产中,希望泥料有一定触变在陶瓷生产中,希望泥料有一定触变性。但是,触变性过大,泥浆在管道性。但是,触变性过大,泥浆在管道中不利输送,注浆成型后易变形,坯中不利输送,注浆成型后易变形,坯料触变性过小时生坯强度不够,影响料触变性过小时生坯强度不够,影响脱模与修坯。脱模与修坯。现在学习的是第26页,共122页3)粘土的结合性粘土的结合性 n粘土塑性泥团干燥后,变得坚实,具有粘土塑性泥团干燥后,变得坚实,具有一定的强度,能够维持粘土颗粒之间的一定的强度,能够维持粘土颗粒之间的相互结合而不分散,这就是粘土的结合相互结合而不分散,这就是粘土的结合性。性。现在学习的是第27页,共
17、122页4)颗粒度颗粒度 n颗粒度是各种粘土矿物的主要特征之一。颗粒度是各种粘土矿物的主要特征之一。n一一般般,粘粘土土矿矿物物的的颗颗粒粒平平均均尺尺寸寸在在15微微米米,大大部部分分在在2微微米米以以下下,而而这这一一部部分分直直接接影影响响到到粘粘土土的的可可塑塑性性,坯坯体体的的干干燥燥收收缩缩、孔孔隙隙度度和和强强度度,以以及及烧烧成成收收缩缩和和烧烧结结性性等等。因因此此颗颗粒粒尺尺寸寸对对粘粘土土的的工工艺艺性性能能有有很很大大影影响。响。现在学习的是第28页,共122页5)吸附性吸附性 n由于粘土颗粒具有很大的表面积与表由于粘土颗粒具有很大的表面积与表面能,所以许多粘土都是良好
18、的吸附面能,所以许多粘土都是良好的吸附剂。粘土能从溶液中吸附酸与碱,也剂。粘土能从溶液中吸附酸与碱,也可以使有色物质溶液脱色,漂白粘土可以使有色物质溶液脱色,漂白粘土是油脂工业中良好的漂白剂。是油脂工业中良好的漂白剂。现在学习的是第29页,共122页6)干燥收缩和烧成收缩干燥收缩和烧成收缩 n塑性泥料干燥后,因其水分蒸发,孔隙减少,颗粒塑性泥料干燥后,因其水分蒸发,孔隙减少,颗粒之间的距离缩短而产生体积收缩,称之为干燥收缩,之间的距离缩短而产生体积收缩,称之为干燥收缩,烧结后,由于粘土颗粒中产生液相填充在孔隙中,烧结后,由于粘土颗粒中产生液相填充在孔隙中,以及某些结晶物质生成,又使体积进一步收
19、缩,称以及某些结晶物质生成,又使体积进一步收缩,称之为烧成收缩,两种收缩构成粘土的总收缩。之为烧成收缩,两种收缩构成粘土的总收缩。n 现在学习的是第30页,共122页7)粘土的烧结性粘土的烧结性 n粘土的烧结性是粘土的重要特性之一,粘土的烧结性是粘土的重要特性之一,它决定着粘土在陶瓷生产中的适用性,它决定着粘土在陶瓷生产中的适用性,作为选择烧成温度,确定烧成范围的作为选择烧成温度,确定烧成范围的主要参考性能指标。主要参考性能指标。世界陶瓷最大生产国,占50份额。2007年有9830家企业,总产值2342亿元。我国工业的快速发展,有些地方黏土资源已面临短缺。现在学习的是第31页,共122页二、石
20、英类原料二、石英类原料 n石英是重要的陶瓷原料之一。石英是一石英是重要的陶瓷原料之一。石英是一种结晶状的种结晶状的SiO2矿物,存在的形态很矿物,存在的形态很多,以原生状态存在的有水晶、脉石多,以原生状态存在的有水晶、脉石英、玛瑙,以次生状态存在的有砂岩、英、玛瑙,以次生状态存在的有砂岩、粉砂、蛋白石、燧石等,以变质状态粉砂、蛋白石、燧石等,以变质状态存在的有石英岩和碧玉等。存在的有石英岩和碧玉等。现在学习的是第32页,共122页1、石英原料的性质、石英原料的性质 1)化学性质化学性质石英的化学成份随其所含的杂质而异。石英的化学成份随其所含的杂质而异。脉石英和石英岩中脉石英和石英岩中SiO2的
21、含量很高的含量很高(约(约9799),而石英砂中),而石英砂中SiO2含含量较低。量较低。现在学习的是第33页,共122页2)比重比重 n石英原料的比重随其晶型的不同而变石英原料的比重随其晶型的不同而变化,化,n石英为石英为2.65,n方石英为方石英为2.33,n鳞石英为鳞石英为2.33。现在学习的是第34页,共122页2、石英的晶型及其转化、石英的晶型及其转化 n石石英英是是由由SiO4-4互互相相以以顶顶点点连连接接而而成成的的三三维维空空间间架架状状结结构构。连连接接后后在在三三维维空空间间扩扩展展,由由于于它它们们以以共共价价键键连连接接,连连接接之之后后又又很很紧紧密密,因因而而空空
22、隙隙很很小小,其其它它离离子子不不易易侵侵入入网网穴穴中中,则则使使晶晶体体纯纯净净,硬硬度与强度高,熔融温度也高。度与强度高,熔融温度也高。现在学习的是第35页,共122页按照按照SiO4-4的连接方式,石英有的连接方式,石英有三种存在形态三种存在形态8种变体;种变体;石英石英870以下以下鳞石英鳞石英1170以下以下方石英方石英1713以下以下现在学习的是第36页,共122页石英晶型转化中的体积变化石英晶型转化中的体积变化现在学习的是第37页,共122页n预先煅烧块状石英,然后急速冷却,使预先煅烧块状石英,然后急速冷却,使组织破坏,利于石英的破碎。组织破坏,利于石英的破碎。n在制品烧成和冷
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 常用 陶瓷原料 特性
限制150内