無機(jī)材料工藝學(xué)--陶瓷2-原料

1、2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理1第一章第一章 陶瓷原料陶瓷原料緒言緒言 高嶺石高嶺石伊利石伊利石石英石英鉀長石鉀長石鈉長石鈉長石硅灰石硅灰石葉臘石葉臘石2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理2第一章第一章 陶瓷原料陶瓷原料組織結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)/成分成分Structure/Composition加工工藝加工工藝Processing物化性能物化性能Property使用性能使用性能Performance2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理3 質(zhì)量達(dá)標(biāo)（并非越純越好）；質(zhì)量達(dá)標(biāo)（并非越純越好）； 儲量要大（原料來源穩(wěn)定）；儲量要大（原料來源穩(wěn)定）； 價格合理；價格合理； 性能穩(wěn)定（對

2、原料的最基本要求）；性能穩(wěn)定（對原料的最基本要求）； 運輸方便。運輸方便。第一章第一章 陶瓷原料陶瓷原料 原料選擇原則：原料選擇原則： 原料的組成應(yīng)能保證產(chǎn)品的質(zhì)量性能要求；原料的組成應(yīng)能保證產(chǎn)品的質(zhì)量性能要求； 原料的工藝性能應(yīng)能滿足生產(chǎn)加工過程的工藝要求。原料的工藝性能應(yīng)能滿足生產(chǎn)加工過程的工藝要求。緒言緒言2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理4第一章第一章 陶瓷原料陶瓷原料 陶瓷原料的分類陶瓷原料的分類可塑性原料可塑性原料1. 從工藝性能分：從工藝性能分：天然原料天然原料 化工原料化工原料2. 從來源分：從來源分：緒言緒言高嶺土高嶺土石英石英鉀長石鉀長石非可塑性原料（瘠性原料）非可

3、塑性原料（瘠性原料）2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理5第一章第一章 陶瓷原料陶瓷原料1-1 粘土類原料粘土類原料 一、粘土的概念與分類一、粘土的概念與分類 （一）概念：（一）概念：粘土（粘土（clay）是由多種微細(xì)礦物（主要是含水鋁）是由多種微細(xì)礦物（主要是含水鋁硅酸鹽礦物）構(gòu)成的混合體，其礦物晶體粒徑一般小于硅酸鹽礦物）構(gòu)成的混合體，其礦物晶體粒徑一般小于2 m。從外觀看從外觀看：（：（i）由于所含雜質(zhì)種類及數(shù)量不同，粘土可呈多種顏色。由于所含雜質(zhì)種類及數(shù)量不同，粘土可呈多種顏色。 (ii) 由于地質(zhì)成因不同，粘土有的松軟，有的堅硬。由于地質(zhì)成因不同，粘土有的松軟，有的堅硬。 （二

4、）成因：（二）成因：粘土主要是由鋁硅酸鹽類巖石，如長石、片麻巖、粘土主要是由鋁硅酸鹽類巖石，如長石、片麻巖、偉晶花崗巖等經(jīng)過漫長的自然風(fēng)化作用形成的。偉晶花崗巖等經(jīng)過漫長的自然風(fēng)化作用形成的。 但只要是粘土，或多或少都具有一定的可塑性。但只要是粘土，或多或少都具有一定的可塑性。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理6第一章第一章 陶瓷原料陶瓷原料 一、粘土的概念與分類一、粘土的概念與分類 （二）成因：（二）成因：自然風(fēng)化自然風(fēng)化物理風(fēng)化：暴曬、冰凍、水力及風(fēng)力的破壞作用等物理風(fēng)化：暴曬、冰凍、水力及風(fēng)力的破壞作用等化學(xué)風(fēng)化：自然界中的化學(xué)物質(zhì)對巖石造成的蝕變作用化學(xué)風(fēng)化：自然界中的化學(xué)物質(zhì)

5、對巖石造成的蝕變作用例如：例如：K2OAl2O3SiO2+ CO2+ H2O Al2O32SiO22H2O+ K2CO3+ 4SiO2鉀長石鉀長石高嶺土高嶺土 風(fēng)化過程中產(chǎn)生的可溶性鹽類將被雨水洗去，剩下的難溶鹽和氧化風(fēng)化過程中產(chǎn)生的可溶性鹽類將被雨水洗去，剩下的難溶鹽和氧化物（如物（如SiO2）將成為粘土礦中的雜質(zhì)礦物。）將成為粘土礦中的雜質(zhì)礦物。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理7 一、粘土的概念與分類一、粘土的概念與分類 根據(jù)粘土的成因分類：根據(jù)粘土的成因分類：I. 一次粘土（原生粘土）：母巖風(fēng)化后的產(chǎn)物滯留于原地，再一次粘土（原生粘土）：母巖風(fēng)化后的產(chǎn)物滯留于原地，再經(jīng)地質(zhì)作用

6、而形成的粘土。經(jīng)地質(zhì)作用而形成的粘土。 （三）分類：（三）分類：II. 二次粘土（次生粘土）：母巖的風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)過自然力（洪水、二次粘土（次生粘土）：母巖的風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)過自然力（洪水、大風(fēng)）搬遷，在別處沉積下來而形成的粘土。此即為沉積型粘大風(fēng)）搬遷，在別處沉積下來而形成的粘土。此即為沉積型粘土礦，如唐山子木節(jié)土、黑山膨潤土。土礦，如唐山子木節(jié)土、黑山膨潤土。 特點比較：一次粘土雜質(zhì)較少，顆粒較粗，可塑性較差，干特點比較：一次粘土雜質(zhì)較少，顆粒較粗，可塑性較差，干燥強(qiáng)度較低、干燥收縮較小，燒結(jié)溫度較高。燥強(qiáng)度較低、干燥收縮較小，燒結(jié)溫度較高。二次黏土的特點二次黏土的特點相反。相反。2022-1-3河

7、南省精品課程陶瓷工藝原理8第一章第一章 陶瓷原料陶瓷原料 根據(jù)粘土的可塑性強(qiáng)弱分類：根據(jù)粘土的可塑性強(qiáng)弱分類： 一、粘土的概念與分類一、粘土的概念與分類強(qiáng)塑性粘土強(qiáng)塑性粘土中等塑性粘土中等塑性粘土弱塑性粘土弱塑性粘土 根據(jù)粘土的耐火度高低分類：根據(jù)粘土的耐火度高低分類：耐火粘土：耐火度耐火粘土：耐火度1580易熔粘土：耐火度易熔粘土：耐火度1350難熔粘土：耐火度介于難熔粘土：耐火度介于 1350 15802022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理9 二、粘土的組成二、粘土的組成 粘土的性能取決于粘土的組成，包括粘土的粘土的性能取決于粘土的組成，包括粘土的礦物組成、礦物組成、化學(xué)組成和顆粒組成

8、?；瘜W(xué)組成和顆粒組成。1 1、粘土的化學(xué)組成、粘土的化學(xué)組成 主要化學(xué)成分主要化學(xué)成分為為 SiOSiO2 2、A1A12 2O O3 3和結(jié)晶水（和結(jié)晶水（H H2 2O O）。）。 雜質(zhì)化學(xué)成分：雜質(zhì)化學(xué)成分：含有少量的堿金屬氧化物含有少量的堿金屬氧化物 K K2 2O O、NaNa2 2O O，堿土金屬，堿土金屬氧化物氧化物 CaOCaO、MgOMgO，以及著色氧化物，以及著色氧化物 FeFe2 2O O3 3、TiOTiO2 2等。等。 不同成因的粘土，其化學(xué)組成有差別。如一次粘土一般不同成因的粘土，其化學(xué)組成有差別。如一次粘土一般SiO2 2含量含量較高，而較高，而A12 2O3 3

9、含量較低；鐵多于鈦，富含游離石英和長石殘巖。含量較低；鐵多于鈦，富含游離石英和長石殘巖。 所以，粘土的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)包括上述各成分，外加燒失量所以，粘土的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)包括上述各成分，外加燒失量一項。一項。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理10（4）CaO、MgO、K2O、Na2 2O：降低燒結(jié)溫度，縮小燒結(jié)范圍。：降低燒結(jié)溫度，縮小燒結(jié)范圍。1-1 粘土類原料粘土類原料 粘土的化學(xué)組成在一定程度上反映了其工藝性質(zhì)粘土的化學(xué)組成在一定程度上反映了其工藝性質(zhì):（1）SiO2 ：若：若SiO2多，意味著游離石英較多，則粘土可塑性降低，干多，意味著游離石英較多，則粘土可塑性降低，干燥及燒成收

10、縮較小。燥及燒成收縮較小。（2）Al2O3 ：含量多，耐火度增高，難燒結(jié)。：含量多，耐火度增高，難燒結(jié)。（3）Fe2O31 ，TiO2 0.5：瓷制品呈白色。若含量過高，坯體：瓷制品呈白色。若含量過高，坯體顏色將變深，甚至還影響電絕緣性。顏色將變深，甚至還影響電絕緣性。（5） H2O、有機(jī)質(zhì)：含量多時可塑性較好，但收縮大、有機(jī)質(zhì)：含量多時可塑性較好，但收縮大從從“燒失燒失量量”一項判斷。一項判斷。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理112. 粘土的礦物組成粘土的礦物組成 粘土很少由單一礦物組成，而是多種微細(xì)礦物的混合體。因此，粘土很少由單一礦物組成，而是多種微細(xì)礦物的混合體。因此，粘土所

11、含各種微細(xì)礦物的種類和數(shù)量是決定其工藝性能的主要因粘土所含各種微細(xì)礦物的種類和數(shù)量是決定其工藝性能的主要因素。素。 粘土礦物主要為高嶺石類（包括高嶺石、多水高嶺石等）、蒙脫石類粘土礦物主要為高嶺石類（包括高嶺石、多水高嶺石等）、蒙脫石類（包括蒙脫石、葉蠟石等）和伊利石類（也稱水云母）等等。（包括蒙脫石、葉蠟石等）和伊利石類（也稱水云母）等等。 高嶺石高嶺石葉臘石葉臘石伊利石伊利石2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理12a高嶺石類（高嶺石類（Kaolinite，Al2O32SiO22H2O） 高嶺石族礦物包括高嶺石、地開石、珍珠陶土和多水高嶺石等。高嶺石高嶺石族礦物包括高嶺石、地開石、珍珠

12、陶土和多水高嶺石等。高嶺石是粘土中常見的粘土礦物，主要由高嶺石組成的粘土稱為高嶺土。是粘土中常見的粘土礦物，主要由高嶺石組成的粘土稱為高嶺土。 b蒙脫石類（蒙脫石類（Montmorillonite, Al2O34SiO2nH2O (n2) ） 蒙脫石也是一種常見的粘土礦物，以蒙脫石為主要組成礦物的粘土稱蒙脫石也是一種常見的粘土礦物，以蒙脫石為主要組成礦物的粘土稱為膨潤土（為膨潤土（bentonite），一般呈白色、灰白色、粉紅色或淡黃色，被雜質(zhì)），一般呈白色、灰白色、粉紅色或淡黃色，被雜質(zhì)污染時呈現(xiàn)其它顏色。污染時呈現(xiàn)其它顏色。 c. 伊利石類伊利石類 (Illite) 伊利石是白云母經(jīng)強(qiáng)烈的

13、化學(xué)風(fēng)化作用轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌蚋邘X石過程中伊利石是白云母經(jīng)強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌蚋邘X石過程中的中間產(chǎn)物，故其化學(xué)組成介于白云母與高嶺石或蒙脫石之間。與白云母的中間產(chǎn)物，故其化學(xué)組成介于白云母與高嶺石或蒙脫石之間。與白云母比較，伊利石多比較，伊利石多H H2 2O O而少而少K K2 2O O。與高嶺石比較，伊利石含。與高嶺石比較，伊利石含K K2 2O O較多而含較多而含H H2 2O O較少。較少。 2. 粘土的礦物組成粘土的礦物組成2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理13 粘土礦物是具有層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，其基本結(jié)構(gòu)單位是硅氧四面粘土礦物是具有層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，其基本結(jié)構(gòu)單位

14、是硅氧四面體層和鋁氧八面體層，由于四面體層和八面體層的結(jié)合方式、不等價離體層和鋁氧八面體層，由于四面體層和八面體層的結(jié)合方式、不等價離子同晶置換以及層間陽離子等不同，從而構(gòu)成了不同類型的層狀結(jié)構(gòu)粘子同晶置換以及層間陽離子等不同，從而構(gòu)成了不同類型的層狀結(jié)構(gòu)粘土礦物，如下圖所示的結(jié)構(gòu)模型圖土礦物，如下圖所示的結(jié)構(gòu)模型圖。硅氧四面體層硅氧四面體層鋁氧八面體層鋁氧八面體層層狀結(jié)構(gòu)粘土礦物晶體結(jié)構(gòu)模型圖層狀結(jié)構(gòu)粘土礦物晶體結(jié)構(gòu)模型圖 2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理14 各種粘土礦物的結(jié)構(gòu)特點各種粘土礦物的結(jié)構(gòu)特點高嶺石高嶺石多水高嶺石多水高嶺石葉臘石葉臘石蒙脫石蒙脫石伊利石伊利石2022-

15、1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理15 各種粘土礦物的工藝性質(zhì)各種粘土礦物的工藝性質(zhì)a. 高嶺石：高嶺石：可塑性較差，陽離子交換容量小，遇水不膨脹，可塑性較差，陽離子交換容量小，遇水不膨脹，干燥收縮較小，耐火度較高（燒結(jié)溫度較高）。干燥收縮較小，耐火度較高（燒結(jié)溫度較高）。b. 蒙脫石蒙脫石：可塑性好，陽離子交換容量大，遇水膨脹，：可塑性好，陽離子交換容量大，遇水膨脹，干燥干燥收縮大，收縮大，燒結(jié)溫度較低。燒結(jié)溫度較低。c. 伊利石伊利石：與高嶺石相近。：與高嶺石相近?？伤苄圆?，陽離子交換容量小，可塑性差，陽離子交換容量小，遇水不膨脹，干燥收縮小，燒結(jié)溫度低、燒結(jié)范圍窄。遇水不膨脹，干燥收縮小，

16、燒結(jié)溫度低、燒結(jié)范圍窄。絹云絹云母和瓷石也劃歸為伊利石類原料。母和瓷石也劃歸為伊利石類原料。 葉臘石葉臘石(Al2O32SiO2H2O), 其結(jié)構(gòu)與蒙脫石（其結(jié)構(gòu)與蒙脫石（ Al2O34SiO2nH2O ）相似，但晶格中的同晶置換現(xiàn)象輕微，故陽離子交換容量很小。遇相似，但晶格中的同晶置換現(xiàn)象輕微，故陽離子交換容量很小。遇水也不膨脹，硬度低，是一種優(yōu)良的陶瓷原料。水也不膨脹，硬度低，是一種優(yōu)良的陶瓷原料。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理16作作 業(yè)：業(yè)：1. 選擇原料時應(yīng)考慮哪些主要因素？選擇原料時應(yīng)考慮哪些主要因素？2. 粘土的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)在生產(chǎn)上有何指導(dǎo)意義？粘土的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)

17、在生產(chǎn)上有何指導(dǎo)意義？3. 比較高嶺石、蒙脫石及伊利石三者的結(jié)構(gòu)特點和工藝性比較高嶺石、蒙脫石及伊利石三者的結(jié)構(gòu)特點和工藝性能。能。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理17 關(guān)于絹云母和瓷石：關(guān)于絹云母和瓷石：1. 絹云母：一種礦物。是一種細(xì)小鱗片狀的白云母，因其表面呈絲絹云母：一種礦物。是一種細(xì)小鱗片狀的白云母，因其表面呈絲絹光澤而得名。其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)與白云母極相似，兩者在礦物學(xué)絹光澤而得名。其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)與白云母極相似，兩者在礦物學(xué)上并無區(qū)別。但絹云母外觀多呈粘土狀，具有粘土特性，是瓷石中上并無區(qū)別。但絹云母外觀多呈粘土狀，具有粘土特性，是瓷石中的主要組成礦物，可塑性與高嶺石相當(dāng)

18、；高溫下具有一定的熔劑作的主要組成礦物，可塑性與高嶺石相當(dāng)；高溫下具有一定的熔劑作用。用。 絹云母可視為白云母與伊利石之間的過渡礦物。絹云母可視為白云母與伊利石之間的過渡礦物。2. 瓷石：是由長英巖或石英粗面巖經(jīng)過長期的熱液蝕變作用形成的一種瓷石：是由長英巖或石英粗面巖經(jīng)過長期的熱液蝕變作用形成的一種多礦物混合體。多礦物混合體。風(fēng)化程度深的瓷石，其中的絹云母會逐漸高嶺石化，部風(fēng)化程度深的瓷石，其中的絹云母會逐漸高嶺石化，部分地轉(zhuǎn)變?yōu)楦邘X石。所以，分地轉(zhuǎn)變?yōu)楦邘X石。所以，瓷石的礦物組成大致為：瓷石的礦物組成大致為： 石石 英：英：4060% 絹云母：絹云母：2040% 長長 石：石：530% 高

19、嶺石：高嶺石：010%2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理18瓷石的形成過程示意圖：瓷石的形成過程示意圖：石石 英英長長 石石石石 英英絹云母絹云母長長 石石石石 英英絹云母絹云母石石 英英絹云母絹云母高嶺石高嶺石 瓷石可單獨制瓷。燒成時，絹云母兼有高嶺土和長石之作用。瓷石可單獨制瓷。燒成時，絹云母兼有高嶺土和長石之作用。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理19 粘土的加熱變化粘土的加熱變化各種粘土的差熱曲線各種粘土的差熱曲線2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理201）100時排除吸附水。時排除吸附水。例如高嶺石受熱時：例如高嶺石受熱時： 粘土礦物被加熱時，一般都要經(jīng)過排除自

20、由水和吸附水、粘土礦物被加熱時，一般都要經(jīng)過排除自由水和吸附水、分解并脫去結(jié)晶水、形成莫來石新相等過程。分解并脫去結(jié)晶水、形成莫來石新相等過程。 粘土的加熱變化粘土的加熱變化2）450以上，結(jié)構(gòu)水緩慢排出，高嶺石變成偏高嶺石（不以上，結(jié)構(gòu)水緩慢排出，高嶺石變成偏高嶺石（不含結(jié)晶水的高嶺石）：含結(jié)晶水的高嶺石）：Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO2 + 2H2O 450 2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理21 3）繼續(xù)加熱，偏高嶺石進(jìn)一步反應(yīng)形成硅鋁尖晶石：）繼續(xù)加熱，偏高嶺石進(jìn)一步反應(yīng)形成硅鋁尖晶石：92523223222223SiCAlOSiOAlO SiOO 偏高嶺石

21、硅鋁尖晶石（）105023223223(23)2(32) 5SiCAl O SiOAl OSiOO 方石英硅鋁尖晶石莫來石4）溫度超過）溫度超過1050左右，硅鋁尖晶石逐漸分離出晶格中的左右，硅鋁尖晶石逐漸分離出晶格中的方石英（方石英（SiO2），形成熱力學(xué)穩(wěn)定的莫來石：），形成熱力學(xué)穩(wěn)定的莫來石：2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理223 3、粘土的顆粒組成：、粘土的顆粒組成：粘土中不同大小顆粒的體積百分比含量。粘土中不同大小顆粒的體積百分比含量。 粘土的粘土的顆粒組成與其工藝性能密切相關(guān)：顆粒組成與其工藝性能密切相關(guān)： 1um的的細(xì)顆粒細(xì)顆粒愈愈多，則多，則可塑性愈強(qiáng)可塑性愈強(qiáng)，干燥

22、收縮大，干后強(qiáng)度高，干燥收縮大，干后強(qiáng)度高， 燒結(jié)溫度低。燒結(jié)溫度低。另外，另外，片狀顆粒片狀顆粒比比桿狀顆粒桿狀顆粒接觸面積大，接觸面積大，塑性大，強(qiáng)度高塑性大，強(qiáng)度高。 粘土中的雜質(zhì)礦物粘土中的雜質(zhì)礦物主要包括主要包括：（：（1）石英與母巖殘渣（如長石、白云母等）；）石英與母巖殘渣（如長石、白云母等）； （2）碳酸鹽和硫酸鹽礦物；）碳酸鹽和硫酸鹽礦物； （3）鐵質(zhì)礦物；）鐵質(zhì)礦物； （4）有機(jī)質(zhì)。）有機(jī)質(zhì)。2 2、粘土的礦物組成、粘土的礦物組成2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理23 三、粘土的工藝性質(zhì)三、粘土的工藝性質(zhì)1.1.可塑性可塑性 概念：概念：可塑性是指粘土粉碎后用適量的水

23、調(diào)和、混練后捏成泥團(tuán)，在一可塑性是指粘土粉碎后用適量的水調(diào)和、混練后捏成泥團(tuán)，在一定外力的作用下可以任意改變其形狀而不發(fā)生開裂，除去外力后，仍能定外力的作用下可以任意改變其形狀而不發(fā)生開裂，除去外力后，仍能保持受力時的形狀的性能。保持受力時的形狀的性能。概念：概念：粘土的工藝性質(zhì)系指其所具有的、對生產(chǎn)工藝過程有重要粘土的工藝性質(zhì)系指其所具有的、對生產(chǎn)工藝過程有重要影響的性質(zhì)。包括可塑性、結(jié)合性、干燥性質(zhì)、泥漿性質(zhì)、燒結(jié)影響的性質(zhì)。包括可塑性、結(jié)合性、干燥性質(zhì)、泥漿性質(zhì)、燒結(jié)性質(zhì)等。性質(zhì)等。 粘土的工藝性質(zhì)取決于其化學(xué)組成、礦物組成和顆粒組成。粘土的工藝性質(zhì)取決于其化學(xué)組成、礦物組成和顆粒組成。

24、 生產(chǎn)上，常用生產(chǎn)上，常用塑限、液限、可塑性指數(shù)、可塑性指標(biāo)塑限、液限、可塑性指數(shù)、可塑性指標(biāo)等參數(shù)來反映等參數(shù)來反映粘土的可塑性大小。粘土的可塑性大小。 可塑性的產(chǎn)生機(jī)理可塑性的產(chǎn)生機(jī)理2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理24三、粘土的工藝性質(zhì)三、粘土的工藝性質(zhì)1.1.可塑性可塑性干粉區(qū)干粉區(qū)泥漿區(qū)泥漿區(qū)塑性泥料區(qū)塑性泥料區(qū)可塑性可塑性含水率含水率塑限塑限液限液限最佳塑性范圍最佳塑性范圍塑限：塑限：粘土由干粉狀態(tài)變?yōu)檎惩劣筛煞蹱顟B(tài)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時的最低含水率。塑性狀態(tài)時的最低含水率。液限：液限：粘土由塑性狀態(tài)變?yōu)檎惩劣伤苄誀顟B(tài)變?yōu)闊o塑性的泥漿狀態(tài)時的含水無塑性的泥漿狀態(tài)時的含水率。率。可

25、塑性指數(shù)：可塑性指數(shù)：液限液限塑限塑限可塑性指標(biāo)：可塑性指標(biāo)：系指在一定的系指在一定的工作水分下，粘土泥團(tuán)受外力作用時，工作水分下，粘土泥團(tuán)受外力作用時，最初出現(xiàn)裂紋時的應(yīng)力與應(yīng)變的乘積。最初出現(xiàn)裂紋時的應(yīng)力與應(yīng)變的乘積。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理25 三、粘土的工藝性質(zhì)三、粘土的工藝性質(zhì)1.1.可塑性可塑性干粉區(qū)干粉區(qū)泥漿區(qū)泥漿區(qū)塑性泥料區(qū)塑性泥料區(qū)可塑性可塑性含水率含水率塑限塑限液限液限最佳塑性范圍最佳塑性范圍 塑限、液限、可塑性指數(shù)塑限、液限、可塑性指數(shù)及可塑性指標(biāo)及可塑性指標(biāo)高低大小在生高低大小在生產(chǎn)上的實際意義。產(chǎn)上的實際意義。 粘土根據(jù)塑性大小分類：粘土根據(jù)塑性大小

26、分類： 強(qiáng)塑性粘土：指數(shù)強(qiáng)塑性粘土：指數(shù) 15 或或 指標(biāo)指標(biāo)3.6中等塑性粘土：指數(shù)中等塑性粘土：指數(shù)715 或或 指標(biāo)指標(biāo)2.53.6弱塑性粘土：指數(shù)弱塑性粘土：指數(shù)17 或或 指標(biāo)指標(biāo)2.5瘠性原料：可塑性指數(shù)瘠性原料：可塑性指數(shù)1.2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理26 三、粘土的工藝性質(zhì)三、粘土的工藝性質(zhì)1.1.可塑性可塑性 影響可塑性大小的因素影響可塑性大小的因素1. 礦物組成；礦物組成；2. 顆粒組成（細(xì)度）及顆粒形狀；顆粒組成（細(xì)度）及顆粒形狀；3. 陽離子交換容量；陽離子交換容量；4. 分散介質(zhì)的含量及種類（潤濕能力及分散介質(zhì)的含量及種類（潤濕能力及表面張力）。表面張

27、力）。 改善粘土可塑性的途徑改善粘土可塑性的途徑1. 淘洗除雜；淘洗除雜；2. 風(fēng)化處理；風(fēng)化處理；3. 坯料陳腐和真空練泥處理；坯料陳腐和真空練泥處理；4. 加入適量塑化劑。加入適量塑化劑。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理27 三、粘土的工藝性質(zhì)三、粘土的工藝性質(zhì)2.2.結(jié)合性結(jié)合性 粘土的結(jié)合性是指粘土能結(jié)合非塑性原料形成良好的可塑泥團(tuán)、有粘土的結(jié)合性是指粘土能結(jié)合非塑性原料形成良好的可塑泥團(tuán)、有一定干燥強(qiáng)度的能力。一定干燥強(qiáng)度的能力。 結(jié)合性的表征方法：以能夠形成塑性泥團(tuán)時所加入的標(biāo)準(zhǔn)石英砂結(jié)合性的表征方法：以能夠形成塑性泥團(tuán)時所加入的標(biāo)準(zhǔn)石英砂量及試樣干后的抗折強(qiáng)度表示。量及

28、試樣干后的抗折強(qiáng)度表示。 可塑性好的粘土，其結(jié)合性也好?？伤苄院玫恼惩?，其結(jié)合性也好。3.3.離子交換性離子交換性 （1）粘土顆粒因其表面存在斷鍵及晶格內(nèi)部存在不等價離子置換）粘土顆粒因其表面存在斷鍵及晶格內(nèi)部存在不等價離子置換而帶有電荷，因此必須吸附其它異號離子來補(bǔ)償其電價，粘土的這種性而帶有電荷，因此必須吸附其它異號離子來補(bǔ)償其電價，粘土的這種性質(zhì)稱為離子交換性。質(zhì)稱為離子交換性。 粘土通常發(fā)生的是粘土通常發(fā)生的是陽離子吸附與交換。陽離子吸附與交換。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理283.3.離子交換性離子交換性 （2）陽離子交換容量（）陽離子交換容量（100克干粘土所吸附能夠交

29、換的陽離子或陰克干粘土所吸附能夠交換的陽離子或陰離子之?dāng)?shù)量）及其影響因素（粘土礦物組成、顆粒細(xì)度、晶格完善程度、離子之?dāng)?shù)量）及其影響因素（粘土礦物組成、顆粒細(xì)度、晶格完善程度、有機(jī)質(zhì)含量等）。有機(jī)質(zhì)含量等）。 （3）黏土吸附不同陽離子對其工藝性能的影響）黏土吸附不同陽離子對其工藝性能的影響 Al3+ Ba2+ Ca 2+ Mg2+ K+ Na+ Li+ 泥漿泥漿穩(wěn)定性穩(wěn)定性泥漿泥漿流動性流動性泥漿泥漿觸變性觸變性注漿成型時間注漿成型時間泥漿泥漿電位電位大大小小2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理29c. 表征方法表征方法：泥漿厚化系數(shù)：泥漿厚化系數(shù) 泥漿厚化系數(shù)泥漿厚化系數(shù)= 30min

30、30sec d. 觸變性大小對生產(chǎn)的影響觸變性大小對生產(chǎn)的影響（生產(chǎn)操作對觸變性的要求）：若（生產(chǎn)操作對觸變性的要求）：若太小，成型后的生坯強(qiáng)度低，會影響脫模和之后的修坯操作。若太大，太小，成型后的生坯強(qiáng)度低，會影響脫模和之后的修坯操作。若太大，會造成泥漿輸送困難，且成型后的生坯易變形。會造成泥漿輸送困難，且成型后的生坯易變形。4.泥漿性質(zhì)泥漿性質(zhì) （1）觸變性）觸變性 a. 概念概念。b. 觸變性的解釋模型觸變性的解釋模型：片狀粘土顆粒各帶異號電荷，形成：片狀粘土顆粒各帶異號電荷，形成邊邊-邊或邊邊或邊-面結(jié)合，即所謂的泥漿面結(jié)合，即所謂的泥漿“卡片結(jié)構(gòu)卡片結(jié)構(gòu)” ，容納大，容納大量的自由水

31、于其中，使泥漿量的自由水于其中，使泥漿“變稠變稠”。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理304.4.泥漿性質(zhì)泥漿性質(zhì) e. 影響觸變性大小的因素：影響觸變性大小的因素：礦物組成；顆粒細(xì)度；泥漿含水率及礦物組成；顆粒細(xì)度；泥漿含水率及溫度；所用電解質(zhì)的性質(zhì)及數(shù)量。溫度；所用電解質(zhì)的性質(zhì)及數(shù)量。 （2）流動性及穩(wěn)定性流動性及穩(wěn)定性a. 概念概念b. 對生產(chǎn)之影響。對生產(chǎn)之影響。c. 影響因素。影響因素。5.5.干燥性質(zhì)干燥性質(zhì) （1）干燥收縮）干燥收縮 a. 表示方法：干燥線收縮、體積收縮。表示方法：干燥線收縮、體積收縮。 b. 與生產(chǎn)的關(guān)系：坯體外形尺寸確定、模型放尺率。與生產(chǎn)的關(guān)系：坯體

32、外形尺寸確定、模型放尺率。 2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理315.5.干燥性質(zhì)干燥性質(zhì) （2）干燥強(qiáng)度）干燥強(qiáng)度 a. 表示方法：干燥抗折強(qiáng)度表示方法：干燥抗折強(qiáng)度 b. 生產(chǎn)上的要求：強(qiáng)度要大，但要考慮干燥收縮和變形的控制。生產(chǎn)上的要求：強(qiáng)度要大，但要考慮干燥收縮和變形的控制。 （2）燒成收縮）燒成收縮 a. 表示方法：燒成線收縮、體積收縮。其含義與干燥收縮類似。表示方法：燒成線收縮、體積收縮。其含義與干燥收縮類似。 b. 生產(chǎn)上的要求：適當(dāng)小，以便于燒成變形的控制。生產(chǎn)上的要求：適當(dāng)小，以便于燒成變形的控制。 干燥收縮干燥收縮 和燒成收縮的綜合叫做試樣的總收縮。是模型設(shè)計和燒成

33、收縮的綜合叫做試樣的總收縮。是模型設(shè)計的重要依據(jù)。的重要依據(jù)。 6.6.燒結(jié)性能燒結(jié)性能 （1）燒后顏色：這是某些對坯體顏色和電（絕緣）性能有要求的制）燒后顏色：這是某些對坯體顏色和電（絕緣）性能有要求的制品所必須考慮的一點。品所必須考慮的一點。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理326.6.燒結(jié)性能燒結(jié)性能 （3）燒結(jié)溫度和燒結(jié)范圍）燒結(jié)溫度和燒結(jié)范圍 a. 粘土的加熱曲線粘土的加熱曲線b. 影響因素：影響因素：主要取決于粘土的化學(xué)礦物組成及顆粒細(xì)度。主要取決于粘土的化學(xué)礦物組成及顆粒細(xì)度。 T1T2T3Tem.氣孔率氣孔率收縮率收縮率收縮率（體密）收縮率（體密）T1: 開始燒結(jié)溫度開

34、始燒結(jié)溫度T2: 完全燒結(jié)溫度（簡稱完全燒結(jié)溫度（簡稱燒結(jié)溫度）燒結(jié)溫度）T3: 軟化溫度軟化溫度燒結(jié)（溫度）范圍：燒結(jié)（溫度）范圍：T2T3c. 生產(chǎn)上對燒結(jié)溫度及燒結(jié)范圍的要求。生產(chǎn)上對燒結(jié)溫度及燒結(jié)范圍的要求。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理33（4）耐火度）耐火度 a. 概念概念：材料在自重作用情況下，抵抗高溫作用而不破壞的能力：材料在自重作用情況下，抵抗高溫作用而不破壞的能力（最高溫度）。（最高溫度）。6. 6. 燒結(jié)性能燒結(jié)性能b. 表征方法：表征方法：c. 粘土耐火度高低對生產(chǎn)的粘土耐火度高低對生產(chǎn)的影響影響：耐火度高，燒成時不易變形；耐火度高，燒成時不易變形；但也意味

35、著制品的燒成溫度但也意味著制品的燒成溫度也高。也高。d. 影響因素：影響因素：主要是化學(xué)組主要是化學(xué)組成（鋁硅比、鐵與堿氧化物成（鋁硅比、鐵與堿氧化物含量）。含量）。abc試錐在不同階段的彎倒情況試錐在不同階段的彎倒情況a：熔融開始前；：熔融開始前；b: 在相當(dāng)于耐火度的在相當(dāng)于耐火度的溫度下；溫度下；c: 在高于耐火度的溫度下在高于耐火度的溫度下2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理34四、粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用四、粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用4.4.粘土可在高溫下分解生成莫來石，而足夠數(shù)量莫來石的存粘土可在高溫下分解生成莫來石，而足夠數(shù)量莫來石的存在，則是制品具有良好使用性能的保證。在，則是

36、制品具有良好使用性能的保證。1-1 粘土類原料粘土類原料1.粘土的可塑性以及在水中的分散性和懸浮性，可以賦予粘土的可塑性以及在水中的分散性和懸浮性，可以賦予坯料以良好的成型性能。坯料以良好的成型性能。2.粘土具有的結(jié)合性可以使之在成型時結(jié)合瘠性原料，保粘土具有的結(jié)合性可以使之在成型時結(jié)合瘠性原料，保證成型坯體的強(qiáng)度。證成型坯體的強(qiáng)度。3.粘土是坯料中粘土是坯料中Al2O3 的主要來源，是坯體具有一定耐火度、的主要來源，是坯體具有一定耐火度、燒成時不易變形的重要保證。燒成時不易變形的重要保證。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理35 一、石英原料的種類一、石英原料的種類 1-2 石英類原料

37、石英類原料二氧化硅（二氧化硅（SiO2 2）在地殼中的豐度約為）在地殼中的豐度約為60。其中一部分以硅酸鹽。其中一部分以硅酸鹽化合物的狀態(tài)存在于各種礦物中。另一部分則以獨立狀態(tài)存在，成化合物的狀態(tài)存在于各種礦物中。另一部分則以獨立狀態(tài)存在，成為單獨的石英礦。但由于經(jīng)歷的地質(zhì)作用及成礦條件不同，石英礦為單獨的石英礦。但由于經(jīng)歷的地質(zhì)作用及成礦條件不同，石英礦體呈現(xiàn)多種狀態(tài)產(chǎn)出，并有不同的純度。體呈現(xiàn)多種狀態(tài)產(chǎn)出，并有不同的純度。 a. a.水晶：水晶：結(jié)晶良好的純結(jié)晶良好的純SiOSiO2 2。 b.b.脈石英：脈石英：SiO2 2含量含量99%。高檔細(xì)瓷用原料。高檔細(xì)瓷用原料。 c.c.石英巖

38、：石英巖：SiO2 2含量含量97%。一般陶瓷生產(chǎn)用主要原料。一般陶瓷生產(chǎn)用主要原料。 d.d.砂巖：砂巖：SiO2 2含量含量9095%。根據(jù)膠結(jié)物的不同，分石灰質(zhì)、。根據(jù)膠結(jié)物的不同，分石灰質(zhì)、粘土質(zhì)、云母質(zhì)和硅質(zhì)砂巖四種，陶瓷生產(chǎn)僅用硅質(zhì)砂巖。粘土質(zhì)、云母質(zhì)和硅質(zhì)砂巖四種，陶瓷生產(chǎn)僅用硅質(zhì)砂巖。 e.e.石英砂：石英砂：SiO2 2含量含量90%，雜質(zhì)較多，一般不用。，雜質(zhì)較多，一般不用。 f.f.燧石：燧石：石英沉積巖，隱晶質(zhì)，硬度很大，可用作研磨材料、石英沉積巖，隱晶質(zhì)，硬度很大，可用作研磨材料、球磨機(jī)內(nèi)襯。球磨機(jī)內(nèi)襯。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理36脈石英脈石英水晶結(jié)

39、晶良好的水晶結(jié)晶良好的石英石英水晶結(jié)晶良好的石英2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理37 二、石英的性質(zhì)二、石英的性質(zhì) 石英的主要化學(xué)成分為石英的主要化學(xué)成分為SiOSiO2 2，但是常含有少量的，但是常含有少量的AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO、TiOTiO2 2等雜質(zhì)成分。等雜質(zhì)成分。 石英具有很強(qiáng)耐酸侵蝕能力（氫氟酸除外），但與堿性物質(zhì)接觸時石英具有很強(qiáng)耐酸侵蝕能力（氫氟酸除外），但與堿性物質(zhì)接觸時能起反應(yīng)而生成可溶性的硅酸鹽。高溫下，石英易與堿金屬氧化物作用能起反應(yīng)而生成可溶性的硅酸鹽。高溫下，石英易與堿金屬氧化物作用生成硅酸鹽與

40、玻璃態(tài)物質(zhì)。生成硅酸鹽與玻璃態(tài)物質(zhì)。 二氧化硅在常壓下有七種結(jié)晶態(tài)和一個玻璃態(tài)。它們是二氧化硅在常壓下有七種結(jié)晶態(tài)和一個玻璃態(tài)。它們是-石英、石英、-石英；石英；-鱗石英、鱗石英、-鱗石英、鱗石英、-鱗石英；鱗石英；-方石英、方石英、-方石英。方石英。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理38 二、石英的性質(zhì)二、石英的性質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變多晶轉(zhuǎn)變 兩種轉(zhuǎn)變類型兩種轉(zhuǎn)變類型重建性轉(zhuǎn)變：速度慢，體積效應(yīng)大。重建性轉(zhuǎn)變：速度慢，體積效應(yīng)大。位移性轉(zhuǎn)變：速度快，體積效應(yīng)小。位移性轉(zhuǎn)變：速度快，體積效應(yīng)小。-石英石英亞亞 穩(wěn)穩(wěn)方石英方石英-鱗石英鱗石英-方石英方石英熔體熔體石英玻璃石英玻璃-鱗石英鱗石英-鱗

41、石英鱗石英-石英石英-方石英方石英+0.82%有礦化劑存在時有礦化劑存在時+0.20%+0.20%+2.8%+ 16%+ 4.7%573870開始；開始；1200以上劇烈以上劇烈1470亞亞 穩(wěn)穩(wěn)方石英方石英無礦化劑存在時無礦化劑存在時1050開始；開始；1200以上劇烈以上劇烈2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理39 二、石英的性質(zhì)二、石英的性質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變多晶轉(zhuǎn)變 石英晶型轉(zhuǎn)變與陶瓷生產(chǎn)的關(guān)系石英晶型轉(zhuǎn)變與陶瓷生產(chǎn)的關(guān)系-石英石英2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理40 二、石英的性質(zhì)二、石英的性質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變多晶轉(zhuǎn)變 石英晶型轉(zhuǎn)變與陶瓷生產(chǎn)的關(guān)系石英晶型轉(zhuǎn)變與陶瓷生產(chǎn)的關(guān)系 實際生產(chǎn)

42、中，由于燒成溫度的限制（一般在實際生產(chǎn)中，由于燒成溫度的限制（一般在1400 以下），因此以下），因此普通陶瓷制品燒成后，殘留的石英礦物一般以普通陶瓷制品燒成后，殘留的石英礦物一般以-石英、鱗石英、（半石英、鱗石英、（半安定）方石英等形式存在。安定）方石英等形式存在。 實際生產(chǎn)中升溫快，由上圖可見，無論是否有礦化劑，實際生產(chǎn)中升溫快，由上圖可見，無論是否有礦化劑， 石英石英的轉(zhuǎn)化過程都經(jīng)過半安定方石英階段。有礦化劑存在時，最終有鱗的轉(zhuǎn)化過程都經(jīng)過半安定方石英階段。有礦化劑存在時，最終有鱗石英形成；無礦化劑時，最終形成方石英。石英形成；無礦化劑時，最終形成方石英。 在普通陶瓷生產(chǎn)過程中，對產(chǎn)品燒

43、成質(zhì)量影響最大的是在普通陶瓷生產(chǎn)過程中，對產(chǎn)品燒成質(zhì)量影響最大的是石英的位移性轉(zhuǎn)化，尤其是石英的位移性轉(zhuǎn)化，尤其是-石英和石英和-石英之間的轉(zhuǎn)變，而石英之間的轉(zhuǎn)變，而不是重建性轉(zhuǎn)化。不是重建性轉(zhuǎn)化。 2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理41 四、石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用四、石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用4. 石英可增大釉料的耐磨性、硬度、白度及化學(xué)穩(wěn)定性，石英可增大釉料的耐磨性、硬度、白度及化學(xué)穩(wěn)定性，降低釉的膨脹系數(shù)。降低釉的膨脹系數(shù)。1. 作為瘠性原料，石英可減小坯體的干燥收縮，縮短干燥作為瘠性原料，石英可減小坯體的干燥收縮，縮短干燥時間，并對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。時間，并對泥料的可塑性起調(diào)

44、節(jié)作用。 2. 燒成過程中，石英的體積膨脹可部分抵消坯體的燒成收燒成過程中，石英的體積膨脹可部分抵消坯體的燒成收縮，有利于保證坯體的外形?？s，有利于保證坯體的外形。3. 高溫下石英熔融可增大液相粘度，拓寬坯體燒成范圍，高溫下石英熔融可增大液相粘度，拓寬坯體燒成范圍，而未熔石英又可保證坯體的強(qiáng)度，防止坯體變形。而未熔石英又可保證坯體的強(qiáng)度，防止坯體變形。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理42 一、長石的種類一、長石的種類 長石是陶瓷生產(chǎn)中的主要熔劑性原料，一般用作坯料、釉料、色料長石是陶瓷生產(chǎn)中的主要熔劑性原料，一般用作坯料、釉料、色料熔劑等的基本成分，用量較大，是陶瓷生產(chǎn)三大原料之一。

45、自然界中長熔劑等的基本成分，用量較大，是陶瓷生產(chǎn)三大原料之一。自然界中長石的種類很多，但都是以下四種純長石的固溶體：石的種類很多，但都是以下四種純長石的固溶體： 鈉長石鈉長石(Ab): NaAlSi3O8 或或 Na2OAl2O36SiO2 鉀長石鉀長石(Or): KAlSi3O8 或或 K2OAl2O36SiO2 鈣長石鈣長石(An): CaAl2Si2O8 或或 Ca OAl2O32SiO2 鋇長石鋇長石(Cn): BaAl2Si2O8 或或 BaOAl2O32SiO21-3 1-3 長石類原料長石類原料自然界純長石礦體自然界純長石礦體罕見，尤其是鋇長罕見，尤其是鋇長石。石。鈉長石鈉長石鉀

46、長石鉀長石鈣長石鈣長石鋇長石鋇長石2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理43長石類礦物的化學(xué)組成與礦物物理性質(zhì)長石類礦物的化學(xué)組成與礦物物理性質(zhì) 名名 稱稱鉀長石鉀長石鈉長石鈉長石鈣長石鈣長石鋇長石鋇長石化學(xué)通式化學(xué)通式K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2NaNa2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2CaOAlCaOAl2 2O O3 32SiO2SiO2 2BaOAlBaOAl2 2O O3 32SiO2SiO2 2晶體結(jié)構(gòu)式晶體結(jié)構(gòu)式KAlSiKAlSi3 3O O8 8 NaAlSiNaAlSi3 3O O8 8 CaAlCaAl2 2

47、SiSi2 2O O8 8 BaAlBaAl2 2SiSi2 2O O8 8 理論化理論化學(xué)組成學(xué)組成(%)(%)SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3RO(RRO(R2 2O)O)64.7064.7018.4018.40K K2 2O 16.90O 16.9068.7068.7019.5019.50NaNa2 2O 11.80O 11.8043.2043.2036.7036.70CaO 20.10CaO 20.1032.0032.0027.1227.12BaO 40.88BaO 40.88晶晶 系系單斜單斜三斜三斜三斜三斜單斜單斜密度（密度（g/cmg/cm3 3）2.562.562.

48、592.592.60 2.60 2.652.652.7 2.7 2.762.763.373.37莫氏硬度莫氏硬度6 6 6.56.56 6 6.56.56 6 6.56.56 6 6.56.5顏顏 色色白、肉紅、淺黃白、肉紅、淺黃白、灰白、灰白、灰或無色白、灰或無色白或無色白或無色熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)（1010-8-8/）7.57.57.47.4熔點（熔點（）11501150（異元熔融）（異元熔融）110011001550155017251725附附注注堿性長石系列：堿性長石系列：KAlSiKAlSi3 3O O8 8- NaAlSi- NaAlSi3 3O O8 8包括透長石、正長石，微斜長

49、石、歪包括透長石、正長石，微斜長石、歪長石，條文長石及鈉長石長石，條文長石及鈉長石斜長石系列：斜長石系列：NaAlSiNaAlSi3 3O O8 8- CaAl- CaAl2 2SiSi2 2O O8 8包括鈉長石、更長石、中長石、拉長包括鈉長石、更長石、中長石、拉長石、培長石及鈣長石石、培長石及鈣長石2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理44 一、長石的種類一、長石的種類1-3 1-3 長石類原料長石類原料 自然界的純長石礦體罕見，主要是自然界的純長石礦體罕見，主要是 K-Na長石的固溶體和長石的固溶體和 Na-Ca長石固溶體。長石固溶體。（一）（一） K-Na長石的固溶體長石的固溶體

50、鉀、鈉長石僅能形成有限固溶體。根據(jù)鈉長石的固溶度不同，可鉀、鈉長石僅能形成有限固溶體。根據(jù)鈉長石的固溶度不同，可以三種單體礦物出現(xiàn)：以三種單體礦物出現(xiàn)：微斜長石微斜長石正長石正長石透長石透長石存在溫度范圍存在溫度范圍鈉長石含量鈉長石含量65095065095020 % 30 % 50 %2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理45 一、長石的種類一、長石的種類（二）（二） Na-Ca長石的固溶體長石的固溶體斜長石斜長石 鈉、鈣長石能形成無限（連續(xù)）固溶體。斜長石實指鈉、鈣長石能形成無限（連續(xù)）固溶體。斜長石實指Na、Ca長石含量在長石含量在 1090%之間的之間的Na-Ca長石固溶體。否則，

51、分別稱之長石固溶體。否則，分別稱之為鈉長石或鈣長石。為鈉長石或鈣長石。鈉長石鈉長石斜長石斜長石鈣長石鈣長石鈣長石含量鈣長石含量10 %90 %1090 %10 %鈉長石含量鈉長石含量90 % 陶瓷生產(chǎn)中主要利用正長石和微斜長石，即以鉀長石為主陶瓷生產(chǎn)中主要利用正長石和微斜長石，即以鉀長石為主要組成的要組成的K-Na長石的固溶體。長石的固溶體。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理46 二、長石的熔融特性及生產(chǎn)要求二、長石的熔融特性及生產(chǎn)要求 1. 鉀長石的始熔溫度約為鉀長石的始熔溫度約為1150，熔融范圍約，熔融范圍約350（11501500）。）。高溫熔體粘度較大，且粘度隨溫度的升高降低

52、較慢。高溫熔體粘度較大，且粘度隨溫度的升高降低較慢。2. 鈉長石的始熔溫度約為鈉長石的始熔溫度約為1100，熔融范圍約，熔融范圍約150（11501250）。）。高溫熔體粘度較小，且粘度隨溫度的升高降低較快（與鉀長石比較）。高溫熔體粘度較小，且粘度隨溫度的升高降低較快（與鉀長石比較）。3. 鈣長石的始熔溫度較高（鈣長石的始熔溫度較高（1550 ），熔融溫度范圍窄，高溫下熔體），熔融溫度范圍窄，高溫下熔體不透明、粘度也小。冷卻時容易析晶，化學(xué)穩(wěn)定性也差。不透明、粘度也小。冷卻時容易析晶，化學(xué)穩(wěn)定性也差。（一）熔融特性（一）熔融特性（二）生產(chǎn)要求（二）生產(chǎn)要求始熔溫度低（始熔溫度低（ 1200）；

53、熔融范圍寬；熔體粘度較大，且隨溫度）；熔融范圍寬；熔體粘度較大，且隨溫度變化較小。就化學(xué)組成而言：變化較小。就化學(xué)組成而言：Al2O3 1520%; (K2O+Na2O)13%, 其中其中Na2O3%, Fe2O30.5%.2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理47 三、長石在陶瓷生產(chǎn)中的作用三、長石在陶瓷生產(chǎn)中的作用4. 在釉料中長石亦為主要熔劑，可降低釉料的燒成溫度，并提在釉料中長石亦為主要熔劑，可降低釉料的燒成溫度，并提高釉面的平整度、光澤度。高釉面的平整度、光澤度。1. 作為瘠性原料，可縮短生坯干燥時間、減少坯體的干燥收縮作為瘠性原料，可縮短生坯干燥時間、減少坯體的干燥收縮變形等。

54、變形等。2. 高溫?zé)蓵r起熔劑作用，降低燒成溫度。其熔體可溶解石英高溫?zé)蓵r起熔劑作用，降低燒成溫度。其熔體可溶解石英和粘土礦物，促進(jìn)固相反應(yīng)，從而縮短燒成時間。和粘土礦物，促進(jìn)固相反應(yīng)，從而縮短燒成時間。3. 燒成過程中，熔融后的長石熔體能促進(jìn)坯體的致密化過程燒成過程中，熔融后的長石熔體能促進(jìn)坯體的致密化過程（即成瓷過程），改善制品的使用性能。（即成瓷過程），改善制品的使用性能。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理48課外作業(yè)：課外作業(yè)：1. 為什么為什么Ca-土泥漿的穩(wěn)定性、流動性比土泥漿的穩(wěn)定性、流動性比 Na-土泥漿的差？土泥漿的差？2. 試分析影響泥漿觸變性的各個因素？試分析影

55、響泥漿觸變性的各個因素？3. 說明粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用。說明粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用。4. 對制品燒成質(zhì)量影響最大的石英晶型轉(zhuǎn)變是哪個？為什么？對制品燒成質(zhì)量影響最大的石英晶型轉(zhuǎn)變是哪個？為什么？5. 說明石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用。說明石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用。6. 配制坯料的長石應(yīng)滿足哪些要求？對其化學(xué)組成有何要求？配制坯料的長石應(yīng)滿足哪些要求？對其化學(xué)組成有何要求？7. 說明長石在陶瓷生產(chǎn)中的作用。說明長石在陶瓷生產(chǎn)中的作用。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理49第四節(jié)第四節(jié) 其他礦物原料其他礦物原料 1.1.瓷石瓷石 瓷石是一瓷石是一種由石英，絹云種由石英，絹云母組成，并含有母組成，

56、并含有若干高嶺石，長若干高嶺石，長石等的巖石狀礦石等的巖石狀礦物集合體。瓷石物集合體。瓷石的可塑性不高，的可塑性不高，結(jié)合強(qiáng)度不大，結(jié)合強(qiáng)度不大，但干燥速度快但干燥速度快 。瓷石粉瓷石粉2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理50化學(xué)通式為化學(xué)通式為：A1A12 2O O3 34SiO4SiO2 2nHnH2 2O O晶體結(jié)構(gòu)式為：晶體結(jié)構(gòu)式為：A1A12 2(Si(Si4 4O O1010)(OH)(OH)2 22.葉臘石：葉臘石：單斜晶系晶體。單斜晶系晶體。葉臘石葉臘石理論化學(xué)組成為：理論化學(xué)組成為：A12 2O3 3 28.30，SiO2 2 66.70，H2 2O 5.00。葉蠟石通

57、常。葉蠟石通常呈白色、淺黃或淺灰色呈白色、淺黃或淺灰色 ，結(jié)構(gòu)和蒙脫石相似，都屬結(jié)構(gòu)和蒙脫石相似，都屬于于2：1型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物礦物 。2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理51主要是高鋁礬土及硅線石族礦物，可用于制造高鋁陶瓷、窯具和砌筑主要是高鋁礬土及硅線石族礦物，可用于制造高鋁陶瓷、窯具和砌筑窯爐的耐火材料。窯爐的耐火材料。 a. 高鋁礬土（鋁土礦）高鋁礬土（鋁土礦） b. 硅線石族原料硅線石族原料高鋁礬土高鋁礬土硅線石硅線石3.3.高鋁質(zhì)礦物原料高鋁質(zhì)礦物原料2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理52滑石滑石 滑石由天然的含水層狀硅酸鎂礦物組滑石由天然的含水層

58、狀硅酸鎂礦物組成，其化學(xué)式為成，其化學(xué)式為 3MgO4SiO2 2H2 2O，晶體，晶體結(jié)構(gòu)式是結(jié)構(gòu)式是Mg3 3Si4 4O1010(OH)2 2，理論化學(xué)組，理論化學(xué)組成為：成為：MgO 31.88，SiO2 2 63.37，H2 2O 4.74，常含有鐵、鋁、錳、鈣等雜質(zhì)。，常含有鐵、鋁、錳、鈣等雜質(zhì)?；瘜倩瘜?：1型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，其晶型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，其晶體結(jié)構(gòu)與葉蠟石十分相似。體結(jié)構(gòu)與葉蠟石十分相似。 4. 4. 堿土硅酸鹽類原料堿土硅酸鹽類原料 滑石在普通陶瓷的釉料中一般作為滑石在普通陶瓷的釉料中一般作為熔劑使用，在細(xì)陶瓷坯體中加入少量滑熔劑使用，在細(xì)陶瓷坯體中加入少

59、量滑石，也可降低燒成溫度。另外，滑石是石，也可降低燒成溫度。另外，滑石是生產(chǎn)鎂質(zhì)瓷的主要原料。生產(chǎn)鎂質(zhì)瓷的主要原料?；?石A. 滑石與蛇紋石滑石與蛇紋石2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理53蛇紋石蛇紋石 蛇紋石與滑石同屬鎂的蛇紋石與滑石同屬鎂的含水硅酸鹽礦物，化學(xué)式為含水硅酸鹽礦物，化學(xué)式為3MgO4SiO2 22H2 2O ，晶體結(jié)，晶體結(jié)構(gòu)式為構(gòu)式為Mg3 3SiO2 2(OH)4 4，理，理論化學(xué)組成：論化學(xué)組成：MgO 43，SiO2 2 44.1，H2 2O 12.9，常含鐵、鈦、鎳等雜質(zhì)，鐵常含鐵、鈦、鎳等雜質(zhì)，鐵含量較高。含量較高。 蛇紋石屬單斜晶蛇紋石屬單斜晶系，晶體發(fā)

60、育不完全，一般系，晶體發(fā)育不完全，一般只用作堿性耐火材料只用作堿性耐火材料 。蛇紋石蛇紋石4. 4. 堿土硅酸鹽類原料堿土硅酸鹽類原料 2022-1-3河南省精品課程陶瓷工藝原理54 天然硅灰石是典型的高溫變質(zhì)礦天然硅灰石是典型的高溫變質(zhì)礦物，通常產(chǎn)于石灰?guī)r和酸性巖漿的接物，通常產(chǎn)于石灰?guī)r和酸性巖漿的接觸帶，由觸帶，由CaO與與SiO2 2反應(yīng)而成。其化反應(yīng)而成。其化學(xué)通式為學(xué)通式為CaO SiO2 2，晶體結(jié)構(gòu)式為，晶體結(jié)構(gòu)式為Ca SiO3 3，理論化學(xué)組成為，理論化學(xué)組成為CaO 48.25，SiO2 2 51.75。硅灰石硅灰石B. 硅灰石硅灰石 硅灰石在陶瓷工業(yè)中的用途廣泛，硅灰石在