陶瓷工藝學(xué)1陶瓷原料

1、第二章第二章 陶瓷原料陶瓷原料一、一、 粘土類原料粘土類原料二、二、 石英類原料石英類原料三、三、 長石類原料長石類原料四、四、 其他天然原料其他天然原料五、五、 化工原料化工原料 陶瓷原料按其來源可分為陶瓷原料按其來源可分為天然原料天然原料和和化工原料化工原料兩大類。人類最初使用的陶瓷原料是粘土。我們從兩大類。人類最初使用的陶瓷原料是粘土。我們從天然原料中的粘土開始了解陶瓷原料。天然原料中的粘土開始了解陶瓷原料。粘土是多種微細(xì)的礦物的混合體。它主要是由鋁硅酸鹽類粘土是多種微細(xì)的礦物的混合體。它主要是由鋁硅酸鹽類 巖石經(jīng)長期風(fēng)化而成。巖石經(jīng)長期風(fēng)化而成。粘土：粘土：東北的灰色、灰黃色粘土；東北

2、的灰色、灰黃色粘土； 南方的紅壤、黃壤南方的紅壤、黃壤 黃土：黃土：主要分布在西北、華北主要分布在西北、華北 頁巖、粉砂巖：頁巖、粉砂巖：缺少粘土的山部地區(qū)缺少粘土的山部地區(qū) 河泥、湖泥：河泥、湖泥：靠近江河湖海的地區(qū)靠近江河湖海的地區(qū) 各種粘土情況千差萬別，但在一定程度上它們或多或少各種粘土情況千差萬別，但在一定程度上它們或多或少 都有都有可塑性可塑性。這種性質(zhì)是指把粘土細(xì)粉加水調(diào)勻后，可以塑。這種性質(zhì)是指把粘土細(xì)粉加水調(diào)勻后，可以塑 造成各種形狀，干燥后維持原狀不變，并且有一定強度。造成各種形狀，干燥后維持原狀不變，并且有一定強度。原生粘土原生粘土：質(zhì)地較純，顆粒稍粗，：質(zhì)地較純，顆粒稍粗

3、， 可塑性較差，耐火度較高?？伤苄暂^差，耐火度較高。 次生粘土次生粘土：顆粒細(xì)，雜質(zhì)多，：顆粒細(xì)，雜質(zhì)多， 可塑性較好，耐火度較差。可塑性較好，耐火度較差。高塑性粘土高塑性粘土：分散度大，多呈疏松或板狀，：分散度大，多呈疏松或板狀， 如膨潤土、木節(jié)土等。如膨潤土、木節(jié)土等。 低塑性粘土低塑性粘土：分散度小，呈致密塊狀或石狀，：分散度小，呈致密塊狀或石狀， 如葉臘石、瓷石等。如葉臘石、瓷石等。耐火粘土耐火粘土：耐火度在耐火度在1580以上，雜質(zhì)較少，灼以上，雜質(zhì)較少，灼 燒后多呈白色、灰色或淡黃色，為瓷燒后多呈白色、灰色或淡黃色，為瓷 器、耐火制品的主要原料。器、耐火制品的主要原料。 難熔粘土難

4、熔粘土：耐火度為耐火度為13501580，含易熔雜，含易熔雜 質(zhì)在質(zhì)在1015左右，可作陶器、耐酸左右，可作陶器、耐酸 制品、裝飾磚及瓷磚的原料。制品、裝飾磚及瓷磚的原料。 易熔粘土易熔粘土：耐火度在耐火度在l 350以下，含大量的各種以下，含大量的各種 雜質(zhì)，多用于建筑磚瓦和粗陶等制品。雜質(zhì)，多用于建筑磚瓦和粗陶等制品。 按耐火度分類按耐火度分類 按粘土的主要礦物按粘土的主要礦物 高嶺石類粘土高嶺石類粘土 蒙脫石類粘土蒙脫石類粘土 伊利石類粘土伊利石類粘土 粘土是含水鋁硅酸鹽的混合體，粘土是含水鋁硅酸鹽的混合體，化學(xué)成分：化學(xué)成分：SiO2、Al2O3、結(jié)晶水，同時含少量的堿金屬、結(jié)晶水，同

5、時含少量的堿金屬R2O （K2O、Na2O）與堿土金屬氧化物（與堿土金屬氧化物（CaO、MgO），）， 以及著色氧化物以及著色氧化物 (Fe2O3、TiO2)等。等。 在自然界中粘土礦物很少以單礦物出現(xiàn)，經(jīng)常是數(shù)種粘土在自然界中粘土礦物很少以單礦物出現(xiàn)，經(jīng)常是數(shù)種粘土 礦物共生形成的多礦物組合。根據(jù)結(jié)構(gòu)與組成的不同，工業(yè)所礦物共生形成的多礦物組合。根據(jù)結(jié)構(gòu)與組成的不同，工業(yè)所 用粘土中的主要礦物可分為用粘土中的主要礦物可分為高嶺石類高嶺石類、蒙脫石類蒙脫石類及及伊利石類伊利石類。 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，粘土所含各種微細(xì)礦物的種類和數(shù)量是決定其工

6、藝性能的主要因素。 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（包括蒙脫石、葉蠟石等）和伊利石類（也稱水云母）等等。 高嶺石葉臘石伊利石高嶺石高嶺石-最常見的粘土礦物最常見的粘土礦物組成：組成： A12O3SiO 22H 2O 晶體構(gòu)造式：晶體構(gòu)造式： A14(Si4O10)(OH)8晶體呈白色，一般是六方鱗片狀、粒狀、也有桿狀的，晶體呈白色，一般是六方鱗片狀、粒狀、也有桿狀的， 二次高嶺土中的粒子不規(guī)則，邊緣折斷，尺寸也小。二次高嶺土中的粒子不規(guī)則，邊緣折斷，尺寸也小。高嶺土的高嶺土的吸附能力小，遇水不膨脹，可塑性和結(jié)合性較差，吸附能力小，遇水不膨脹，可塑性和結(jié)合性較差，

7、雜質(zhì)少，白度高，耐火度高雜質(zhì)少，白度高，耐火度高。加熱至。加熱至400600會排出結(jié)晶水會排出結(jié)晶水。蒙脫石蒙脫石 以蒙脫石為主要礦物的粘土叫做以蒙脫石為主要礦物的粘土叫做膨潤土膨潤土?；瘜W(xué)通式：化學(xué)通式： Al2O34SiO 2nH 2O (n通常大于通常大于2)晶體構(gòu)造式：晶體構(gòu)造式： A14（Si8O20）(OH)4nH 2O 蒙脫石呈不規(guī)則細(xì)粒狀或鱗片狀，顆粒較小，一般蒙脫石呈不規(guī)則細(xì)粒狀或鱗片狀，顆粒較小，一般0.5 微米，結(jié)微米，結(jié)晶程度差，晶體輪廓不清。晶程度差，晶體輪廓不清。 顏色為白色或淡黃色。比重為顏色為白色或淡黃色。比重為2.02.5。 容易碎裂，顆粒微細(xì)，可塑性強，干燥

8、后強度大，但干燥收縮也大。容易碎裂，顆粒微細(xì)，可塑性強，干燥后強度大，但干燥收縮也大。蒙脫石中蒙脫石中A12O3的含量較低，又吸附了其他陽離子，雜質(zhì)較多的含量較低，又吸附了其他陽離子，雜質(zhì)較多, ,因此燒結(jié)因此燒結(jié)溫度較低，蒙脫石的離子交換力很強。溫度較低，蒙脫石的離子交換力很強。 吸水性很強，吸吸水性很強，吸水后體積膨脹。水后體積膨脹。 Montmorillon伊利石伊利石：一種云母類礦物：一種云母類礦物 晶體構(gòu)造式：晶體構(gòu)造式：K2(AI,Fe,Mg)4(Si,A1)8O20(OH)4nH2O。 結(jié)構(gòu)上，伊利石和蒙脫石相似。結(jié)構(gòu)上，伊利石和蒙脫石相似。 電子顯微顯微圖像一般呈帶有尖角的片狀

9、。也有呈邊界電子顯微顯微圖像一般呈帶有尖角的片狀。也有呈邊界 圓滑的片狀及板條狀。圓滑的片狀及板條狀。一般可塑性差、干后強度低，干燥收縮小、燒結(jié)溫度低，一般可塑性差、干后強度低，干燥收縮小、燒結(jié)溫度低， 一般在一般在800左右開始燒結(jié)，完全燒結(jié)在左右開始燒結(jié)，完全燒結(jié)在10001150。 顆粒組成是指粘土中含有不同大小顆粒的百分比含量。顆粒組成是指粘土中含有不同大小顆粒的百分比含量。 粘土礦物直徑一般小于粘土礦物直徑一般小于12微米微米。顆粒組成對工藝性質(zhì)的影。顆粒組成對工藝性質(zhì)的影 響如下：響如下： v 粘土的細(xì)顆粒粘土的細(xì)顆粒( (1um1um的顆粒的顆粒 ) )愈多則可塑性愈強、愈多則可

10、塑性愈強、 干燥收縮大、干后強度高，而且燒結(jié)溫度低。干燥收縮大、干后強度高，而且燒結(jié)溫度低。 v 片狀結(jié)構(gòu)比桿狀結(jié)構(gòu)的顆粒堆積致密、塑性大、片狀結(jié)構(gòu)比桿狀結(jié)構(gòu)的顆粒堆積致密、塑性大、 強度高。強度高。 v 結(jié)晶程度差的顆?？伤苄砸泊蟆＝Y(jié)晶程度差的顆?？伤苄砸泊?。 測定粘土顆粒大小的方法有顯微鏡，電子顯微鏡，水簸法，測定粘土顆粒大小的方法有顯微鏡，電子顯微鏡，水簸法， 混濁計法，吸附法等。最常用的方法是混濁計法，吸附法等。最常用的方法是篩分析篩分析(0.06mm以上以上)與與 沉降法沉降法(150um)。 粘土原料的工藝性質(zhì)主要取決于其化學(xué)、礦物與顆粒粘土原料的工藝性質(zhì)主要取決于其化學(xué)、礦物與顆

11、粒 組成；粘土的工藝性質(zhì)是工業(yè)生產(chǎn)中合理選擇粘土原料的組成；粘土的工藝性質(zhì)是工業(yè)生產(chǎn)中合理選擇粘土原料的 重要指標(biāo)。重要指標(biāo)。v 可塑性可塑性 v 結(jié)合性結(jié)合性 v 觸變性觸變性 v 收縮收縮 性性v 燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍 可塑性是指粘土與適量水混練后形成的泥團，在外力作用可塑性是指粘土與適量水混練后形成的泥團，在外力作用 下，可塑造成各種形狀而不開裂，當(dāng)外力除去以后，仍能保持下，可塑造成各種形狀而不開裂，當(dāng)外力除去以后，仍能保持 該形狀不變的性能。該形狀不變的性能。 塑性限度塑性限度(塑限塑限) 液性限度液性限度(液限液限) 塑性指數(shù)塑性指數(shù) 相應(yīng)含水率相應(yīng)含水率 結(jié)合性結(jié)合

12、性：它是指粘土能結(jié)合非塑性原料形成良好的可塑泥團、：它是指粘土能結(jié)合非塑性原料形成良好的可塑泥團、 有一定的干燥強度的能力。有一定的干燥強度的能力。結(jié)合性與可塑性的關(guān)系結(jié)合性與可塑性的關(guān)系：一般情況下，可塑性強的粘土，：一般情況下，可塑性強的粘土， 其結(jié)合性也大。其結(jié)合性也大。粘土的結(jié)合性的檢測粘土的結(jié)合性的檢測：通常以能夠形成可塑泥團時所加入標(biāo)：通常以能夠形成可塑泥團時所加入標(biāo) 準(zhǔn)石英砂準(zhǔn)石英砂(顆粒組成為：顆粒組成為：0.250.15毫米毫米 70，0.150.09毫米毫米30)的數(shù)量及干的數(shù)量及干 后抗折強度來反映。后抗折強度來反映。觸變性觸變性：粘土泥漿或可塑泥團在靜置以后變稠或凝固，

13、當(dāng)受到：粘土泥漿或可塑泥團在靜置以后變稠或凝固，當(dāng)受到 攪拌或振動時，粘度降低而流動性增加，再放置一段攪拌或振動時，粘度降低而流動性增加，再放置一段 時間后又能恢復(fù)原來狀態(tài)，這種性質(zhì)稱為觸變性。時間后又能恢復(fù)原來狀態(tài)，這種性質(zhì)稱為觸變性。產(chǎn)生觸變性的原因產(chǎn)生觸變性的原因: 顆粒表面荷電是粘土產(chǎn)生觸變性的主要原因。顆粒表面荷電是粘土產(chǎn)生觸變性的主要原因。 此外此外影響粘土顆粒電荷的各種因素，如礦物組成、顆粒影響粘土顆粒電荷的各種因素，如礦物組成、顆粒大小和形狀、水分含量、電解質(zhì)種類與用量，以及泥漿大小和形狀、水分含量、電解質(zhì)種類與用量，以及泥漿(或可塑泥或可塑泥料料)的溫度等也會對泥漿的觸變性產(chǎn)

14、生影響。的溫度等也會對泥漿的觸變性產(chǎn)生影響。粘土和坯料的收縮分三種：粘土和坯料的收縮分三種： 干燥收縮、燒成收縮和總收縮干燥收縮、燒成收縮和總收縮。 干燥收縮干燥收縮：粘土經(jīng)粘土經(jīng)110干燥后，由于自由水及吸附水排出干燥后，由于自由水及吸附水排出 所引起的顆粒間距離減小而產(chǎn)生的體積收縮，所引起的顆粒間距離減小而產(chǎn)生的體積收縮， 稱為干燥收縮。稱為干燥收縮。 燒成收縮燒成收縮：干燥后的粘土經(jīng)高溫煅燒，由于脫水、分解、干燥后的粘土經(jīng)高溫煅燒，由于脫水、分解、 熔化等一系列的物理化學(xué)變化而導(dǎo)致的體積進熔化等一系列的物理化學(xué)變化而導(dǎo)致的體積進 一步收縮，稱之為燒成收縮。一步收縮，稱之為燒成收縮。 可按

15、下式計算：可按下式計算： 式中：式中： Lo試樣的原始長度；試樣的原始長度； L1試樣干燥后或燒成后的長度。試樣干燥后或燒成后的長度?？捎孟率接嬎悖嚎捎孟率接嬎悖?式中：式中： V0試樣的原始體積；試樣的原始體積； V1試樣干燥后或燒成后的體積。試樣干燥后或燒成后的體積。 粘土試樣的總收縮粘土試樣的總收縮St與干燥線收縮與干燥線收縮Sld與燒成線與燒成線 收縮收縮Slf之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下：之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下： 粘土加熱過程氣孔率和收縮率的變化粘土加熱過程氣孔率和收縮率的變化 1氣孔率；氣孔率；2收縮率收縮率燒結(jié)范圍：燒結(jié)范圍：是指完全燒結(jié)是指完全燒結(jié) 溫度溫度T2與軟化溫度與軟化溫度T3之間之

16、間 的溫度范圍。的溫度范圍。耐火度耐火度：是指材料在高溫作用下達到特定軟化程度時的溫度。：是指材料在高溫作用下達到特定軟化程度時的溫度。 它反映了材料抵抗高溫作用的性能。它反映了材料抵抗高溫作用的性能。粘土的耐火度主要取決于化學(xué)組成。粘土的耐火度主要取決于化學(xué)組成。耐耐火火度度的的測測定定 某些工業(yè)廢渣（如：某些工業(yè)廢渣（如：赤泥、粉煤灰、煤矸石赤泥、粉煤灰、煤矸石 等）其化學(xué)成分與粘土相近，因此，它們可代替等）其化學(xué)成分與粘土相近，因此，它們可代替 天然粘土作硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的原料。天然粘土作硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的原料。 使用工業(yè)渣時要注意其成分的的波動。使用工業(yè)渣時要注意其成分的的波動。名名 稱稱

17、主要來源主要來源化學(xué)成分化學(xué)成分 用途用途石石 煤煤 煤礦生產(chǎn)廢渣煤礦生產(chǎn)廢渣以以SiO2、Al2O3為為主，少量主，少量Fe2O3、 CaO1.1.代替粘土配料；代替粘土配料； 2.2.經(jīng)煅燒處理后作混經(jīng)煅燒處理后作混合合材；材； 3.3.作沸騰燃燒室燃料，作沸騰燃燒室燃料，其渣作水泥混合材。其渣作水泥混合材。煤矸石煤矸石 低碳煤低碳煤赤赤 泥泥燒結(jié)法從礬土中提取燒結(jié)法從礬土中提取氧化鋁時所排出的赤氧化鋁時所排出的赤色廢渣色廢渣與水泥熟料化學(xué)成與水泥熟料化學(xué)成分相比，分相比，Al2O3和和Fe2O3含量高含量高,CaO含量低含量低可作濕法生產(chǎn)的粘可作濕法生產(chǎn)的粘土質(zhì)原料。土質(zhì)原料。 粉煤灰粉

18、煤灰 煤粉燃燒后粉狀灰燼煤粉燃燒后粉狀灰燼 以以SiO2、Al2O3為為主主1.1.作混合材料；作混合材料； 2.2.代替部分或全部粘代替部分或全部粘土土參與配料。參與配料。爐渣爐渣 鍋爐煤灰渣鍋爐煤灰渣 生成熟料礦物所需的生成熟料礦物所需的SiO2、Al2O3以及以及Fe2O3 等成分。通常生產(chǎn)等成分。通常生產(chǎn)1t水泥熟料需要水泥熟料需要0.30.4t粘土質(zhì)原料。粘土質(zhì)原料。 粘土質(zhì)原料的粘土質(zhì)原料的SiO2與與Al2O3和和Fe2O3之和之比為之和之比為2.53.5； v 通常粘土應(yīng)盡量不含碎石、卵石；通常粘土應(yīng)盡量不含碎石、卵石； v 應(yīng)控制粘土中的堿含量；應(yīng)控制粘土中的堿含量； v 粘

19、土中氧化鎂含量應(yīng)小于粘土中氧化鎂含量應(yīng)小于3%； v 粘土的工藝性能對水泥生產(chǎn)影響較大。粘土的工藝性能對水泥生產(chǎn)影響較大。 粘土的可塑性、結(jié)合性，調(diào)水后成為軟泥，能塑造成形，粘土的可塑性、結(jié)合性，調(diào)水后成為軟泥，能塑造成形， 燒后變得致密堅硬的性能，構(gòu)成了陶瓷生產(chǎn)的工藝基礎(chǔ)，賦予燒后變得致密堅硬的性能，構(gòu)成了陶瓷生產(chǎn)的工藝基礎(chǔ)，賦予 陶瓷以成型性能與燒成性能，以及一定的使用性能。因而陶瓷以成型性能與燒成性能，以及一定的使用性能。因而粘土粘土 是陶瓷生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料。是陶瓷生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料。 v 游離石英的影響；游離石英的影響； v 含鐵礦物的影響；含鐵礦物的影響； v 碳酸鹽礦物和硫酸鹽礦物的影響

20、；碳酸鹽礦物和硫酸鹽礦物的影響； v 含堿礦物的影響。含堿礦物的影響。淘洗除去淘洗除去淘洗、電磁選礦除鐵淘洗、電磁選礦除鐵質(zhì)地較純的高嶺土可用于制造無堿玻璃、儀器玻璃。質(zhì)地較純的高嶺土可用于制造無堿玻璃、儀器玻璃。 粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用1.1.粘土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成型的基礎(chǔ)。粘土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成型的基礎(chǔ)。2.2.粘土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。粘土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。3.3.粘土一般呈細(xì)分散顆粒，同時具有結(jié)合性。粘土一般呈細(xì)分散顆粒，同時具有結(jié)合性。4.4.粘土是陶瓷坯體燒結(jié)時的主體。粘土是陶瓷坯體燒結(jié)時的主體。5.5.粘土是形成陶

21、器主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來石晶體的主要粘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。石英是自然界中構(gòu)成地殼的主要成分。部分以硅酸鹽石英是自然界中構(gòu)成地殼的主要成分。部分以硅酸鹽 化合物狀態(tài)存在，構(gòu)成各種礦物巖石。另一部分則以獨立化合物狀態(tài)存在，構(gòu)成各種礦物巖石。另一部分則以獨立 狀態(tài)存在，成為單獨的礦物實體。雖然它們的化學(xué)成分相狀態(tài)存在，成為單獨的礦物實體。雖然它們的化學(xué)成分相 同，均為同，均為SiO2，但由于造巖成礦的條件不同，而有許多種，但由于造巖成礦的條件不同，而有許多種 狀態(tài)和同質(zhì)異形體；又由于成礦之后所經(jīng)歷的地質(zhì)作用不狀態(tài)和同質(zhì)異形體；又由于成礦之后所經(jīng)歷的地質(zhì)作用不 同，而

22、呈現(xiàn)出多種狀態(tài)。同，而呈現(xiàn)出多種狀態(tài)。水晶水晶脈石英脈石英石英巖石英巖(硅石硅石)砂巖砂巖石英砂石英砂硅砂硅砂 水晶水晶：最純的石英晶體稱為水晶。不作硅酸鹽原料使用。：最純的石英晶體稱為水晶。不作硅酸鹽原料使用。 脈石英脈石英：SiO2含量高（含量高（SiO299%），雜質(zhì)少。），雜質(zhì)少。 石英巖石英巖(硅石硅石)：石英巖含有一定量的雜質(zhì)，：石英巖含有一定量的雜質(zhì)，SiO2含量為含量為97%左右。左右。 砂巖砂巖：是由粘土或其它物質(zhì)膠結(jié)細(xì)粒二氧化硅晶體的水成巖石：是由粘土或其它物質(zhì)膠結(jié)細(xì)粒二氧化硅晶體的水成巖石 稱為砂巖。稱為砂巖。SiO2含量含量95%。 石英砂石英砂：石英砂又稱硅砂，質(zhì)地純

23、凈的硅砂為白色，一般硅砂：石英砂又稱硅砂，質(zhì)地純凈的硅砂為白色，一般硅砂 因含有鐵的氧化物和有機質(zhì)，故多呈淡黃色、淺灰色或紅褐色。因含有鐵的氧化物和有機質(zhì)，故多呈淡黃色、淺灰色或紅褐色。 硅砂硅砂：是理想的玻璃工業(yè)原料。：是理想的玻璃工業(yè)原料。石英水晶結(jié)晶良好的石英水晶結(jié)晶良好的石英 石英化學(xué)成分為石英化學(xué)成分為SiO2， 少量雜質(zhì)成分，如少量雜質(zhì)成分，如A12O3、Fe2O3、CaO、MgO、 TiO2等。等。 這些夾雜礦物主要有碳酸鹽這些夾雜礦物主要有碳酸鹽(白云石、方解石、菱白云石、方解石、菱 鎂礦等鎂礦等)、長石、金紅石、板鐵礦、云母、鐵的氧化物、長石、金紅石、板鐵礦、云母、鐵的氧化物

24、 等。此外，尚有一些微量的液態(tài)和氣態(tài)包裹物。等。此外，尚有一些微量的液態(tài)和氣態(tài)包裹物。 石英是由石英是由SiO44-互相以互相以 頂點連接而成的三維空間架頂點連接而成的三維空間架 狀結(jié)構(gòu)。狀結(jié)構(gòu)。 以以共價鍵共價鍵連接，空隙很連接，空隙很 小其他離子不易侵入網(wǎng)穴中，小其他離子不易侵入網(wǎng)穴中， 致使晶體純凈，硬度與強度致使晶體純凈，硬度與強度 高，熔融溫度也高。高，熔融溫度也高。 二氧化硅有許多結(jié)晶型態(tài)和一個玻璃態(tài)。二氧化硅有許多結(jié)晶型態(tài)和一個玻璃態(tài)。 按照按照SiO44-的連接方式的連接方式，石英有三種存在狀態(tài)：，石英有三種存在狀態(tài)： 870以下：以下： 1713以下：以下： 1470以下：以

25、下： 超過超過1713變?yōu)槿廴趹B(tài)石英變?yōu)槿廴趹B(tài)石英 最常見的晶態(tài)是：最常見的晶態(tài)是： -石英石英 -鱗石英鱗石英-方石英方石英熔體熔體-石英石英-鱗石英鱗石英-方石英方石英-鱗石英鱗石英870 16.0%掌握石英的晶型轉(zhuǎn)化規(guī)律對于指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要的實際意義。掌握石英的晶型轉(zhuǎn)化規(guī)律對于指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要的實際意義。在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，當(dāng)氧化硅含量不足時，需摻加在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，當(dāng)氧化硅含量不足時，需摻加 。常用的有。常用的有等。一般要求等。一般要求 硅質(zhì)校正原料的氧化硅含量為硅質(zhì)校正原料的氧化硅含量為。燒成過程中，二氧化硅的體積膨脹起著燒成過程中，二氧化硅的體積膨脹起著的作用。的作用。 v 高溫

26、下石英部分地溶解于液相中，增加熔體的粘度，而未溶高溫下石英部分地溶解于液相中，增加熔體的粘度，而未溶 解的石英顆粒構(gòu)成坯體的骨架，解的石英顆粒構(gòu)成坯體的骨架，的可能。的可能。 v可可。的二氧化硅含量高，雜質(zhì)少，是生產(chǎn)日用細(xì)瓷的良好原料。的二氧化硅含量高，雜質(zhì)少，是生產(chǎn)日用細(xì)瓷的良好原料。 通常是制造一般陶瓷制品的良好原料。通常是制造一般陶瓷制品的良好原料。 ，如外觀為致密塊狀或鐘乳狀的蛋白石，如外觀為致密塊狀或鐘乳狀的蛋白石，由硅由硅藻的遺骸沉積所形成的硅藻土藻的遺骸沉積所形成的硅藻土(含水含水SiO2)等，可作多孔等，可作多孔 陶瓷原料使陶瓷原料使用。用。 如用作陶瓷原料，則應(yīng)視如用作陶瓷原

27、料，則應(yīng)視SiO2含量高低與雜質(zhì)含量多少，粉含量高低與雜質(zhì)含量多少，粉碎的難易程度決定。碎的難易程度決定。 也可作陶瓷原料。也可作陶瓷原料。 陶瓷生產(chǎn)中使用石英原料的技術(shù)要求：陶瓷生產(chǎn)中使用石英原料的技術(shù)要求： Fe2O3+TiO2應(yīng)小于應(yīng)小于0.5%，SiO2應(yīng)大于應(yīng)大于97%。對石英砂，除成分外，要求。對石英砂，除成分外，要求 粒度一般應(yīng)在粒度一般應(yīng)在0.250.5mm之間，之間，SiO2不小于不小于95%，高嶺土與氧化鈣含量應(yīng)小于高嶺土與氧化鈣含量應(yīng)小于2%。 二氧化硅是重要的玻璃形成氧化物，以硅氧四面體二氧化硅是重要的玻璃形成氧化物，以硅氧四面體SiO4 的結(jié)構(gòu)組元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)

28、，成為的結(jié)構(gòu)組元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，成為。石英砂、。石英砂、 砂巖、石英巖和石英是引入砂巖、石英巖和石英是引入SiO2的原料。在日用玻璃中的用量的原料。在日用玻璃中的用量 較多，約占配合料重量的較多，約占配合料重量的6070以上。以上。 石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用1. 石英是瘠性原料，可對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。石英是瘠性原料，可對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。 2. 在陶瓷燒成時在陶瓷燒成時 ，石英影響陶瓷壞體的體積收縮。，石英影響陶瓷壞體的體積收縮。3. 在瓷器中，石英對坯體的力學(xué)強度有著很大的影響在瓷器中，石英對坯體的力學(xué)強度有著很大的影響 。4. 石英對陶瓷釉料的性能有很

29、大影響。石英對陶瓷釉料的性能有很大影響。 長石是一族礦物的總稱，是長石是一族礦物的總稱，是架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)成分?；瘜W(xué)成分 為為不含水的堿金屬與堿土金屬鋁硅酸鹽不含水的堿金屬與堿土金屬鋁硅酸鹽，主要是鉀、鈉、鈣，主要是鉀、鈉、鈣 和少量含鋇的鋁硅酸鹽，有時含有微量的銫、銣、鍶等金屬和少量含鋇的鋁硅酸鹽，有時含有微量的銫、銣、鍶等金屬 離子。離子。 正長石：正長石：指解理面交角為指解理面交角為90 (正角正角)的長石，屬的長石，屬 單斜晶系，成分上是鉀長石或鉀鈉長石。單斜晶系，成分上是鉀長石或鉀鈉長石。 斜長石：斜長石：鈉長石與鈣長石的互熔物，一般含鈣長鈉長石與鈣長石的互熔物，一

30、般含鈣長 石在石在10以下的稱為鈉長石，含鈉長石以下的稱為鈉長石，含鈉長石 在在10以下的稱為鈣長石，這中間比例以下的稱為鈣長石，這中間比例 的互熔物統(tǒng)稱為斜長石。斜長石外觀為的互熔物統(tǒng)稱為斜長石。斜長石外觀為 白色或淺灰色，比重白色或淺灰色，比重2.622.76，硬度為，硬度為 6。作為熔劑物質(zhì)，降低陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度；作為熔劑物質(zhì)，降低陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度； v 與石英等原料高溫熔化后所形成的玻璃態(tài)物質(zhì)是釉層的主要成分；與石英等原料高溫熔化后所形成的玻璃態(tài)物質(zhì)是釉層的主要成分； v 高溫下生成的長石玻璃能熔解粘土及長石原料，在液相中高溫下生成的長石玻璃能熔解粘土及長石原料，在液相中Al2O3

31、 和和SiO2互互相作用，促進莫來石晶體的形成和長大；相作用，促進莫來石晶體的形成和長大； v 長石熔化后形成的液相能填充坯體孔隙，增大致密度，提高產(chǎn)品長石熔化后形成的液相能填充坯體孔隙，增大致密度，提高產(chǎn)品 的機械強度透光性和介電性能；的機械強度透光性和介電性能； 偉晶花崗巖：偉晶花崗巖：由石英與長石組成的礦物；由石英與長石組成的礦物； 石英成分波動較大。石英成分波動較大。霞石正長巖：霞石正長巖：主要為長石類及霞石的固溶體。主要為長石類及霞石的固溶體。 產(chǎn)品不易變形、產(chǎn)品不易變形、 熱穩(wěn)定性好。但熱穩(wěn)定性好。但 含鐵量往往較多。含鐵量往往較多。酸性玻璃熔巖：酸性玻璃熔巖：主要由玻璃質(zhì)組成，含

32、主要由玻璃質(zhì)組成，含SiO2較較 多，堿金屬氧化物含量較高，多，堿金屬氧化物含量較高， 鐵和鈦等著色氧化物較少。鐵和鈦等著色氧化物較少。含鋰礦物：含鋰礦物：主要有鋰輝石、鋰云母、透鋰長石、主要有鋰輝石、鋰云母、透鋰長石、 磷鋁鋰石等。磷鋁鋰石等。 K2O+ Na2O總量不小于總量不小于11%，其中，其中K2O Na2O應(yīng)大于應(yīng)大于3， CaO+MgO總量不大于總量不大于1.5%，F(xiàn)e2O3含量在含量在0.6以下為宜。以下為宜。 夾雜礦物云母與鐵化物應(yīng)少，尤其云母呈片狀，難以粉碎，夾雜礦物云母與鐵化物應(yīng)少，尤其云母呈片狀，難以粉碎， 細(xì)小的鱗片狀云母分布在瓷坯中，在產(chǎn)品表面造成斑點和細(xì)小的鱗片狀

33、云母分布在瓷坯中，在產(chǎn)品表面造成斑點和 熔調(diào)。使用中要進行選料和除鐵處理。熔調(diào)。使用中要進行選料和除鐵處理。 長石的熔融溫度應(yīng)在長石的熔融溫度應(yīng)在1230以上，熔融溫度范圍應(yīng)不小于以上，熔融溫度范圍應(yīng)不小于 3050，使用時要進行熔燒實驗。，使用時要進行熔燒實驗。 以上所述的三種天然原料是構(gòu)成傳統(tǒng)陶瓷的三個基本組分。它以上所述的三種天然原料是構(gòu)成傳統(tǒng)陶瓷的三個基本組分。它們的作用分別是：們的作用分別是： 粘土：提供了可塑性，以保證成型的工藝要求。粘土：提供了可塑性，以保證成型的工藝要求。 石英：是耐熔的骨架成分。石英：是耐熔的骨架成分。 長石：是助熔劑，促使燒結(jié)時玻璃相的形成。長石：是助熔劑，

34、促使燒結(jié)時玻璃相的形成。 在傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)中，除要用到上述三種基本組分外，還常會用在傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)中，除要用到上述三種基本組分外，還常會用到其它一些天然原料。到其它一些天然原料。霞石、滑石、硅灰石、輝石、石灰石霞石、滑石、硅灰石、輝石、石灰石 霞石霞石 因在酸中分解生成云霞狀硅膠而得名。晶體結(jié)構(gòu)式為因在酸中分解生成云霞狀硅膠而得名。晶體結(jié)構(gòu)式為R+AlSiO4(R=Li,Na,K)其熔融后的粘度較高，制品不易變形其熔融后的粘度較高，制品不易變形.。 因優(yōu)質(zhì)長石資源并不多，常用霞石正長巖代替長石。因優(yōu)質(zhì)長石資源并不多，常用霞石正長巖代替長石。 滑石滑石系天然產(chǎn)含水硅酸鎂?；瘜W(xué)式為系天然產(chǎn)含水硅酸鎂。

35、化學(xué)式為Mg3Si4O10(OH)2或或3MgO4SiO2H2O,有良好的耐熱性、潤滑性、抗酸堿性、絕緣性及有良好的耐熱性、潤滑性、抗酸堿性、絕緣性及對油類有強烈吸附性等優(yōu)良特性，是陶瓷工業(yè)常用原料之一。對油類有強烈吸附性等優(yōu)良特性，是陶瓷工業(yè)常用原料之一。 硅灰石硅灰石屬鏈狀結(jié)構(gòu)的似輝石類礦物。化學(xué)式為屬鏈狀結(jié)構(gòu)的似輝石類礦物?；瘜W(xué)式為CaSiO3或或CaOSiO2 其熱膨脹系數(shù)小，適于快速燒成。其熱膨脹系數(shù)小，適于快速燒成。 可用于制造釉面磚、可用于制造釉面磚、日用陶瓷、低損耗無線電陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、磨具、火花塞等日用陶瓷、低損耗無線電陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、磨具、火花塞等石灰石石灰石屬沉積巖的碳酸

36、鹽類礦石，以屬沉積巖的碳酸鹽類礦石，以CaCO3為主，主要礦物是為主，主要礦物是方解石。方解石。860-976分解生成分解生成CaO和和CO2可作引入可作引入CaO的原料。的原料。是石灰釉的主要原料。是石灰釉的主要原料。 輝石輝石是輝石族礦物的總稱。陶瓷工業(yè)用的透輝石和鋰輝石均屬是輝石族礦物的總稱。陶瓷工業(yè)用的透輝石和鋰輝石均屬單斜晶系。單斜晶系。 透輝石透輝石是是CaMgSi2O6，或，或CaOMgO2SiO2 在陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)在陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用與硅灰石類似，既可作助熔劑使用，也可作為主要原料，適于低用與硅灰石類似，既可作助熔劑使用，也可作為主要原料，適于低溫、快速燒成。溫、快速燒成。 鋰輝石鋰

37、輝石化學(xué)式是化學(xué)式是LiAISi2O6 或或Li2OAI2O34SiO2 ?？捎米魈沾伞？捎米魈沾稍现械闹蹌?，配合鉀長石可降低坯體的吸水性和燒成溫度，增原料中的助熔劑，配合鉀長石可降低坯體的吸水性和燒成溫度，增加強度。加強度。五、化工原料五、化工原料 化工原料與天然原料不同的是它是由人工合成的，故也有人化工原料與天然原料不同的是它是由人工合成的，故也有人工合成原料之稱。它較之天然原料有質(zhì)純、雜質(zhì)少、粒徑小等工合成原料之稱。它較之天然原料有質(zhì)純、雜質(zhì)少、粒徑小等優(yōu)點，可滿足先進陶瓷的高性能要求，是先進陶瓷的主要原料。優(yōu)點，可滿足先進陶瓷的高性能要求，是先進陶瓷的主要原料。化工原料的種類繁多，

38、以滿足不同先進陶瓷的各種功能需求，化工原料的種類繁多，以滿足不同先進陶瓷的各種功能需求，下面介紹幾種下面介紹幾種。氧化物類原料：氧化物類原料： 多是以離子鍵為主的金屬氧化物晶體，故所構(gòu)多是以離子鍵為主的金屬氧化物晶體，故所構(gòu) 成的陶瓷多具有耐高溫、強度高、良好的化學(xué)成的陶瓷多具有耐高溫、強度高、良好的化學(xué) 穩(wěn)定性和電絕緣性等。如氧化鋁、二氧化鋯、穩(wěn)定性和電絕緣性等。如氧化鋁、二氧化鋯、 莫來石。莫來石。非氧化合物類原料：碳化物、氮化物非氧化合物類原料：碳化物、氮化物1.氧化鋁（氧化鋁（Al2O3） 氧化鋁具有熔點高（約氧化鋁具有熔點高（約2050 ） 、硬度大絕緣性好等優(yōu)、硬度大絕緣性好等優(yōu)點

39、，可用作無線電陶瓷、高溫陶瓷、耐磨材料等。點，可用作無線電陶瓷、高溫陶瓷、耐磨材料等。 制備氧化鋁制備氧化鋁陶瓷和其它高性能陶瓷的主要原料之一。陶瓷和其它高性能陶瓷的主要原料之一。氧化鋁有多種變體，其中常見的是氧化鋁有多種變體，其中常見的是 ，三種。三種。 - Al2O3 俗稱剛玉，是三種形態(tài)中最穩(wěn)定的晶型，一直穩(wěn)定俗稱剛玉，是三種形態(tài)中最穩(wěn)定的晶型，一直穩(wěn)定到熔點，自然界中到熔點，自然界中 僅以此晶型存在，如剛玉、紅寶石、藍寶石等。僅以此晶型存在，如剛玉、紅寶石、藍寶石等。其結(jié)構(gòu)最緊密，硬度最高，有優(yōu)良的機電性能其結(jié)構(gòu)最緊密，硬度最高，有優(yōu)良的機電性能（一）氧化物類原料（一）氧化物類原料 - Al2O3 不是純不是純Al2O3，含少量雜質(zhì)離子，主要是堿金屬離子。，含少量雜質(zhì)離子，主要是堿金屬離子。 其中以鈉其中以鈉 - Al2O3最有實用價值，可利用其離子導(dǎo)電性。剛玉在含最有實用價值，可利用其離子導(dǎo)電性。剛玉在含堿的高溫氣氛中可轉(zhuǎn)化成堿的高溫氣氛中可轉(zhuǎn)化成型，因此在生產(chǎn)中需注意，此轉(zhuǎn)化還會型，因此在生產(chǎn)中需注意，此轉(zhuǎn)化還會使體積增大約使體積增大約