陶瓷生產(chǎn)技術(shù)衛(wèi)生陶瓷的原料及工藝流程PPT課件(PPT 101頁(yè))

1、陶瓷生產(chǎn)技術(shù)趙營(yíng)剛1.第1頁(yè)，共101頁(yè)。第二章 衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)技術(shù)及原理主要內(nèi)容2.1 衛(wèi)生陶瓷的原料及工藝流程2.2 衛(wèi)生陶瓷的泥漿制備2.3 衛(wèi)生陶瓷的釉料制備2.4 衛(wèi)生陶瓷的成型2.5 衛(wèi)生陶瓷的干燥2.6 衛(wèi)生陶瓷的施釉及裝飾2.7 衛(wèi)生陶瓷的燒成、隧道窯及冷加工2.8 衛(wèi)生陶瓷的性能測(cè)試2.9 輥道窯2.10 梭式窯2.第2頁(yè)，共101頁(yè)。2.1 衛(wèi)生陶瓷的原料及工藝流程泥漿中各種化學(xué)成份在坯料中的作用 衛(wèi)生陶瓷坯料的化學(xué)組成對(duì)燒成工藝和制品的質(zhì)量有著重要的影響，各種原料的化學(xué)組成有很大的差別，但其中起主要作用的化學(xué)成份是：SiO2、Al2O3、K2O和Na2O、CaO、MgO、F

2、e2O3、TiO2和燒失量。它們之間既有特性又有共性，相互作用，相互聯(lián)系。 SiO2 二氧化硅是酸性氧化物，是坯料的主要成份，由石英、長(zhǎng)石、粘土等原料引入，含量一般在6070%之間，其中一部分SiO2在高溫下與Al2O3生成莫來(lái)石晶體，與半安定方石英、殘余石英一起形成坯體的骨架，提高制品的白度和機(jī)械強(qiáng)度，另一部分SiO2則與堿金屬氧化物在高溫下熔融生成玻璃，增大高溫粘度，增強(qiáng)抵抗變形的能力。如果坯料中的SiO2含量過(guò)多，則會(huì)形成過(guò)多的游離石英，降低制品的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)使產(chǎn)品的開(kāi)裂增多；反之如果坯料中的SiO2含量過(guò)少，則有可能使產(chǎn)品瓷化不完全或發(fā)生變形3.第3頁(yè)，共101頁(yè)。Al2O

3、3 三氧化二鋁是中性氧化物，也是坯料中的主要化學(xué)成份。由粘土和長(zhǎng)石引入，在坯料中的含量一般為1928%，其中一部份在高溫下與SiO2生成莫來(lái)石晶體，另一部分熔于熔體中以玻璃相存在，Al2O3可以提高瓷坯的白度、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度等。但含量過(guò)高會(huì)提高燒成溫度，甚至使制品瓷化不完全；含量過(guò)少會(huì)使制品燒成溫度降低和燒成范圍變窄，使產(chǎn)品容易變形和熱穩(wěn)定性變差。4.第4頁(yè)，共101頁(yè)。K2O和Na2O 氧化鉀和氧化鈉是堿金屬氧化物，是瓷坯中的主要熔劑，由長(zhǎng)石引入，有時(shí)也由瓷土或瓷石引入，它們能熔解部分的SiO2和Al2O3生成玻璃相，填充于坯體骨架的空隙中，使制品燒結(jié)。當(dāng)K2O和Na2O含量

4、過(guò)多時(shí)，能明顯降低坯體的燒成溫度，使制品容易變形和熱穩(wěn)定性變差；而含量過(guò)少時(shí)，則產(chǎn)生的玻璃相減少，制品不易燒結(jié)。一般K2O和Na2O總量應(yīng)控制在5%以下，其中Na2O的含量應(yīng)在1%以下。5.第5頁(yè)，共101頁(yè)。CaO CaO是堿土金屬氧化物，在坯體中起助熔作用，一般情況下不是特別引入的，含量應(yīng)控制在0.8%以下，含量太高會(huì)使燒成范圍變窄，出現(xiàn)針孔、煙熏、發(fā)黃等缺陷。MgO MgO也是一種堿土金屬氧化物，由滑石或鎂質(zhì)粘土引入，它能降低制品的燒成溫度，提高制品的白度。由于MgO的熱膨脹系數(shù)較小，能促進(jìn)坯釉中間層的生成，改善制品的熱穩(wěn)定性，但含量過(guò)多時(shí)容易引起釉面龜裂，一般含量應(yīng)控制在1.5%以下。

5、 6.第6頁(yè)，共101頁(yè)。 Fe2O3 Fe2O3的著色能力較強(qiáng)，還有助熔作用，影響制品的白度、燒成溫度和外觀質(zhì)量，一般要求Fe2O3的含量應(yīng)控制在1.5%以下。TiO2 TiO2的著色能力比Fe2O3更強(qiáng)，危害更大，一般含量應(yīng)控制在0.8%以下。 燒失量 燒失量是指坯體在燒成過(guò)程中所排出的結(jié)晶水、碳酸鹽分解放出CO2、硫酸鹽分解放出SO3，以及有機(jī)雜質(zhì)被氧化排除的總的質(zhì)量損失，如坯體的燒失量大，則總收縮也大，容易產(chǎn)生開(kāi)裂、變形、針孔等缺陷，一般燒失量應(yīng)控制在8%以下，必要時(shí)可將部分粘土預(yù)燒或使用少量廢瓷粉，以減少燒失量和坯體收縮。7.第7頁(yè)，共101頁(yè)。按礦物來(lái)講各種原料的種類和作用各種原料

6、在坯體中的作用 衛(wèi)生陶瓷坯料有多種多樣，但主要原料可分為粘土、長(zhǎng)石、石英三大類。粘土 粘土是一種含水鋁硅酸鹽產(chǎn)物，是由地殼中含長(zhǎng)石類巖石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化和地質(zhì)的作用而生成的，一種顏色多樣、細(xì)分散的多種含水硅鋁酸鹽礦物的混合體。當(dāng)它與水拌和后具有一定的可塑性，可塑造成各種形狀，干燥后能夠保持其形狀不變，且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，而煅燒后能夠具有巖石般堅(jiān)硬的性質(zhì)。粘土具有顆粒細(xì)、可塑性強(qiáng)、結(jié)合性好，觸變性過(guò)度，收縮適宜，耐火度高等工藝性能，因而，粘土是成為瓷器的基礎(chǔ)。它主要有瓷土、陶土和耐火土粘土等三類，據(jù)礦物的結(jié)構(gòu)與組成的不同，陶瓷工業(yè)所用粘土中的主要粘土礦物有高嶺石類、蒙脫石類和伊利石（水云母）等三種

7、，另外還有較少見(jiàn)的水鋁石。 粘土礦物的兩種基本構(gòu)造單位為硅一氧四面體和鋁一氧八面體 8.第8頁(yè)，共101頁(yè)。粘土類原料（一）粘土的成因與產(chǎn)狀 粘土（clay）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，其礦物粒徑一般小于2 m，主要由粘土礦物以及其它一些雜質(zhì)礦物組成。粘土的成因：1. 風(fēng)化殘積型：指深成的巖漿巖（如花崗巖、偉晶巖、長(zhǎng)英巖等）在原地風(fēng)化后即殘留在原地，多成為優(yōu)質(zhì)高嶺土的主要礦床類型。風(fēng)化型粘土礦床主要分布在我國(guó)南方(如景德鎮(zhèn)高嶺村、晉江白安、潮州飛天燕等地），一般稱為一次粘土（也稱為殘留粘土或原生粘土）。9.第9頁(yè)，共101頁(yè)。2. 熱液蝕變型：高溫巖漿冷凝結(jié)晶后，殘余

8、巖漿中含有大量的揮發(fā)分及水，溫度進(jìn)一步降低時(shí)，水分則以液態(tài)存在，但其中溶有大量其它化合物。當(dāng)這種熱液（水）作用于母巖時(shí)，會(huì)形成粘土礦床，這就稱為熱液蝕變型粘土礦，如蘇州陽(yáng)山、衡陽(yáng)界牌土。3. 沉積型粘土礦床：是指風(fēng)化了的粘土礦物借雨水或風(fēng)力的搬運(yùn)作用搬離原母巖后，在低洼的地方沉積而成的礦床，稱為二次粘土（也稱沉積粘土或次生粘土），如南安康垅，清遠(yuǎn)源潭。 粘土的種類不同，物理化學(xué)性能也各不相同。粘土可呈白、灰、黃、紅、黑等各種顏色。有的粘土疏松柔軟且可在水中自然分散，有的粘土則呈致密堅(jiān)硬的塊狀。 10.第10頁(yè)，共101頁(yè)。根據(jù)生成情況，粘土可分為原生粘土（Primary clay）和次生粘土（

9、Secondary clay），原生粘土是指長(zhǎng)石經(jīng)風(fēng)化后生成高嶺土及其他含水硅酸鹽礦物、石英等，未完全風(fēng)化的碎屑?xì)埩粼?，而可溶性鹽類則被溶解；次生粘土是由原生粘土在自然動(dòng)力條件下轉(zhuǎn)移到其他地方再次結(jié)晶的粘土。 根據(jù)可塑性可將粘土分為軟質(zhì)粘土（強(qiáng)可塑性粘土）、半軟質(zhì)粘土（中可塑性粘土）和硬質(zhì)粘土（弱可塑性粘土），軟質(zhì)粘土多屬次生粘土，因其顆粒細(xì)、分散度大，故可塑性大；硬質(zhì)粘土多經(jīng)古界成巖作用，自由水不易進(jìn)入而缺少浸散性，可塑性較差。 西方一些工業(yè)化國(guó)家通常把粘土歸結(jié)為6大類，分別是：高嶺土(Kaolin)，耐火粘土(Fire clay)、球粘土(Ball clay)、膨潤(rùn)土(Bentonite

10、)、漂白土(Fuller,s earth)和普通粘土（Common）。其中膨潤(rùn)土、漂白土和普通粘土主要由蒙脫石、伊利石和綠泥石等組成，耐火性能較差。綜合國(guó)內(nèi)外分類情況與習(xí)慣，將耐火材料用粘土分類：高嶺土、球粘土和耐火粘土。 11.第11頁(yè)，共101頁(yè)。高嶺土、球粘土和耐火粘土的特征 12.第12頁(yè)，共101頁(yè)。粘土的組成粘土的性能取決于粘土的組成，包括粘土的礦物組成、化學(xué)組成和顆粒組成?；瘜W(xué)組成SiO2、Al2O3、結(jié)晶水、少量的Fe2O3、TiO2；高嶺分子式（Al2O32SiO22H2O；39.5%, 46.54%, 13.96%)如果SiO2超過(guò)含量如何？如果Al2O3超過(guò)含量如何？粘土

11、的化學(xué)組成在一定程度上反映其工藝性質(zhì)13.第13頁(yè)，共101頁(yè)。 主要化學(xué)成分為SiO2、A12O3和結(jié)晶水（H2O）。 含有少量的堿金屬氧化物K2O、Na2O，堿土金屬氧化物CaO、MgO，以及著色氧化物Fe2O3、TiO2等。 風(fēng)化殘積型粘土礦床一般SiO2含量高，而A12O3含量低。 14.第14頁(yè)，共101頁(yè)?；瘜W(xué)組成在一定程度上反映其工藝性質(zhì)。（1）SiO2 ：若以石英狀態(tài)存在的SiO2多時(shí)，粘土可塑性降低，但是干 燥后燒成收縮小。（2）Al2O3 ：含量多，耐火度增高，難燒結(jié)。（3）Fe2O31 ，TiO2 0.5 ：瓷制品呈白色，含量過(guò)高，顏色變深，還影響電絕緣性。（4）CaO、

12、MgO、K2O、Na2O：降低燒結(jié)溫度，縮小燒結(jié)范圍。（5） H2O、有機(jī)質(zhì)：可提高可塑性，但收縮大。15.第15頁(yè)，共101頁(yè)。2.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16.第16頁(yè)，共101頁(yè)。主要有高嶺石類（包括高嶺石、地開(kāi)石、珍珠陶土、多水高齡石等）高嶺石數(shù)三斜晶系、常見(jiàn)細(xì)分散的晶體粒徑一般小于2微米，外形成片狀、粒狀、桿狀，晶體完整為假六方片狀，比重2.6

13、1-2.68，硬度1-3，001完全解理，低溫下首先失去吸附水，550-650度會(huì)排出結(jié)晶水，至950度會(huì)分解，1200度以上會(huì)形成莫來(lái)石。以硅氧四面體和鋁氧八面體組成雙層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)單元間以硅氧四面體氧原子和鋁氧八面體氫氧原子以氫鍵相連，結(jié)合力弱。高嶺土一般質(zhì)地細(xì)膩，純者為白色，含雜質(zhì)時(shí)呈黃、灰或褐色。高嶺土中高嶺石類粘土礦物的含量愈多，雜質(zhì)愈少，其化學(xué)組成愈接近高嶺石的理論組成。純度愈高的高嶺土其耐火度愈高，燒后愈白，莫來(lái)石晶體發(fā)育愈多，從而其力學(xué)強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性愈好。但其分散度較小，可塑性較差。反之，雜質(zhì)愈多，耐火度愈低，燒后不夠潔白，莫來(lái)石晶體較少，但可能其分散度較大?？伤?/p>

14、性較好。高嶺土類17.第17頁(yè)，共101頁(yè)。我國(guó)四川省敘永縣盛產(chǎn)以多水高嶺石(又稱埃洛石)為主的粘土，這種多水高嶺石是世界上公認(rèn)的典型晶體類型，故又定名為徐永石（hydro-endellite）。多水高嶺石的化學(xué)通式為Al2O32SiO2nH2O（n=46），其晶體結(jié)構(gòu)與高嶺石的不同之處在于晶層間充填著按一定取向排列的水分子（層間水），因而沿c軸方向晶格常數(shù)增大。層間水能抵消大部分氫鍵結(jié)合力，使得晶層只靠微弱的分子鍵相連，故層間有一定的自由活動(dòng)能力，使水分子進(jìn)入層間形成層間水，且易吸附水化離子與有機(jī)物，改善可塑性。多水高嶺石為單斜（或三斜）晶系晶體，外形常呈微細(xì)空管狀或卷曲片狀出現(xiàn)，顆粒大小約

15、為 1 m以下，度為2.02.2 g/cm3，莫氏硬度12，有滑感。多水高嶺石的可塑性及結(jié)合性比高嶺石強(qiáng)些，干燥收縮較大，加熱時(shí)在較低溫度下（110200）會(huì)大量脫水（其差熱曲線見(jiàn)圖1.3），從而易使坯體開(kāi)裂。18.第18頁(yè)，共101頁(yè)。蒙脫石類蒙脫石類（包括蒙脫石、葉臘石等）Al2O34SiO2nH2O,屬2：1型層狀粘土礦物，每個(gè)結(jié)構(gòu)單元兩端是硅氧四面體，中間夾著一個(gè)鋁氧八面體而成三層結(jié)構(gòu)，晶層之間結(jié)合力很小，中間容易形成層間水。以蒙脫石為主要組成礦物的粘土稱為膨潤(rùn)土（bentonite），一般呈白色、灰白色、粉紅色或淡黃色，被雜質(zhì)污染時(shí)呈現(xiàn)其它顏色。蒙脫石的密度為2.22.9 g/cm3

16、，莫氏硬度12，晶粒呈不規(guī)則細(xì)粒狀或鱗片狀，顆粒較小，一般小于0.5m，結(jié)晶程度差，輪廓不清楚。蒙脫石晶體為單斜晶系，理論化學(xué)通式為A12O34SiO2nH2O (一般n 2)，晶體結(jié)構(gòu)式為A14(Si8O20)(OH)4nH 2O。 19.第19頁(yè)，共101頁(yè)。伊利石類伊利石類（包括伊利石、水云母等）成分復(fù)雜，一般可塑性低，干燥后強(qiáng)度差，干燥燒成收縮小，伊利石是沉積巖中分布最廣的一種粘土礦物，從礦物結(jié)構(gòu)上來(lái)講它屬云母類，組成成分與白云母相似，但比正常的白云母多SiO2和H2O而少K2O。與高嶺石比較，伊利石含K2O較多而含H2O較少。因此，伊利石是白云母經(jīng)強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用而轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌蚋?/p>

17、嶺石過(guò)程中的中間產(chǎn)物 。伊利石也是2:1型層狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，與蒙脫石不同的是，其硅氧四面體中的A13+比蒙脫石多，層間陽(yáng)離子通常為K+，也有部分被H+、Na+所取代。K+的離子半徑大小正好嵌入層間，故其晶格結(jié)合牢固，不致發(fā)生膨脹。 20.第20頁(yè)，共101頁(yè)。各種粘土礦物的差熱曲線 21.第21頁(yè)，共101頁(yè)。22.第22頁(yè)，共101頁(yè)。 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、同形置換以及層間陽(yáng)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。層狀結(jié)構(gòu)粘土礦物晶體結(jié)構(gòu)模型圖 23.第23頁(yè)，

18、共101頁(yè)。粘土礦物的顆粒組成粘土礦物的顆粒組成粘土的顆粒組成是指粘土中所含的不同大小顆粒的質(zhì)量、體積或數(shù)量百分比。陶瓷坯料的一些工藝性質(zhì)常常受其顆粒組成的影響。由于細(xì)顆粒的比表面積大，其表面能也大，因此當(dāng)粘土中的細(xì)顆粒愈多時(shí)，其可塑性愈強(qiáng)，干燥收縮愈大，干后強(qiáng)度愈高，而且燒成溫度低，燒成后的氣孔率亦小，從而有利于制品的力學(xué)強(qiáng)度、白度和半透明度的提高。粘土中的粘土礦物顆粒很細(xì)，其顆粒大小一般在12m以下。不同類型的粘土礦物，其顆粒大小也不同，蒙脫石和伊利石的顆粒要比高嶺石小。粘土中的非粘土礦物的顆粒一般較粗，可在12m以上。在顆粒分析時(shí)，其細(xì)顆粒部分主要是粘土礦物的顆粒而粗顆粒部分中大部分是雜

19、質(zhì)礦物顆粒。所以在進(jìn)行粘土原料的分級(jí)處理時(shí)，往往可以通過(guò)淘洗等手段，富集細(xì)顆粒部分，從而得到較純的粘土。粘土的顆粒形狀和結(jié)晶程度也會(huì)影響其工藝性質(zhì)，片狀結(jié)構(gòu)比桿狀結(jié)構(gòu)的顆粒堆積致密、塑性大、強(qiáng)度高；結(jié)晶程度差的顆粒較細(xì)，可塑性也大 24.第24頁(yè)，共101頁(yè)。顆粒組成：粘土中含有的不同大小顆粒的體積百分比含量。Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+粘土陰離子交換容量大小排序：OH-CO32-P2O74-CNS-I-Br-NO3-F-SO42-28.第28頁(yè)，共101頁(yè)。4.粘土的觸變性粘土泥漿或可塑泥團(tuán)受到振動(dòng)或攪拌時(shí)，粘度會(huì)降低而流動(dòng)性增加，靜置后又能逐漸恢復(fù)原狀。

20、反之，相同的泥料放置一段時(shí)間后，在維持原有水分的情況下會(huì)增加粘度，出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象。上述情況可以重復(fù)無(wú)數(shù)次。粘土的上述性質(zhì)統(tǒng)稱為觸變性，也稱為稠化性反映泥漿觸變厚化現(xiàn)象可以用泥漿粘度變化之比來(lái)表示或剪切應(yīng)力變化的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，比如：泥漿靜止30分鐘和30秒鐘后的相對(duì)粘度之比。29.第29頁(yè)，共101頁(yè)。泥料處于觸變狀態(tài)時(shí)，是由于粘土片狀顆粒的活性邊表面上尚殘留少量電荷未被完全中和，以致形成局部邊-邊或邊-面結(jié)合，使粘土之間常組成封閉的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，這時(shí)泥料中大部分自由水被分隔和封閉在網(wǎng)絡(luò)的空隙中，使整個(gè)粘土-水系統(tǒng)形成一種好像水分減少、粘度增加、變稠和固化現(xiàn)象。但是，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是疏松和不穩(wěn)

21、定的，當(dāng)稍有剪切力的作用或震動(dòng)時(shí)，即能破壞這種網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，使被分隔或封閉在網(wǎng)絡(luò)中的“自由水”得以解脫出來(lái)，于是整個(gè)粘土水系統(tǒng)又變成一種水分充足、粘度降低且流動(dòng)性增加的狀態(tài)。當(dāng)放置一定的時(shí)間后，上述網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)又重新建立，這時(shí)又重新出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象 。泥料的觸變性與含水量有關(guān)，含水量大的泥漿，不易形成觸變結(jié)構(gòu)，反之易形成觸變結(jié)構(gòu)而呈觸變現(xiàn)象。溫度對(duì)泥料的觸變性亦有影響，溫度升高，粘土質(zhì)點(diǎn)的熱運(yùn)動(dòng)劇烈，使粘土顆粒間的聯(lián)系力減弱，不易建立觸變結(jié)構(gòu)，從而使觸變現(xiàn)象減弱。30.第30頁(yè)，共101頁(yè)。5.粘土的膨化性粘土與水調(diào)和后，體積會(huì)不同程度上有所增加。通常用膨脹容來(lái)表示：指粘土在水溶液中吸水膨脹后，

22、單位重量所占的體積，單位：cm3/g。一般數(shù)值為1.0-3.7 cm3/g粘土的礦物組成，離子交換能力，表面結(jié)構(gòu)特性，液體介質(zhì)的極性等因素均會(huì)影響其膨脹性能。31.第31頁(yè)，共101頁(yè)。6.粘土的收縮粘土泥團(tuán)干燥過(guò)程中，體積會(huì)發(fā)生收縮。主要因?yàn)槟鄨F(tuán)中的結(jié)合水受熱成為水蒸氣排出，粘土顆粒相互靠攏，接著粘土顆粒的水化膜的水分排出，顆粒繼續(xù)靠攏。粘土泥料干燥時(shí)，因包圍在粘土顆粒間的水分蒸發(fā)、顆粒相互靠攏而引起的體積收縮，稱為干燥收縮。粘土泥料煅燒時(shí)，由于發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化(如脫水作用、分解作用、莫來(lái)石的生成、易熔雜質(zhì)的熔化，以及熔化物充滿質(zhì)點(diǎn)間空隙等等)，因而使粘土再度產(chǎn)生的收縮，稱為燒成收縮

23、。這兩種收縮構(gòu)成粘土泥料的總收縮。 32.第32頁(yè)，共101頁(yè)。計(jì)算干燥收縮率（Sd）、燒成收縮率（Sf）和總收縮率（S）： 體積收縮：？ 33.第33頁(yè)，共101頁(yè)。7.粘土的燒結(jié)性主要是指粘土在受熱過(guò)程中各種性能和結(jié)構(gòu)的變化。由于粘土是由多種礦物組成的混合物，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，只是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)逐漸軟化，粘土在燒結(jié)過(guò)程中，當(dāng)溫度超過(guò)900以上時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)低熔物，低熔物液相填充在未熔顆粒之間的縫隙中，并在其表面張力的作用將未熔顆粒進(jìn)一步拉近，使體積急劇收縮，氣孔率下降，密度提高。主要用DSC和TG來(lái)測(cè)試。34.第34頁(yè)，共101頁(yè)。8.粘土的耐火度耐火度表征粘土原料抵抗高溫作用不致熔化的性能

24、指標(biāo)。易熔粘土 耐火度低于1300 難熔粘土 耐火度在1300-1580 之間耐火粘土 耐火度高于1580，高嶺土的耐火度一般在1740-1770 之間。耐火度主要取決于粘土的化學(xué)組成，根據(jù)Al2O3/SiO2比值來(lái)判斷耐火度高低。耐火度是耐火材料的重要技術(shù)指標(biāo)之一，它表征材料無(wú)荷重時(shí)抵抗高溫作用而不熔化的性能。在一定程度上它指出了材料的最高使用溫度，并作為衡量材料在高溫下使用時(shí)承受高溫程度的標(biāo)準(zhǔn)，是材料的個(gè)工藝常數(shù)(熔點(diǎn)是一個(gè)物理常數(shù))。35.第35頁(yè)，共101頁(yè)。粘土的作用1粘土陶瓷生產(chǎn)中的主要原料，它可賦予坯料可塑性和燒結(jié)性，從而保證了陶瓷制品的成型、燒結(jié)和較好的性能。因此，粘土在陶瓷生

25、產(chǎn)中具有重要的作用，概括如下：粘土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成型的基礎(chǔ)。粘土可塑性的變化對(duì)陶瓷成型的品質(zhì)影響很大，因此選擇各種粘土的可塑性，或調(diào)節(jié)坯泥的可塑性，已成為確定陶瓷坯料配方的主要依據(jù)之一。粘土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。這是陶瓷注漿泥料與釉料所必備的性質(zhì)，因此選擇能使泥漿有良好懸浮性與穩(wěn)定性的粘土，也是注漿配料和釉漿配料中的主要問(wèn)題之一。36.第36頁(yè)，共101頁(yè)。粘土的作用2粘土一般呈細(xì)分散顆粒，同時(shí)具有結(jié)合性。這可在坯料中結(jié)合其它瘠性原料并使坯料具有一定的干燥強(qiáng)度，有利于坯體的成型加工。另外細(xì)分散的粘土顆粒與較粗的瘠性原料相結(jié)合，可得到較大堆積密度而有利于燒結(jié)。粘土是陶瓷坯體

26、燒結(jié)時(shí)的主體。粘土中的Al2O3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耍因素。粘土是形成陶器主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來(lái)石晶體的主要來(lái)源。粘土的加熱分解產(chǎn)物和莫來(lái)石晶體是決定陶瓷器主要性能的結(jié)構(gòu)組成。莫來(lái)石晶體能賦予瓷器以良好的力學(xué)強(qiáng)度、介電性能、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。37.第37頁(yè)，共101頁(yè)。長(zhǎng)石長(zhǎng)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，是日用陶瓷的三大原料之一。自然界中長(zhǎng)石的種類很多，歸納起來(lái)都是由以下四種長(zhǎng)石組合而成：鈉長(zhǎng)石(Ab) NaAlSi3O8或Na2OAl2O36SiO2鉀長(zhǎng)石(Or) KAlSi3O8或K2OAl2

27、O36SiO2鈣長(zhǎng)石(An) CaAl2Si2O8或Ca OAl2O32SiO2鋇長(zhǎng)石(Cn) BaAl2Si2O8或BaOAl2O32SiO2鈉長(zhǎng)石與鉀長(zhǎng)石在高溫時(shí)可以形成連續(xù)固溶體，但在低溫條件下，可混溶性降低，連續(xù)固溶體會(huì)分解，只能有限混溶，形成條紋長(zhǎng)石；鈉長(zhǎng)石與鈣長(zhǎng)石能以任何比例混溶，形成連續(xù)的類質(zhì)同象系列，低溫下也不分離，就是常見(jiàn)的斜長(zhǎng)石；鉀長(zhǎng)石與鈣長(zhǎng)石在任何溫度下幾乎都不混溶；鉀長(zhǎng)石與鋇長(zhǎng)石則可形成不同比例的固溶體，但在地殼上分布不廣。38.第38頁(yè)，共101頁(yè)。鈉長(zhǎng)石鉀長(zhǎng)石鈣長(zhǎng)石鈣長(zhǎng)石鋇長(zhǎng)石39.第39頁(yè)，共101頁(yè)。名 稱鉀長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石鈣長(zhǎng)石鋇長(zhǎng)石化學(xué)通式K2OAl2O36SiO

28、2Na2OAl2O36SiO2CaOAl2O32SiO2BaOAl2O32SiO2晶體結(jié)構(gòu)式KAlSi3O8NaAlSi3O8CaAl2Si2O8BaAl2Si2O8理論化學(xué)組成(%)SiO2Al2O3RO(R2O)64.7018.40K2O 16.9068.7019.50Na2O 11.8043.2036.70CaO 20.1032.0027.12BaO 40.88晶 系單斜三斜三斜單斜密度（g/cm3）2.562.592.602.652.742.763.37莫氏硬度66.566.566.566.5顏 色白、肉紅、淺黃白、灰白、灰或無(wú)色白或無(wú)色熱膨脹系數(shù)（10-8/）7.57.4熔點(diǎn)（）11

29、50（異元熔融）110015501725附注堿性長(zhǎng)石系列：KAlSi3O8- NaAlSi3O8包括透長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石，微斜長(zhǎng)石、歪長(zhǎng)石，條文長(zhǎng)石及鈉長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石系列：NaAlSi3O8- CaAl2Si2O8包括鈉長(zhǎng)石、更長(zhǎng)石、中長(zhǎng)石、拉長(zhǎng)石、培長(zhǎng)石及鈣長(zhǎng)石長(zhǎng)石類礦物的化學(xué)組成與礦物物理性質(zhì) 40.第40頁(yè)，共101頁(yè)。鈉長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石的高溫特性鉀長(zhǎng)石從1130開(kāi)始軟化熔融，在1220時(shí)分解，生成白榴子石與SiO2共熔體，成為玻璃態(tài)粘稠物，其反應(yīng)如下：K2OAl2O36SiO2K2OAl2O34SiO2(白榴子石)+2SiO2 溫度再升高，逐漸全部變成液相。由于鉀長(zhǎng)石的熔融物中存在白榴子石和硅氧熔體

30、，故粘度大，氣泡難以排出，熔融物呈稍帶透明的乳白色，體積膨脹78.65。高溫下鉀長(zhǎng)石熔體的粘度很大，且隨著溫度的增高其粘度降低的較慢，在陶瓷生產(chǎn)中有利于燒成控制和防止變形。所以，在陶瓷坯料中以選用鉀長(zhǎng)石類的正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石為宜，它們含Na2O量低，熔點(diǎn)也較低，液相粘度大，熔融溫度范圍也較寬。鈉長(zhǎng)石的開(kāi)始熔融溫度比鉀長(zhǎng)石低，其熔化時(shí)沒(méi)有新的晶相產(chǎn)生，液相的組成和未熔長(zhǎng)石的組成相似，即液相很穩(wěn)定，但形成的液相粘度較低。鈉長(zhǎng)石的熔融范圍較窄，且其粘度隨溫度的升高而降低的速度較快，因而在燒成過(guò)程中易引起產(chǎn)品的變形。但鈉長(zhǎng)石在高溫時(shí)對(duì)石英、粘土、莫來(lái)石的熔解卻最快，熔解度也最大，以之配合釉料是非常合適的

31、。也有人認(rèn)為鈉長(zhǎng)石的熔融溫度低、粘度小，助熔作用更為良好，有利于提高瓷坯的瓷化程度和半透明性，關(guān)鍵在于控制好快成制度，根據(jù)具體要求制訂出適宜的升溫曲線。41.第41頁(yè)，共101頁(yè)。各種純的長(zhǎng)石的熔融溫度分別為：鉀長(zhǎng)石1150，鈉長(zhǎng)石1100，鈣長(zhǎng)石1550，鋇長(zhǎng)石l 715。實(shí)際上，陶瓷生產(chǎn)中使用的長(zhǎng)石經(jīng)常是幾種長(zhǎng)石的互熔物，且又含有石英、云母、氧化鐵等雜質(zhì)，所以沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，只能在一個(gè)不太嚴(yán)格的溫度范圍內(nèi)逐漸軟化熔融，變?yōu)椴ＡB(tài)物質(zhì)。煅燒實(shí)驗(yàn)證明，長(zhǎng)石變?yōu)榈螤畈Ａw時(shí)的溫度并不低，一般在1220以上，并依其粉碎細(xì)度、升溫速度、氣氛性質(zhì)等條件而異，其一般的熔融溫度范圍為：鉀長(zhǎng)石1130145

32、0；鈉長(zhǎng)石11201250，鈣長(zhǎng)石12501550。 42.第42頁(yè)，共101頁(yè)。鈣長(zhǎng)石的熔化溫度較高，熔融溫度范圍窄，高溫下熔體不透明、粘度也小。冷卻時(shí)容易析晶，化學(xué)穩(wěn)定性也差。斜長(zhǎng)石的化學(xué)組成波動(dòng)范圍較大，無(wú)固定熔點(diǎn)，熔融范圍窄，熔液粘度較小，配制成瓷件的半透明性強(qiáng)，強(qiáng)度較大。鋇長(zhǎng)石的熔點(diǎn)更高，其熔融穩(wěn)定范圍不寬，普通陶瓷產(chǎn)品不采用它。但在無(wú)線電陶瓷中的鋇長(zhǎng)石瓷則以它為主要原料，使坯體形成鋇長(zhǎng)石為主晶相。這時(shí)鋇長(zhǎng)石就不是起熔劑的作用了。由于鋇長(zhǎng)石在自然界中的儲(chǔ)量很少，多采用合成方法制成。43.第43頁(yè)，共101頁(yè)。1. 鉀長(zhǎng)石的熔融溫度不是太高，且其熔融溫度范圍寬。2. 鈉長(zhǎng)石的開(kāi)始熔融溫

33、度比鉀長(zhǎng)石低，其熔化時(shí)沒(méi)有新的晶相產(chǎn)生，液相的組成和熔長(zhǎng)石的組成相似，即液相很穩(wěn)定，但形成的液相粘度較低。3. 鈣長(zhǎng)石的熔化溫度較高，熔融溫度范圍窄，高溫下熔體不透 明、粘度也小。冷卻時(shí)容易析晶，化學(xué)穩(wěn)定性也差。4. 鋇長(zhǎng)石的熔點(diǎn)更高，其熔融穩(wěn)定范圍不寬，普通陶瓷產(chǎn)品不采用它。44.第44頁(yè)，共101頁(yè)。長(zhǎng)石在陶瓷生產(chǎn)中的作用（1）長(zhǎng)石是瘠性原料，可縮短干燥時(shí)間和減少干燥收縮和變形。 （2）長(zhǎng)石是熔劑原料，能降低陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度。 （3）長(zhǎng)石在高溫熔融后具有熔解其它物質(zhì)的能力，能促使高嶺土和其它瓷土的顆?；ハ鄶U(kuò)散，互相滲透，加速莫來(lái)石晶體的生長(zhǎng)和發(fā)育。 （4）長(zhǎng)石在熔融成玻璃態(tài)后，填充于各晶

34、體顆粒之間，氣孔率顯著下降，使坯體致密，可提高制品的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。 45.第45頁(yè)，共101頁(yè)。石英二氧化硅（SiO2）在地殼中的豐度約為60。含二氧化硅的礦物種類很多，部分以硅酸鹽化合物的狀態(tài)存在，構(gòu)成各種礦物、巖石。另一部分則以獨(dú)立狀態(tài)存在，成為單獨(dú)的礦物實(shí)體，其中結(jié)晶態(tài)二氧化硅統(tǒng)稱為石英。由于經(jīng)歷的地質(zhì)作用及成礦條件不同，石英呈現(xiàn)多種狀態(tài)，并有不同的純度。主要有水晶(水晶是一種最純的石英晶體，外形呈六方柱錐體，無(wú)色透明，或含一些微量元素而呈現(xiàn)一定的色澤。)脈石英(脈石英是由含二氧化硅的熱液填充于巖石裂隙之間，冷凝之后而成為致密塊狀結(jié)晶態(tài)石英（有的凝固為玻璃態(tài)），一般呈礦脈狀產(chǎn)出。脈

35、石英呈純白色，半透明狀，油脂光澤，貝殼狀斷口，其SiO2含量可達(dá)99，是生產(chǎn)日用細(xì)瓷的良好原料。)砂巖、石英巖、石英砂。46.第46頁(yè)，共101頁(yè)。石英水晶結(jié)晶良好的石英水晶結(jié)晶良好的石英47.第47頁(yè)，共101頁(yè)。二氧化硅在常壓下有七種結(jié)晶態(tài)和一個(gè)玻璃態(tài)。它們是-石英、-石英；-鱗石英、-鱗石英、-鱗石英；-方石英、-方石英。石英的宏觀特征隨種類不向而異，一般呈乳白色或灰白色半透明狀，具有玻璃光澤或脂肪光澤，莫氏硬度7。石英的密度因晶型而異，變動(dòng)于2.22 2.65 g/cm3。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(shí)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

36、物作用生成硅酸鹽與玻璃態(tài)物質(zhì)。石英材料的熔融溫度范圍取決于二氧化硅的形態(tài)和雜質(zhì)的含量。硅藻土的熔融終了點(diǎn)一般為14001700，無(wú)定形二氧化硅約在1713即開(kāi)始熔融。脈石英、石英巖和砂巖在17501770熔融，但當(dāng)雜質(zhì)含量達(dá)35時(shí)，在16901710時(shí)即可熔融。當(dāng)含有5.5的Al2O3時(shí)，其低共熔點(diǎn)溫度會(huì)降低至1595。 48.第48頁(yè)，共101頁(yè)。石英是由SiO44- 四面體互相以頂點(diǎn)連接而成的三維空間架狀結(jié)構(gòu)。連接后在二維空間擴(kuò)展，由于它們以共價(jià)鍵連接，連接之后又很緊密，因而空隙很小，其它離子不易侵入網(wǎng)穴中，致使晶體純凈，硬度與強(qiáng)度高，熔融溫度也高。在不同的條件與溫度下，石英中SiO44-

37、四面體之間的連接方式不同，從而呈現(xiàn)出多種晶型和形態(tài)，具體的轉(zhuǎn)變溫度見(jiàn)圖所示。49.第49頁(yè)，共101頁(yè)。晶態(tài)SiO2有多種變體，它們可分為3個(gè)系列，即石英、鱗石英和方石英系列。在同系列中從高溫到低溫的不同變體通常分別用、和 表示，。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。習(xí)慣上，把該圖中的橫向轉(zhuǎn)變，即石英、鱗石英與方石英間的轉(zhuǎn)變，稱為一級(jí)變體間的轉(zhuǎn)變；把圖中的縱向轉(zhuǎn)變，即同系列的、和 變體間的轉(zhuǎn)變，稱為二級(jí)變體間的轉(zhuǎn)變，也叫做高低溫型轉(zhuǎn)變。進(jìn)一步分析可知，SiO2一級(jí)變體間的轉(zhuǎn)變屬重構(gòu)式轉(zhuǎn)變，而它的二級(jí)變體間的轉(zhuǎn)變是位移式轉(zhuǎn)變中的一種。 50.第50頁(yè)，共101頁(yè)。 51.第51頁(yè)，共101頁(yè)。52.第5

38、2頁(yè)，共101頁(yè)。（1）高溫型的緩慢轉(zhuǎn)化這種轉(zhuǎn)化由表面開(kāi)始逐步向內(nèi)部進(jìn)行，轉(zhuǎn)化后發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，形成新的穩(wěn)定晶型，因而需要較高的活化能。轉(zhuǎn)化進(jìn)程緩慢，需要較高的溫度與較長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)發(fā)生較大的體積變化。為了加速轉(zhuǎn)化，可以添加細(xì)磨的礦化劑或助熔劑。（2）低溫型的快速轉(zhuǎn)化這種轉(zhuǎn)化進(jìn)行迅速，在達(dá)到轉(zhuǎn)化溫度之后，晶體的表里瞬間同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)化，但其結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，因而轉(zhuǎn)化較容易進(jìn)行，體積變化不大，且為可逆轉(zhuǎn)化。石英的晶型轉(zhuǎn)化會(huì)引起一系列的物理化學(xué)變化，如體積、密度、強(qiáng)度等，其中對(duì)陶瓷生產(chǎn)影響較大的是體積變化。石英晶型轉(zhuǎn)化過(guò)程中的體積變化可由相對(duì)密度的變化計(jì)算出其轉(zhuǎn)化的體積效應(yīng)。掌握石英的理論轉(zhuǎn)化與實(shí)際轉(zhuǎn)化對(duì)

39、于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)有一定的意義。利用其加熱時(shí)的體積膨脹作用，可以預(yù)先煅燒塊狀石英，然后急速冷卻使其組織結(jié)構(gòu)破壞，以利于粉碎。一般預(yù)燒溫度為1000左右，具體情況需視其溫度高低、時(shí)間長(zhǎng)短、冷卻速度等因素而定?？偟捏w積膨脹2% 4，這樣的體積變化能使塊狀石英疏松開(kāi)裂。此外，在陶瓷制品的燒成和冷卻過(guò)程中，當(dāng)溫度處于石英晶型轉(zhuǎn)化的溫度范圍時(shí)，應(yīng)適當(dāng)控制升溫與冷卻速度，以保證制品不開(kāi)裂。53.第53頁(yè)，共101頁(yè)。石英的作用石英是陶瓷的主要原料之一，在陶瓷生產(chǎn)中具有重要的的作用，現(xiàn)概括如下：石英是瘠性原料，可對(duì)泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。石英顆粒常呈多角的尖棱狀，提供了生坯水分快速排出的通路，增加了生坯的滲水性

40、，有利于施釉工藝，且能縮短坯體的干燥時(shí)間、減少坯體的干燥收縮，并防止坯體變形。在陶瓷燒成時(shí)，石英的體積膨脹可部分地抵消坯體收縮的影響，當(dāng)玻璃質(zhì)大量出現(xiàn)時(shí)，在高溫下石英能部分熔解于液相中，增加熔體的粘度，而未熔解的石英顆粒，則構(gòu)成坯體的骨架，可防止坯體發(fā)生軟化變形等缺陷。但在冷卻過(guò)程中，若在熔體固化溫度以下降溫過(guò)快，坯體中未反應(yīng)的石英（稱為殘余石英）以及方石英會(huì)因晶型轉(zhuǎn)化的體積效應(yīng)給坯體產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生微裂紋，甚至導(dǎo)致開(kāi)裂，影響陶瓷產(chǎn)品的抗熱震性和機(jī)械強(qiáng)度。54.第54頁(yè)，共101頁(yè)。在瓷器中，石英對(duì)坯體的力學(xué)強(qiáng)度有著很大的影響，合理的石英顆粒能大大提高瓷器坯體的強(qiáng)度，否則效果相反。同時(shí)

41、，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。在釉料中，二氧化硅是生成玻璃質(zhì)的主要組分，增加釉料中的石英含量能提高釉的熔融溫度與粘度，并減少釉的熱膨脹系數(shù)。同時(shí)，它是賦予釉以高的力學(xué)強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐化學(xué)侵蝕性的主要因素。55.第55頁(yè)，共101頁(yè)。瓷石瓷石是一種由石英，絹云母組成，并含有若干高嶺石，長(zhǎng)石等的巖石狀礦物集合體。由于其本身就含有構(gòu)成瓷的各種成分，并具有制瓷工藝與燒成所需要的性質(zhì)，瓷石的礦物組成大致為:石英 4070、絹云母 1530、長(zhǎng)石 530、高嶺石010。瓷石中的云母質(zhì)礦物集中在細(xì)粒部分，石英、長(zhǎng)石及其它礦物呈大顆粒狀態(tài)存在。絹云母加熱至500700間有特征吸熱效應(yīng)，在600

42、700之間急劇失重。瓷石的可塑性不高，結(jié)合強(qiáng)度不大，但干燥速度快。玻化溫度受絹云母及長(zhǎng)石量的影響，一般?；瘻囟仍?1501350之間，?；瘻囟确秶^寬。燒成時(shí)絹云母兼有粘土及長(zhǎng)石的作用，能生成莫來(lái)石及玻璃相，起促進(jìn)成瓷及燒結(jié)作用。56.第56頁(yè)，共101頁(yè)。葉臘石葉蠟石的結(jié)構(gòu)和蒙脫石相似，都屬于2：1型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物（圖1.4），其與蒙脫石的不同在于三層結(jié)構(gòu)中四面體中的Si4+和八面體中的A13+并未被置換，晶層間不易吸附水分和吸附陽(yáng)離子，各晶層之間由范德華力聯(lián)結(jié)，結(jié)合很弱，容易滑動(dòng)解理，所以硬度低，易裂成撓性薄片和有滑膩感（但少?gòu)椥裕?。葉蠟石屬單斜晶系，化學(xué)通式為A12O34SiO2nH

43、2O，晶體結(jié)構(gòu)式為：A12(Si4O10)(OH)2,理論化學(xué)組成為：A12O3 28.30，SiO2 66.70，H2O 5.00。葉蠟石通常呈白色、淺黃或淺灰色，一般為由細(xì)微的鱗片狀晶體構(gòu)成的致密塊狀，質(zhì)軟而富于脂肪感，密度為2.662.90，莫氏硬度12。葉蠟石含較少的結(jié)晶水，加熱至500800 脫水緩慢，總收縮不大，且膨脹系數(shù)較小，基本上是呈直線性的，具有良好的熱穩(wěn)定性和很小的濕膨脹，宜用于配制快速燒成的陶瓷坯料，是制造要求尺寸準(zhǔn)確或熱穩(wěn)定性好的制品的優(yōu)良原料。57.第57頁(yè)，共101頁(yè)。高鋁礬土從成因來(lái)劃分，高鋁礬土有沉積和風(fēng)化兩種類型。沉積型礬土的主要礦物為一水型，如一水硬鋁石（水

44、鋁石） A12O3H 2O， 一水軟鋁石（波美石） A12O3H2O，均屬斜方晶系。風(fēng)化型礬土主要礦物為三水型，如三水鋁石（又稱水鋁氧石，三水鋁礦）A12O33H 2O，屬單斜晶系。高鋁礬土經(jīng)常與赤鐵礦、針鐵礦伴生，還有銳鈦礦、高嶺石、多水高嶺石、綠泥石等粘土礦物。有時(shí)還見(jiàn)到一些碳酸鹽及鐵的硫化物、鋁的硫酸鹽、含鈦礦物等。從礦石的結(jié)構(gòu)和外觀看，高鋁礬土又的粗糙、有的致密，有的呈豆、鮞狀或杏仁狀。58.第58頁(yè)，共101頁(yè)。硅線石類礦物硅線石族礦物屬于無(wú)水鋁硅酸鹽礦，化學(xué)式為A12O32SiO2，理論組成為A12O3 62.9和SiO2 37.1。它包括硅線石、藍(lán)晶石和紅柱石三種同質(zhì)異形體，它們

45、的化學(xué)組成完全相同，但晶體結(jié)構(gòu)不同，陽(yáng)離子配位有差別，區(qū)別在于物理化學(xué)性質(zhì)。硅線石族礦物是由氧化鋁質(zhì)水成巖受變質(zhì)作用形成的，均存在于變質(zhì)巖中。硅線石、藍(lán)晶石大部分產(chǎn)于區(qū)域變質(zhì)巖內(nèi)，紅柱石則產(chǎn)于接觸變質(zhì)巖內(nèi)。一般礦床中含量較少，大都在1040，所以都需要選礦后使用。59.第59頁(yè)，共101頁(yè)。滑石滑石由天然的含水層狀硅酸鎂礦物組成，其化學(xué)式為3MgO4SiO2H2O，晶體結(jié)構(gòu)式是Mg3Si4O10(OH)2，理論化學(xué)組成為：MgO 31.88，SiO2 63.37，H2O 4.74，常含有鐵、鋁、錳、鈣等雜質(zhì)?；瘜?：1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。葉蠟石八面體中的兩個(gè)A1

46、3+被三個(gè)Mg2+所替代就成為滑石。它是由兩個(gè)四面體層加著一個(gè)八面體層而構(gòu)成結(jié)構(gòu)單元。層內(nèi)各離子電價(jià)已中和，故連續(xù)牢固。但層間僅以微弱的健力吸引，聯(lián)系很不牢固，在層間極易裂成薄片，這就是極完全的001解理，因有滑膩感而得名?；瘜賳涡本?，晶體呈六方或菱形板狀，常呈兩種形態(tài)產(chǎn)出，一為粗鱗片狀，另一為細(xì)鱗片致密塊狀集合體（稱塊滑石）。純凈的滑石為白色，含有雜質(zhì)時(shí)一般為淡綠、淺黃、淺灰、淡褐等。具有脂肪光澤，密度2.72.8 g/cm3，莫氏硬度為1。60.第60頁(yè)，共101頁(yè)?；淖饔没谄胀ㄈ沼锰沾缮a(chǎn)中一般作為熔劑使用，在細(xì)陶瓷坯體中加入少量滑石，可降低燒成溫度，在較低的溫度下形成液相，

47、加速莫來(lái)石晶體的生成，同時(shí)擴(kuò)大燒結(jié)溫度范圍，提高白度、透明度、力學(xué)強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。在精陶坯體中如用滑石代替長(zhǎng)石(即鎂質(zhì)精陶)，則精陶制品的濕膨脹傾向?qū)⒋鬄闇p少，釉的后期龜裂也可相應(yīng)降低。釉料中加入滑石可改善釉層的彈性，提高熱穩(wěn)定性、白度、透明度，降低燒成溫度，使釉的流動(dòng)性增加。61.第61頁(yè)，共101頁(yè)。蛇紋石蛇紋石與滑石同屬鎂的含水硅酸鹽礦物，化學(xué)式為3MgO2SiO22H20，晶體結(jié)構(gòu)式為Mg3SiO2(OH)4，理論化學(xué)組成：MgO 43，SiO2 44.1，H2O l 2.9，常含鐵、鈦、鎳等雜質(zhì)，鐵含量較高。 蛇紋石屬單斜晶系，晶體發(fā)育不完全，呈微細(xì)的鱗片狀和纖維狀集合體，有的呈致密

48、塊狀，有時(shí)夾雜極薄的石棉細(xì)脈。一般蛇紋石性質(zhì)較柔軟，外觀呈綠色或暗綠色，葉片狀蛇紋石呈灰色、淺黃、淡棕、淡藍(lán)等色，具有玻璃或脂肪光澤。莫氏硬度2.53，相對(duì)密度2.52.7。62.第62頁(yè)，共101頁(yè)。蛇紋石在加熱過(guò)程中，500700失去結(jié)構(gòu)水，10001200分解為鎂橄欖石與游離SiO2，1200之后，游離SiO2與部分鎂橄欖石結(jié)合生成頑火輝石，總反應(yīng)式如下：3MgO2SiO22H20一2 MgO2SiO2十MgOSiO22H2O 鎂橄欖石是一種橄欖綠色的、硬度很高(6.57)的架狀硅酸鎂，熔點(diǎn)1910。蛇紋石的成分與滑石有一定的相似之處，但由于其鐵含量高(可達(dá)78)，一般只用作堿性耐火材料

49、，也可用以制造有色的炻瓷器、地磚、耐酸陶器等。與滑石一樣，蛇紋石在使用時(shí)也需預(yù)燒以破壞其鱗片狀和纖維狀結(jié)構(gòu)，預(yù)燒溫度約1400。63.第63頁(yè)，共101頁(yè)。硅灰石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和酸性巖漿的接觸帶，由CaO與SiO2反應(yīng)而成。其化學(xué)通式為CaO SiO2，晶體結(jié)構(gòu)式為Ca SiO3，理論化學(xué)組成為CaO 48.25，SiO2 51.75。 64.第64頁(yè)，共101頁(yè)。硅灰石在陶瓷工業(yè)中的用途廣泛，可用于制造釉面磚、日用陶瓷、低損耗無(wú)線電陶瓷等，也可用于生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷、磨具、火花塞等。硅灰石作為堿土金屬硅酸鹽，在普通陶瓷坯體中可起助熔作用，降低坯體的燒結(jié)溫度。由于硅灰

50、石本身不含有機(jī)物和結(jié)構(gòu)水，而且干燥收縮和燒成收縮都很小，僅為6.7l06/（室溫800），因此，利用硅灰石與粘土配成的硅灰石質(zhì)坯料，很適宜快速燒成，特別適用于制備薄陶瓷制品。另外，在燒成后生成的硅灰石針狀晶體，在坯體中交叉排列成網(wǎng)狀，使產(chǎn)品的力學(xué)強(qiáng)度提高，同時(shí)所形成的含堿土金屬氧化物較多的玻璃相，其吸濕膨脹也小。用硅灰石代替方解石和石英配釉時(shí)，釉面不會(huì)因析出氣體而產(chǎn)生釉泡和針孔，但若用量過(guò)多會(huì)影響釉面的光澤。65.第65頁(yè)，共101頁(yè)。透輝石透輝石的化學(xué)式為CaOMgO2SiO2，晶體結(jié)構(gòu)式為CaMgSiO3，理論化學(xué)組成為：CaO 25.9，MgO 18.5，SiO2 55.6。透輝石主要形

51、成于接觸交代過(guò)程，也可是硅質(zhì)白云巖熱變質(zhì)的產(chǎn)物，常與含鐵的鈣鐵輝石系列礦物共生，故常含有鐵、錳、鋁等成分。透輝石屬于鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，單斜晶系，晶體無(wú)色，但因雜質(zhì)可含綠色至深褐色，晶體呈短柱狀，集合體呈粒狀、枚狀、放射狀。玻璃光澤，莫氏硬度67，密度3.273.38 g/cm3，熔點(diǎn)1391。66.第66頁(yè)，共101頁(yè)。透輝石也用作陶瓷低溫快速燒成的原料，尤其在釉面磚生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。原因之一是它本身不具多晶轉(zhuǎn)變，沒(méi)有多晶轉(zhuǎn)變時(shí)所帶來(lái)的體積效應(yīng)；其二是透輝石本身不含有機(jī)物和結(jié)構(gòu)水等揮發(fā)性組分，故可快速升溫；其三是透灰石是瘠性料，干燥收縮和燒成收縮都較小；其四是透灰石的膨脹系數(shù)不大（250

52、800時(shí)為7.5106/），且隨溫度的升高而呈直線性變化，也有利于快速燒成；其五是從透灰石中引入鈣、鎂組分，構(gòu)成了硅鋁鈣鎂為主要成分的低共熔體系，可大為降低燒成溫度。另外，透灰石也用于配制釉料，由于鈣鎂玻璃的高溫粘度低，對(duì)釉面光澤和平整度都有改善。67.第67頁(yè)，共101頁(yè)。霞石陶瓷工業(yè)中常用霞石正長(zhǎng)巖替代長(zhǎng)石。它的主要礦物組成為長(zhǎng)石類（正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石）及霞石(Na，K)AlSiO4的固熔體，次要礦物為輝石、角閃石等，外觀呈淺灰綠或淺紅褐色，脂肪光澤。霞石正長(zhǎng)巖除引入Na2O、K2O外，還能引入Al2O3及SiO2，這些都是陶瓷的主要成分。霞石正長(zhǎng)巖在l060左右開(kāi)始熔化，隨著堿含量

53、的不同，在11501200內(nèi)完全熔融，因此它是降低燒成溫度的主要原料。由于霞石正長(zhǎng)巖中Al2O3的含量比正長(zhǎng)石高（一般在23左右），幾乎不含游離石英，而且高溫下能熔解石英，故其熔融后的粘度較高。以霞石正長(zhǎng)巖代替長(zhǎng)石，可使坯體燒成時(shí)不易沉塌，制得的產(chǎn)品不易變形，熱穩(wěn)定性好，力學(xué)強(qiáng)度有所提高。但它的含鐵量往往校多，故需要精選。68.第68頁(yè)，共101頁(yè)。鋰輝石鋰輝石的化學(xué)式為L(zhǎng)i2OAl2O34SiO2，晶體結(jié)構(gòu)式為L(zhǎng)iAl(SiO3)2，理論化學(xué)組成為：Li2O 8.02，SiO2 64.58，Al2O3 27.40，含有鉀、鈉、鎂、錳、鐵等雜質(zhì)。鋰輝石有三種同質(zhì)多相變體，即-鋰輝石、-鋰輝石及

54、-鋰輝石，其中-鋰輝石是低溫穩(wěn)定變體，僅存在于自然界，在地質(zhì)學(xué)上通常稱為鋰輝石，屬于單斜晶系，鏈狀結(jié)構(gòu)。-鋰輝石是高溫穩(wěn)定變體，四方晶系，架狀結(jié)構(gòu)。-鋰輝石為高溫亞穩(wěn)態(tài)變體，六方晶系，架狀結(jié)構(gòu)。自然界中的鋰輝石為淺灰白色，常帶淺綠和黃綠等色調(diào)，晶粒粗大，常呈長(zhǎng)柱狀，集合體呈板狀和致密塊狀，莫氏硬度為6.57，密度3.033.22 g/cm3。69.第69頁(yè)，共101頁(yè)。鋰輝石（-鋰輝石）在加熱過(guò)程中，于850開(kāi)始轉(zhuǎn)化為-鋰輝石，1000時(shí)轉(zhuǎn)化趨于完全，此時(shí)出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)-鋰輝石，1100時(shí)-鋰輝石轉(zhuǎn)化為-鋰輝石，加熱到1430時(shí)達(dá)到不一致熔觸，其中的-鋰輝石視礦物雜質(zhì)含量多少可為-鋰輝石固熔體。7

55、0.第70頁(yè)，共101頁(yè)。方解石方解石是石灰?guī)r、大理巖的主要礦物，其理論組成為CaO 56%，CO2 44% ，但常含混入物鎂、鐵、錳、鋅等雜質(zhì)。屬于此組成的天然碳酸鹽原料還包括：冰洲石、鐘乳石、石筍、鐘乳石、白堊等。方解石屬三方晶系，晶體呈菱面體，有時(shí)呈粒狀或板狀。方解石純凈者無(wú)色，一般呈白色，含雜質(zhì)時(shí)可呈灰、黃、淺紅、綠、藍(lán)、紫和黑色等，玻璃光澤，解理面為珍珠光澤，性脆，莫氏硬度3，密度2.72 g/cm3。在高溫下（860970）分解生成CaO及CO2氣體。在冷的稀鹽酸中能劇烈反應(yīng)起泡，放出CO2。71.第71頁(yè)，共101頁(yè)。在陶瓷的坯體或釉料中常以方解石的形式引入CaO。它在坯料中于高

56、溫分解前起瘠化作用，分解后起熔劑作用。在較低溫度下能和坯料中的粘土及石英發(fā)生反應(yīng)，縮短燒成時(shí)間，并能增加產(chǎn)品的透明度，使坯釉的中間層形成得較好，增強(qiáng)坯釉結(jié)合。在制造石灰質(zhì)釉陶器時(shí)，方解石的用量可達(dá)10%20% ，制造軟質(zhì)瓷器時(shí)為1%3%。方解石式石灰釉的主要原料，它能提高釉的折射率、光澤度，并能改善釉的透光性。但如果在釉料中配合不當(dāng)，則易出現(xiàn)乳濁（析晶）現(xiàn)象，單獨(dú)作熔劑時(shí)，在煤窯或油窯中易引起陰黃、吸煙。72.第72頁(yè)，共101頁(yè)。菱鎂礦菱鎂礦的化學(xué)通式是MgCO3，理論化學(xué)組成為MgO 47.82，CO2 52.18。菱鎂礦呈白色或灰白色，含鐵者為褐色，玻璃光澤。密度為2.93.1 g/cm

57、3，莫氏硬度3.45.0，沿棱面解理完全，集合體多呈細(xì)粒致密塊狀產(chǎn)出。菱鎂礦可與菱鐵礦形成連續(xù)固熔體，隨著鐵含量的增加，相對(duì)密度和折射率也提高。73.第73頁(yè)，共101頁(yè)。菱鎂礦在加熱過(guò)程中，從350 開(kāi)始分解生成CO2及MgO，伴有很大的體積收縮，溫度達(dá)到550650 時(shí)，反應(yīng)速度加劇，至1000時(shí)分解完全。生成的輕燒MgO，質(zhì)地疏松，化學(xué)活性大。繼續(xù)升溫，MgO體積收縮，化學(xué)活性減小，密度增加。同時(shí)菱鎂礦中CaO、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)與MgO逐步生成低熔點(diǎn)化合物。至15501650時(shí)，MgO晶格缺陷得到校正，晶粒逐漸發(fā)育長(zhǎng)大，組織結(jié)構(gòu)致密，生成以方鎂石為主要礦物的燒結(jié)鎂石。菱鎂礦是制

58、造耐火材料的重要原料，也是新型陶瓷工業(yè)中用于合成尖晶石（MgOAL2O3）鐵酸鎂（MgOTiO2）和鎂橄欖石瓷（2MgOSiO2）等的主要原料，同時(shí)作為輔助原料和添加劑被廣泛應(yīng)用。在釉料中加入菱鎂礦可引入MgO，其作用與滑石相似，可提高釉的白度、抗熱震性、改善釉的彈性，降低釉的成熟溫度。74.第74頁(yè)，共101頁(yè)。白云石白云石是CaCO3和MgCO3的復(fù)鹽，化學(xué)通式為CaMg(CO3)2，其理論組成為CaO 30.41，MgO 21.87，m(CaO)m(MgO)1.39，密度2.82.9 g/cm3，莫氏硬度3.54.0，性脆，遇稀酸微微起泡。白云石純者并不多見(jiàn)，通常有少量的Fe2+、Mn2

59、+取代Mg2+，故化學(xué)組成中常有鐵、錳，偶含鎳、鋅等成分。75.第75頁(yè)，共101頁(yè)。白云石一般呈白色或無(wú)色，含鐵者為黃褐色，玻璃至珍珠光澤。白云石在高溫下會(huì)分解生成CaO、MgO及CO2，大約在800開(kāi)始先是MgCO3分解出MgO及CO2，到950時(shí)CaCO3再行的分解成CaO及CO2。在陶瓷工業(yè)中，白云石的使用能同時(shí)引入CaO及MgO，它們一般起熔劑作用，能降低燒成溫度，促進(jìn)石英的熔解和莫來(lái)石的生成。在釉中能提高透光性能，釉不易乳濁，但慢冷時(shí)釉中會(huì)析出少量針狀莫來(lái)石，并能提高釉的熱穩(wěn)定性以及在一定程度上防止吸煙。76.第76頁(yè)，共101頁(yè)。陶瓷工業(yè)中使用的天然原料還有硼砂、硼酸、偉晶花崗巖

60、、透閃石、骨灰、磷灰石、鋯英石等。近年來(lái)，由于環(huán)境保護(hù)的要求，以及優(yōu)質(zhì)陶瓷原料資源日益枯竭，人們又相繼研究了利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)陶瓷制品的技術(shù)，煤矸石、高爐礦渣、磷礦渣、螢石礦渣、粉煤灰等都在陶瓷工業(yè)中得到了具體應(yīng)用。 77.第77頁(yè)，共101頁(yè)。新型陶瓷原料 （一）氧化物原料 1.氧化鋁(Al2O3) a.氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)變氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)變示意圖78.第78頁(yè)，共101頁(yè)。b.Al2O3原料的制備 制取氧化鋁的方法是澳大利亞的化學(xué)家拜耳（Karl Joseph Bayer）于18891892年發(fā)明的。 制取工業(yè)Al2O3的原料為鋁土礦，主要步驟為：燒結(jié)、溶出、脫硅、分解和煅燒 。氧化鋁粉體79.第