第五章表面與界面第二講

1、5.3.55.3.5、吸附與表面改性、吸附與表面改性（一）吸附（一）吸附 1 1、定義：、定義：吸附是一種物質(zhì)的原子或分子附著在另吸附是一種物質(zhì)的原子或分子附著在另一物質(zhì)表面的現(xiàn)象。一物質(zhì)表面的現(xiàn)象。 因?yàn)樾卤砻婢哂休^強(qiáng)的表面張力，能迅速地因?yàn)樾卤砻婢哂休^強(qiáng)的表面張力，能迅速地從空氣中吸附氣體或其它物質(zhì)來滿足它的要求。從空氣中吸附氣體或其它物質(zhì)來滿足它的要求。水泥工業(yè)中用到的減水劑、助磨劑等與吸附有關(guān)。水泥工業(yè)中用到的減水劑、助磨劑等與吸附有關(guān)。2 2、常用的吸附劑常用的吸附劑硅膠、活性氧化鋁、活性炭、硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩分子篩等。等。分子篩是指具有均勻的微孔，其孔徑與一般分子篩是

2、指具有均勻的微孔，其孔徑與一般分子大小相當(dāng)?shù)囊活愇镔|(zhì)。分子篩的應(yīng)用非分子大小相當(dāng)?shù)囊活愇镔|(zhì)。分子篩的應(yīng)用非常廣泛，可以作高效干燥劑、選擇性吸附劑、常廣泛，可以作高效干燥劑、選擇性吸附劑、催化劑、離子交換劑等。催化劑、離子交換劑等。3 3、吸附膜對表面的影響、吸附膜對表面的影響（1 1）降低固體表面能；）降低固體表面能；（2 2）降低材料的機(jī)械強(qiáng)度；）降低材料的機(jī)械強(qiáng)度；（3 3）影響金屬材料表面的電子發(fā)射特性和表面特）影響金屬材料表面的電子發(fā)射特性和表面特性；性；（4 4）調(diào)節(jié)固體表面的摩擦和潤滑。）調(diào)節(jié)固體表面的摩擦和潤滑。（二）表面改性（二）表面改性表面改性：表面改性：利用固體表面吸附特性

3、通過各種表面處利用固體表面吸附特性通過各種表面處理改變固體表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以適應(yīng)各種預(yù)期的理改變固體表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以適應(yīng)各種預(yù)期的要求。要求。 表面改性實(shí)質(zhì)：表面改性實(shí)質(zhì)：改變固體表面結(jié)構(gòu)狀態(tài)和官能團(tuán)。改變固體表面結(jié)構(gòu)狀態(tài)和官能團(tuán)。 方法：方法：最常用的是采用各種有機(jī)表面活性劑。最常用的是采用各種有機(jī)表面活性劑。 表面活性劑表面活性劑：能夠顯著降低體系的表面（或界面）：能夠顯著降低體系的表面（或界面）張力的物質(zhì)，如潤濕劑、乳化劑、張力的物質(zhì)，如潤濕劑、乳化劑、分散劑、塑化分散劑、塑化劑、減水劑劑、減水劑、去污劑等、去污劑等表面活性劑分子結(jié)構(gòu)表面活性劑分子結(jié)構(gòu)極性親水基極性親水基羥基羥基O

4、HOH、羧基、羧基COOHCOOH、磺酸基、磺酸基SO3HSO3H、磺酸鈉基、磺酸鈉基SO3NaSO3Na、氨基、氨基NHNH等基團(tuán)；等基團(tuán)； 非極性憎水基非極性憎水基（亦稱親油基）（亦稱親油基）各種鏈烴、芳各種鏈烴、芳烴等基團(tuán)。烴等基團(tuán)。 憎水基越長，分子量越大，其水溶性憎水基越長，分子量越大，其水溶性越差。越差。 無機(jī)材料工業(yè)中的表面改性實(shí)例無機(jī)材料工業(yè)中的表面改性實(shí)例 u陶瓷工業(yè)陶瓷工業(yè) 提高提高泥泥漿流動性和懸浮穩(wěn)定性漿流動性和懸浮穩(wěn)定性 Al2O3高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 Al2O3粉粉（表面親水）（表面親水）石蠟石蠟定型劑（親油）定型劑（親油）泥漿泥漿 表面改性劑：表面改性劑：油酸

5、油酸 Al2O3粉粉表面親水性表面親水性親油性親油性CaTiO3高頻電容器陶瓷高頻電容器陶瓷 CaTiO3粉粉（表面親油）（表面親油）水水成型劑成型劑 泥泥漿漿 表面改性劑：表面改性劑：烷基苯磺酸鈉烷基苯磺酸鈉 CaTiO3表面親油性表面親油性 親水性親水性u水泥工業(yè)水泥工業(yè) 提高砂提高砂漿懸浮穩(wěn)定性及和易性漿懸浮穩(wěn)定性及和易性 砂水泥水砂水泥水拌和混凝土漿體拌和混凝土漿體 表面改性劑：表面改性劑：減水劑減水劑陰離子型表面活性劑陰離子型表面活性劑減水劑作用機(jī)理減水劑作用機(jī)理 一、膠體的概念一、膠體的概念 膠體膠體：是物質(zhì)存在的一種狀態(tài)，是一種分散體系，分是物質(zhì)存在的一種狀態(tài)，是一種分散體系，分

6、散質(zhì)粒子（直徑）在散質(zhì)粒子（直徑）在 1 nm-100 nm 之間的分散系。之間的分散系。分散系分散系：由一種（或幾種）物質(zhì)以粒子形式分散到另一：由一種（或幾種）物質(zhì)以粒子形式分散到另一種物質(zhì)里所形成的混合物。種物質(zhì)里所形成的混合物。分散質(zhì)分散質(zhì)：分散系中分散成粒子的物質(zhì)。：分散系中分散成粒子的物質(zhì)。 分散劑分散劑：分散系中粒子分散在其中的物質(zhì)。：分散系中粒子分散在其中的物質(zhì)。 例如：例如： 小水滴小水滴+空氣空氣=云霧云霧，其中小水滴是分散，其中小水滴是分散質(zhì)，空氣是分散劑。質(zhì)，空氣是分散劑。 二氧化碳二氧化碳+水水=汽水汽水，其中二氧化碳是分，其中二氧化碳是分散質(zhì)，水是分散劑散質(zhì)，水是分散

7、劑。 根據(jù)分散體系中被分散的物質(zhì)（分散相，根根據(jù)分散體系中被分散的物質(zhì)（分散相，根據(jù)粒子的線度）的大小，可把分散系分為：據(jù)粒子的線度）的大小，可把分散系分為： 粗分散系粗分散系膠體分散系膠體分散系分子、離子分散系（溶液）分子、離子分散系（溶液） 幾種分散系的比較幾種分散系的比較 分散系分散系 溶液溶液 膠體膠體 懸懸(乳乳)濁液濁液 10-7m 分子或離子分子或離子 分子集合體分子集合體 固體顆粒固體顆粒 或高分子或高分子 液體珠粒液體珠粒 均勻、透明均勻、透明 較均勻、透明較均勻、透明 不均勻、渾濁不均勻、渾濁穩(wěn)定穩(wěn)定 比較穩(wěn)定比較穩(wěn)定 沉淀或分層沉淀或分層透過透過 透過透過 不能透過不能透

8、過透過透過 不能透過不能透過 不能透過不能透過透過透過 能透過且散射能透過且散射 一般不透過一般不透過 分散質(zhì)分散質(zhì) 微粒直徑微粒直徑外觀外觀 穩(wěn)定性穩(wěn)定性濾紙濾紙 半透膜半透膜光線照射光線照射 二、膠體的性質(zhì)二、膠體的性質(zhì) 1 1）丁達(dá)爾現(xiàn)象）丁達(dá)爾現(xiàn)象從垂直于光源方向可以看到膠體里出現(xiàn)一條光亮的從垂直于光源方向可以看到膠體里出現(xiàn)一條光亮的“通路通路”，這是，這是由于膠體微粒對光線的由于膠體微粒對光線的散射散射而形成的。這種現(xiàn)象叫做而形成的。這種現(xiàn)象叫做丁達(dá)爾現(xiàn)象丁達(dá)爾現(xiàn)象。只有溶膠才有比較明顯的乳光，并且濃度越大散射光的強(qiáng)度越大。只有溶膠才有比較明顯的乳光，并且濃度越大散射光的強(qiáng)度越大。

9、2）電泳現(xiàn)象電泳現(xiàn)象 膠體微粒帶電，因此，在外電場的作用下，能在分膠體微粒帶電，因此，在外電場的作用下，能在分散劑里向陽極或陰極作定向運(yùn)動，這種現(xiàn)象叫電泳。散劑里向陽極或陰極作定向運(yùn)動，這種現(xiàn)象叫電泳。電電泳泳吸附正吸附正電荷電荷吸附吸附負(fù)電負(fù)電荷荷向陰極向陰極移動移動向陽極向陽極移動移動Al(OH)3Fe(OH)3H2SiO3As2S3 三、膠體的分類三、膠體的分類 按照分散劑的狀態(tài)不同可分為按照分散劑的狀態(tài)不同可分為 液溶膠分散劑為液體液溶膠分散劑為液體Fe(OH)3膠體膠體 氣溶膠分散劑為氣體煙、云、霧氣溶膠分散劑為氣體煙、云、霧 固溶膠固溶膠 分散劑為固體分散劑為固體 水晶、有色玻璃水

10、晶、有色玻璃 黏土水系統(tǒng)黏土水系統(tǒng) ：指黏土粒子分散在水介質(zhì)中所形指黏土粒子分散在水介質(zhì)中所形成的泥漿或泥團(tuán)系統(tǒng)，是介于膠體懸浮液粗成的泥漿或泥團(tuán)系統(tǒng)，是介于膠體懸浮液粗分散體系之間的一種特殊狀態(tài)。分散體系之間的一種特殊狀態(tài)。 一、一、 黏土膠體黏土膠體 膠體膠體：物質(zhì)分散度在：物質(zhì)分散度在1100nm范圍內(nèi)的一范圍內(nèi)的一種分散體系種分散體系分散相（分散物質(zhì)：顆粒、纖維、分散相（分散物質(zhì)：顆粒、纖維、薄膜）分散介質(zhì)薄膜）分散介質(zhì) 分散相分散相：有很高分散度，比表面積遠(yuǎn)大于常：有很高分散度，比表面積遠(yuǎn)大于常態(tài)物質(zhì)，因而帶來一系列表面物化性質(zhì)。態(tài)物質(zhì)，因而帶來一系列表面物化性質(zhì)。 膠體粒子：膠體粒

11、子：1100nm5.4.1.1黏土的荷電原因及荷電性黏土的荷電原因及荷電性 黏土晶格中的同晶取代黏土晶格中的同晶取代 Al3+進(jìn)入到硅氧四面體中取代進(jìn)入到硅氧四面體中取代Si4+的位置，為保持的位置，為保持電中性，層間吸附電中性，層間吸附K+、Na+等，此時(shí)的黏土加水，等，此時(shí)的黏土加水， K+、Na+進(jìn)入水介質(zhì)中，黏土荷電。進(jìn)入水介質(zhì)中，黏土荷電。n荷電原因：同晶取代荷電原因：同晶取代n荷電性：板面負(fù)電荷荷電性：板面負(fù)電荷n荷電量：與同晶取代量，吸附正離子的性質(zhì)有關(guān)。荷電量：與同晶取代量，吸附正離子的性質(zhì)有關(guān)。 表面腐殖質(zhì)解理表面腐殖質(zhì)解理 黏土表面含有很多的有機(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)中的羧黏土表面

12、含有很多的有機(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)中的羧基和酚羥基水解，形成基和酚羥基水解，形成H+、OH-、COO-，尤其當(dāng)，尤其當(dāng)pH8時(shí)，有利于水解的進(jìn)行，荷負(fù)電。時(shí)，有利于水解的進(jìn)行，荷負(fù)電。 荷電原因：表面有機(jī)質(zhì)解離，荷電原因：表面有機(jī)質(zhì)解離， H+進(jìn)入介質(zhì)，黏土進(jìn)入介質(zhì)，黏土板面荷負(fù)電。板面荷負(fù)電。 荷電量：與有機(jī)質(zhì)含量、介質(zhì)的荷電量：與有機(jī)質(zhì)含量、介質(zhì)的pH值有關(guān)。值有關(guān)。 顆粒邊棱的價(jià)鍵斷裂顆粒邊棱的價(jià)鍵斷裂 高嶺石價(jià)鍵斷裂使邊棱帶正電或高嶺石價(jià)鍵斷裂使邊棱帶正電或負(fù)電負(fù)電 酸性介質(zhì)中（酸性介質(zhì)中（pH6）：邊棱）：邊棱帶正電帶正電 +1價(jià)；價(jià)； 中性介質(zhì)中（中性介質(zhì)中（pH7）：邊棱）：邊棱不帶電

13、；不帶電； 堿性介質(zhì)中（堿性介質(zhì)中（pH8）：邊棱）：邊棱帶負(fù)電帶負(fù)電 -2價(jià)價(jià) 。 黏土正負(fù)電荷代數(shù)和是黏土凈電黏土正負(fù)電荷代數(shù)和是黏土凈電荷。由于黏土負(fù)電荷遠(yuǎn)大于正電荷。由于黏土負(fù)電荷遠(yuǎn)大于正電荷，則主要帶負(fù)電荷；荷，則主要帶負(fù)電荷； 黏土粒子荷電性是黏土水系統(tǒng)黏土粒子荷電性是黏土水系統(tǒng)具有一系列膠體性質(zhì)的主要原因具有一系列膠體性質(zhì)的主要原因之一。之一。 5.4.1.2 黏土的離子交換黏土的離子交換 1. 離子交換離子交換 用一種離子取代原先吸附于黏土上的另一種離子。用一種離子取代原先吸附于黏土上的另一種離子。（1）特點(diǎn)）特點(diǎn)1）同號離子相互交換；）同號離子相互交換；2）離子以等當(dāng)量（或等

14、電量）交換；）離子以等當(dāng)量（或等電量）交換；3）吸附和解吸是可逆過程，其速率受離子濃度影響；）吸附和解吸是可逆過程，其速率受離子濃度影響；4）離子交換并不影響?zhàn)ね帘旧斫Y(jié)構(gòu)。）離子交換并不影響?zhàn)ね帘旧斫Y(jié)構(gòu)。（2）類型）類型 按黏土上原先吸附的離子所帶電荷的不同，分為按黏土上原先吸附的離子所帶電荷的不同，分為 陽離子交換陽離子交換 陰離子交換陰離子交換NaCaCaNa2222粘土粘土2. 陽離子交換容量陽離子交換容量 離子交換能力的表征；離子交換能力的表征； 主要由吸附量來決定。通常主要由吸附量來決定。通常以以pH=7時(shí)，吸附離子毫克當(dāng)時(shí)，吸附離子毫克當(dāng)量數(shù)量數(shù)/100g干黏土表示干黏土表示（單位

15、：毫克當(dāng)量數(shù)百克干黏（單位：毫克當(dāng)量數(shù)百克干黏土土 ）；）； 分為分為陽離子交換容量陽離子交換容量和和陰離子交換容量陰離子交換容量，如陽離子交換容，如陽離子交換容量代表黏土在一定量代表黏土在一定pH條件下的凈負(fù)電荷數(shù)；條件下的凈負(fù)電荷數(shù)； 吸附量決定于中和表面電荷所需的吸附物的量。吸附量決定于中和表面電荷所需的吸附物的量。 陽離子交換容量影響因素：陽離子交換容量影響因素： （1）礦物組成）礦物組成： 陽離子交換容量：蒙脫石陽離子交換容量：蒙脫石伊麗石伊麗石高嶺石高嶺石 陰離子交換容量：蒙脫石陰離子交換容量：蒙脫石伊麗石伊麗石高嶺石高嶺石 （2）分散度）分散度：粒度：粒度，表比面積，表比面積，破

16、鍵，破鍵，邊棱帶正負(fù)電荷總數(shù)邊棱帶正負(fù)電荷總數(shù)，陰陽離子交換容量，陰陽離子交換容量均升高均升高 （3）介質(zhì)溫度）介質(zhì)溫度：溫度：溫度，粒子碰撞次數(shù)，粒子碰撞次數(shù)，交換容量交換容量 ，但吸附強(qiáng)度，但吸附強(qiáng)度 ； （4）介質(zhì)）介質(zhì)pH值值：pH ，交換容量，交換容量 （高（高嶺石明顯）；嶺石明顯）； （5）有機(jī)質(zhì)含量）有機(jī)質(zhì)含量：有機(jī)質(zhì)含量：有機(jī)質(zhì)含量 ，負(fù)電量，負(fù)電量 ，交換容量，交換容量 ； （6）黏土礦物結(jié)晶完整程度）黏土礦物結(jié)晶完整程度：結(jié)晶完整程：結(jié)晶完整程度度，交換容量，交換容量（高嶺石明顯，因?yàn)榻Y(jié)晶（高嶺石明顯，因?yàn)榻Y(jié)晶越差，同晶取代量增加）越差，同晶取代量增加） 3. 離子的置換能

17、力離子的置換能力 （1）陽離子置換能力）陽離子置換能力 陽離子置換能力由離子吸附能力決定陽離子置換能力由離子吸附能力決定 電價(jià)相同時(shí)：電價(jià)相同時(shí)：Li+ Na+ K+ NH4+ 離子半徑離子半徑 增大增大 水化半徑水化半徑 減小減小 吸附能力吸附能力 上升上升 電價(jià)不同時(shí)：電價(jià)不同時(shí)： Na+ Ca2+ Al3+ 電荷數(shù)電荷數(shù) 上升上升 吸附能力吸附能力 上升上升 按照吸附能力（或結(jié)合能力）將陽離子排成按照吸附能力（或結(jié)合能力）將陽離子排成順序：順序：H+Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+ 高價(jià)離子的吸附能力強(qiáng)，置換順序在前。高價(jià)離子的吸附能力強(qiáng)，置換順序在前。

18、同價(jià)離子半徑大，水化半徑小的在前。同價(jià)離子半徑大，水化半徑小的在前。 H+例外，因其水化半徑小。例外，因其水化半徑小。 （2）陰離子置換能力）陰離子置換能力 陰離子置換能力取決于吸附能力和陰離子陰離子置換能力取決于吸附能力和陰離子幾何結(jié)構(gòu)，幾何結(jié)構(gòu)， 綜合兩方面作用：綜合兩方面作用： OHCO32P2O74IBrClNO3FSO42 陰、陽離子的置換順序稱為陰、陽離子的置換順序稱為Hofmester離子交換順序。離子交換順序。 改變離子濃度，即增加置換離子濃度或使改變離子濃度，即增加置換離子濃度或使被置換離子生成沉淀，可改變離子置換順被置換離子生成沉淀，可改變離子置換順序。序。5.4.1.3

19、黏土膠體的電動性質(zhì)黏土膠體的電動性質(zhì) O2-與與OH-和水分子通過氫鍵結(jié)合和水分子通過氫鍵結(jié)合 牢固結(jié)合水牢固結(jié)合水緊挨黏土表面，通過氫鍵與黏土離緊挨黏土表面，通過氫鍵與黏土離子結(jié)合并作有規(guī)則定向排列，又稱吸附水膜，其子結(jié)合并作有規(guī)則定向排列，又稱吸附水膜，其厚度厚度 約約310個(gè)水分子層個(gè)水分子層 松松 結(jié)結(jié) 合合 水水在牢固結(jié)合水周圍，從有規(guī)則定向在牢固結(jié)合水周圍，從有規(guī)則定向排列到無規(guī)則排列的過渡水層，又稱擴(kuò)散水膜，排列到無規(guī)則排列的過渡水層，又稱擴(kuò)散水膜，其厚度約其厚度約60個(gè)水分子層（個(gè)水分子層（伊麗石伊麗石高嶺石高嶺石 g）電解質(zhì)陰離子作用）電解質(zhì)陰離子作用 h)黏土膠粒形狀和大小

20、、表面光滑程度等黏土膠粒形狀和大小、表面光滑程度等黏土黏土: : 黏土是一種顏色多樣、細(xì)分散的多種含水鋁黏土是一種顏色多樣、細(xì)分散的多種含水鋁硅酸鹽礦物的混合體，還含有石英、赤鐵礦、黃硅酸鹽礦物的混合體，還含有石英、赤鐵礦、黃鐵礦等雜質(zhì)。鐵礦等雜質(zhì)。 具有具有可塑性可塑性，能塑造成各種形狀，干燥后能能塑造成各種形狀，干燥后能保持其形狀不變，且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，煅燒保持其形狀不變，且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，煅燒后能具有巖石般堅(jiān)硬。后能具有巖石般堅(jiān)硬。5.4.5.4.2 2 泥漿流動性和穩(wěn)定性及泥料可塑性泥漿流動性和穩(wěn)定性及泥料可塑性主要化學(xué)組成：主要化學(xué)組成： SiOSiO2 2，AlAl2 2O

21、 O3 3，F(xiàn)eFe2 2O O3 3，TiOTiO2 2，NaNa2 2O O，K K2 2O, CaO, O, CaO, MgOMgO，灼減量（，灼減量（ H H2 2O O、有機(jī)質(zhì)），化學(xué)組成在一定程度、有機(jī)質(zhì)），化學(xué)組成在一定程度上反映其工藝性質(zhì)。上反映其工藝性質(zhì)。（1 1）SiOSiO2 2 ：若以石英狀態(tài)存在的：若以石英狀態(tài)存在的SiOSiO2 2多時(shí)，黏土可多時(shí)，黏土可塑性降低，但是干燥后燒成收縮小。塑性降低，但是干燥后燒成收縮小。（2 2）AlAl2 2O O3 3 ：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 3）FeFe2 2O O3 31 1 ，TiO

22、TiO2 2 0.50.5 ：瓷制品呈白色，：瓷制品呈白色，含量過高，顏色變深，還影響電絕緣性。含量過高，顏色變深，還影響電絕緣性。（4 4）CaOCaO、MgOMgO、K K2 2O O、NaNa2 2O O：降低燒結(jié)溫度，縮小燒：降低燒結(jié)溫度，縮小燒結(jié)范圍。結(jié)范圍。（5 5） H H2 2O O、有機(jī)質(zhì)：可提高可塑性，但收縮大。、有機(jī)質(zhì)：可提高可塑性，但收縮大。黏土黏土在陶瓷生產(chǎn)中的作用在陶瓷生產(chǎn)中的作用1. 黏土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成形的基礎(chǔ)。黏土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成形的基礎(chǔ)。2. 黏土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。黏土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。3. 黏土一般呈細(xì)分

23、散顆粒，同時(shí)具有結(jié)合性。黏土一般呈細(xì)分散顆粒，同時(shí)具有結(jié)合性。 黏土是陶瓷坯體黏土是陶瓷坯體5. 5. 黏土是形成陶器主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來石晶體的主要黏土是形成陶器主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來石晶體的主要來源。來源。 燒結(jié)時(shí)的主體，黏土中的燒結(jié)時(shí)的主體，黏土中的Al2O3含量和雜質(zhì)含量是決定含量和雜質(zhì)含量是決定陶瓷坯體的燒結(jié)程度、燒結(jié)溫度和軟化溫度的主要因素。陶瓷坯體的燒結(jié)程度、燒結(jié)溫度和軟化溫度的主要因素。低濃度泥漿低濃度泥漿高濃度泥漿高濃度泥漿1.泥漿的流動性和穩(wěn)定性泥漿的流動性和穩(wěn)定性 硅酸鹽材料制造過程對泥漿的要求：硅酸鹽材料制造過程對泥漿的要求：在保證足夠的流動性的前提下，在保證足夠的流動性

24、的前提下， 泥漿應(yīng)含盡可能少的泥漿應(yīng)含盡可能少的水分；水分； 泥漿要求高的穩(wěn)定性，靜置一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生聚沉。泥漿要求高的穩(wěn)定性，靜置一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生聚沉。黏土顆粒在介質(zhì)中的聚集方式黏土顆粒在介質(zhì)中的聚集方式改善泥漿流動性和穩(wěn)定性的主要措施改善泥漿流動性和穩(wěn)定性的主要措施 措施：措施：加入適量的稀釋劑（電解質(zhì)），加入適量的稀釋劑（電解質(zhì)），如水玻璃、紙漿廢液等如水玻璃、紙漿廢液等 電解質(zhì)起稀釋、凝聚作用的本質(zhì)原因：改電解質(zhì)起稀釋、凝聚作用的本質(zhì)原因：改變泥漿中膠團(tuán)的雙電層厚度和變泥漿中膠團(tuán)的雙電層厚度和 電位。電位。 在泥漿中加入電解質(zhì)等稀釋劑可改善泥在泥漿中加入電解質(zhì)等稀釋劑可改善泥漿的流動性

25、和穩(wěn)定性，其機(jī)制為：漿的流動性和穩(wěn)定性，其機(jī)制為：主要機(jī)制主要機(jī)制介質(zhì)呈堿性：介質(zhì)呈堿性：加入堿性物質(zhì)，使介質(zhì)呈堿性，加入堿性物質(zhì)，使介質(zhì)呈堿性，黏土邊面帶負(fù)電荷，消除邊黏土邊面帶負(fù)電荷，消除邊面或邊面或邊邊吸引，邊吸引，同時(shí)也增加了黏土表面凈電荷，使黏土顆粒間靜同時(shí)也增加了黏土表面凈電荷，使黏土顆粒間靜電斥力增加。電斥力增加。必須有一價(jià)堿金屬離子交換黏土原來吸附的必須有一價(jià)堿金屬離子交換黏土原來吸附的離子：離子：自然界黏土以自然界黏土以Ca-Ca-土、土、Mg-Mg-土、或土、或H-H-土形式土形式存在，這類黏土的存在，這類黏土的-電位低。用電位低。用NaNa+ +交換交換CaCa2+2+、

26、MgMg2+2+等使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈仁怪D(zhuǎn)變?yōu)?電位高及擴(kuò)散層厚的電位高及擴(kuò)散層厚的Na-Na-土，土，使溶膠穩(wěn)定性提高。使溶膠穩(wěn)定性提高。陰離子作用：陰離子作用：陰離子與原黏土上吸附其它離子形成陰離子與原黏土上吸附其它離子形成不可溶物或形成穩(wěn)定絡(luò)合物，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行；不可溶物或形成穩(wěn)定絡(luò)合物，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行；例如：例如：Ca-土+2NaOH2Na-土+Ca(OH)2Ca-土+Na2SiO32Na-土+CaSiO3由于由于CaSiO3的溶解度比的溶解度比Ca(OH)2低于得多，因此后一低于得多，因此后一反應(yīng)比前一反應(yīng)更易進(jìn)行。反應(yīng)比前一反應(yīng)更易進(jìn)行。特殊作用特殊作用：聚合陰離子吸附在黏土邊面上，使邊：聚

27、合陰離子吸附在黏土邊面上，使邊邊、邊邊、邊面改變成面面改變成面面結(jié)構(gòu)，增加了流動性。面結(jié)構(gòu)，增加了流動性。不同陽離子泥漿的穩(wěn)定性排列順序如下不同陽離子泥漿的穩(wěn)定性排列順序如下H+Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+15 指標(biāo)指標(biāo)3.6 中塑性：中塑性： 715 2.53.6 弱塑性：弱塑性： 17 2.5 非塑性：非塑性： 1黏土的可塑性分類：黏土的可塑性分類：調(diào)節(jié)可塑性的方法：調(diào)節(jié)可塑性的方法：提高：淘洗，練泥，陳腐，加入塑性黏土、無機(jī)或有提高：淘洗，練泥，陳腐，加入塑性黏土、無機(jī)或有機(jī)塑化劑。機(jī)塑化劑。 降低：加入石英等瘠性原料。降低：加入石英等瘠性原料。 4.影響因

28、素影響因素： （1）含水量）含水量：過多過少都不好。：過多過少都不好。 a. 水的作用水的作用nb. 加水量加水量n2835，含水量增加，呈漿狀，流動性提高，含水量增加，呈漿狀，流動性提高n1825，含水量減少，呈泥料，可塑性增加，含水量減少，呈泥料，可塑性增加 （2）陽離子種類）陽離子種類：隨陽離子置換順序：隨陽離子置換順序 ：左：左右，右，吸附力降低吸附力降低，吸附層厚度減小，吸附層厚度減小，r2外移，使吸附外移，使吸附層界面斥力增加，吸引其它黏土粒子包圍自己，層界面斥力增加，吸引其它黏土粒子包圍自己，呈可塑性能力差，呈可塑性能力差，可塑性降低可塑性降低。 （3）黏土種類及顆粒大小與形狀）

29、黏土種類及顆粒大小與形狀：顆粒小，接：顆粒小，接觸點(diǎn)多，可塑性好；觸點(diǎn)多，可塑性好； 片狀結(jié)構(gòu)可在層間滑移，而片狀結(jié)構(gòu)可在層間滑移，而不破壞結(jié)構(gòu)，可塑性好。不破壞結(jié)構(gòu)，可塑性好。 （4）液體介質(zhì)影響）液體介質(zhì)影響：水介質(zhì)有可塑性，有機(jī)介：水介質(zhì)有可塑性，有機(jī)介質(zhì)則沒有，這是由于硅酸鹽親水不親油。質(zhì)則沒有，這是由于硅酸鹽親水不親油。 (5)溫度：溫度：溫度升高，觸變不易建立。溫度升高，觸變不易建立。4.泥漿的透水性（濾水性能）泥漿的透水性（濾水性能） 透水性透水性：泥漿形成固化泥層透過水的能力。：泥漿形成固化泥層透過水的能力。 透水性好，坯體形成速率快。透水性好，坯體形成速率快。 影響因素：影響

30、因素： 1. 電解質(zhì)種類及加入量電解質(zhì)種類及加入量，調(diào)節(jié)稀釋劑加入過量或不足：，調(diào)節(jié)稀釋劑加入過量或不足： 面面結(jié)合，顆粒疏松，形成毛細(xì)管，透水性好面面結(jié)合，顆粒疏松，形成毛細(xì)管，透水性好 部分邊面或邊邊結(jié)合，顆粒緊密，透水性差部分邊面或邊邊結(jié)合，顆粒緊密，透水性差 2. 泥漿中塑性料與瘠性料配比泥漿中塑性料與瘠性料配比：塑性料：塑性料，瘠性料，瘠性料，透水性透水性 3. 顆粒細(xì)度顆粒細(xì)度：粒徑：粒徑，透水性，透水性是指原料顆粒水化能力差（親水性是指原料顆粒水化能力差（親水性差）、缺少吸附水膜，其泥漿系統(tǒng)分散性和穩(wěn)定差）、缺少吸附水膜，其泥漿系統(tǒng)分散性和穩(wěn)定性差、泥團(tuán)系統(tǒng)可塑性差的原料。性差、

31、泥團(tuán)系統(tǒng)可塑性差的原料。如如AlAl2 2O O3 3粉末、粉末、ZrOZrO2 2粉末等粉末等 因此，解決因此，解決瘠性料瘠性料的懸浮和塑化是獲得具有優(yōu)異的懸浮和塑化是獲得具有優(yōu)異性能材料的重要方面。性能材料的重要方面。 5.瘠性料的懸浮與塑化瘠性料的懸浮與塑化1.瘠性料的懸浮瘠性料的懸浮瘠性料懸浮的途徑：瘠性料懸浮的途徑：(1)、控制料漿的、控制料漿的PH值值(調(diào)調(diào)PH法法)(2)、通過有機(jī)表面活性物的吸附、通過有機(jī)表面活性物的吸附(表表 面活化法面活化法) 瘠性料的懸浮瘠性料的懸浮是對泥漿系統(tǒng)而言，即形成穩(wěn)定的分散體是對泥漿系統(tǒng)而言，即形成穩(wěn)定的分散體系系 瘠性料的塑化瘠性料的塑化是對泥團(tuán)系統(tǒng)而言，即提高泥團(tuán)的可塑性是對泥團(tuán)系統(tǒng)而言，即提高泥團(tuán)的可塑性在電子陶瓷的生產(chǎn)中常用的在電子陶瓷的生產(chǎn)中常用的AlAl2 2O O3 3、BeOBeO和和ZrOZrO2 2等瓷料都等瓷料都屬于瘠性料。它們不像黏土具有塑性，必須采取工藝措屬于瘠性料。它們不像黏土具有塑性，必須采取工藝措施使之能制成穩(wěn)定的懸浮料漿。如：施使之能制成穩(wěn)定的懸浮料漿。如：AlAl2 2O O3 3 Al2O3泥漿如是泥漿如是在酸性介質(zhì)中在酸性介質(zhì)中，反應(yīng)如下：，反應(yīng)如下：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O AlCl3+H2O AlCl2OH+HClAlCl2