第 2 章坯料及其計算

1、第二章 坯 料1第一節(jié)坯料組成的表示方法第三節(jié) 配料計算第二節(jié) 坯料的類型2第一節(jié) 坯料組成的表示方法(p69)配料量表示法 化學(xué)組成表示方法 實驗式表示法 示性礦物組成表示法31、配料量表示法： 用原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（或質(zhì)量）來表示配方組成的方法。最常見的表示方法。 石英 13% 長石 22% 寬城土 65% 滑石 1% 優(yōu)點：具體反映了原料的名稱和數(shù)量，直觀，易記。 便于生產(chǎn)和試驗。缺點：各地區(qū)、各廠所用原料的組成和性質(zhì)不同，無法相互對照或直接引用。42、化學(xué)組成表示方法： 以坯料中的各組成氧化物的質(zhì)量百分比來表示配方組成的方法?；蚍Q氧化物質(zhì)量百分比表示法。 SiO2 Al2O3 Fe2O3

2、 CaO MgO K2O Na2O I.L 總計 63.37 24.87 0.81 1.15 0.32 2.05 1.89 5.54 100 單位：wt優(yōu)點：1.根據(jù)組成含量的多少，對坯料燒成溫度、變化趨勢、收縮大小、坯體顏色等進行初步判斷。2.可以利用所用原料的化學(xué)組成，計算符合給定化學(xué)組成的配方。缺點：原料和產(chǎn)品中的這些氧化物不是孤立的，關(guān)系復(fù)雜，此法有局限性。5 3、實驗式表示法： 以各種氧化物的摩爾數(shù)的比例來表示。 (堿性 ) (中性或兩性=1 ) (酸性) 4.232 SiO20.9795 Al2O3 0.0205 Fe2O3 0.0872 K2O 0.1224 Na2O 0.082

3、3 CaO 0.0319 MgO 6特點：1.可以明確的看出各組分之間的關(guān)系，判斷組成特性，估價高溫性能，以利于坯料的配置與調(diào)整，用來指導(dǎo)生產(chǎn)。2.直觀反映各氧化物之間的相互關(guān)系。74、示性礦物組成表示法： 坯料配方組成以純理論的粘土，石英，長石等礦物來表示的方法。 粘土礦物 63.08% 長石礦物 28.62% 石英礦物 8.3%優(yōu)點：進行配料計算較為簡便。依據(jù)：同類型的礦物在坯料中所起的作用基本相同。（其實，礦物種類非常多，差異很大）缺點：反映的情況粗略。8第二節(jié) 坯料的類型長石質(zhì)瓷 絹云母質(zhì)瓷 骨灰瓷 鎂質(zhì)瓷9一 長石質(zhì)瓷 屬長石石英高嶺土為主的三組分配料。 一般燒成溫度在1250 C-

4、1350 C 巖相組成（T1450C）時， 一般相組成： 玻璃相5060%，莫來石 10-20% ，殘余石英 8-12% ，方石英 6-10%10瓷的特點： 、長石質(zhì)瓷的白度高。 、具有半透明性。 3、燒成溫度在1250C 以上的長石質(zhì)瓷，成瓷后，不透氣，吸水率低，瓷質(zhì)堅硬，斷面呈光澤的貝殼狀，機械強度高，化學(xué)穩(wěn)定性好。 11 ）由于配料中粘土含量高，所以坯料的可塑性好，易于成型。 ）玻璃相含量高，但由于玻璃相為鉀玻璃，燒成溫度范圍寬。其熔體的高溫粘度大，高溫粘度系數(shù)小，盡管玻璃熔體含量大，但出現(xiàn)的速度慢且粘度大，所以，高溫變形小，燒成容易控制。 ）產(chǎn)品一般做日用瓷，餐，茶，酒具，工藝美術(shù)瓷，

5、要求性能不高的工業(yè)瓷。 工藝性能： 12特點：燒成溫度高，機械強度高，熱穩(wěn)定好，透明性差。 應(yīng)用：化學(xué)瓷，耐熱瓷，高壓電瓷，研磨體（球磨罐），日用瓷。 注意：因為粘土含量高，為防止收縮太大，可加入的熟 粘土。）高長石質(zhì)瓷 長石含量大于30%，石英1030，粘土2550。 特點：燒成溫度低，易變形。半透明性好，脆。熱穩(wěn)定性差。 應(yīng)用：藝術(shù)瓷，日用瓷。常見類型： ）高粘土質(zhì)硬質(zhì)瓷 粘土的含量大于，石英小于（常用），長石大約。13 長石質(zhì)瓷的物理化學(xué)基礎(chǔ)：K2OAl2O3SiO2系統(tǒng)三元相圖。14化學(xué)組成波動的范圍：（P47表2-5）SiO2 65%75% Al2O319%25% R2O+RO46.

6、5%15 瓷坯中各種氧化物的作用及其相互關(guān)系SiO2：由粘土和長石引入，不足部分由石英補充。一部分SiO2與Ai2O3在高溫時生成莫來石晶體，莫來石晶體與殘余石英一起，形成瓷坯的骨架；一部分SiO2則與堿性金屬氧化物在高溫下生成玻璃相，使制品具有半透明性。16SiO2是瓷坯的主要成分，含量很高，它直接影響陶瓷的強度和其他性能。但含量不能過高，如果超過75%，陶瓷制品燒后熱穩(wěn)定性變壞，易出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象。17Al2O3：瓷中的Al2O3也是瓷坯的主要組成，主要由長石和高嶺土引入。一部分存在于莫來石晶體中，另一部分熔解在熔體中以玻璃相的形式存在。 Al2O3的含量增加，可以提高陶瓷制品的物理化學(xué)性能和

7、機械強度，提高白度和燒成溫度。但它的含量過高（超過28%），會導(dǎo)致制品不易燒熟；含量過低（低于15%），則又易使制品趨于變形和軟塌。18K2O和Na2O：K2O和Na2O主要由長石引入，它們是成瓷的主要成分，起助溶劑作用，存在于玻璃相中提高透明度。一般K2O、Na2O含量在5%左右。若含量過高，則會急劇降低瓷的燒成溫度與熱穩(wěn)定性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)， K2O和Na2O作用有差異。在化學(xué)穩(wěn)定性、彈性、熱穩(wěn)定性方面， K2O的性能比較好，制品的燒成溫度范圍也比較寬，得到的瓷質(zhì)音韻洪亮、鏗鏘有聲。特別是在南方瓷區(qū)，這一特性尤為明顯。具湖南界牌瓷廠研究， Na2O過多，瓷的聲音沉啞。一般控制K2O、Na2O含

8、量低于5%。19堿土金屬氧化物（CaO、MgO）：在我國的瓷坯中，一般不專門引入堿土金屬氧化物，因而含量較少。它與堿金屬氧化物共同起助熔作用，若引入一定量的CaO、MgO，還可以提高瓷的熱穩(wěn)定性、機械強度、白度和透光度，改善瓷的色調(diào)，減弱鐵鈦的不良著色作用。20Fe2O3、TiO2和MnO：含量很少，但對制品染色的危害很大。提別是Fe2O3 ，不僅使制品呈黃褐色或暗灰色（視燒成氣氛而異），還可能出現(xiàn)黑點兒或熔洞。 TiO2的著色雖比Fe2O3輕，但亦使瓷發(fā)黃或陰暗，且含量多時會出現(xiàn)淡棕色。對以上幾種著色氧化物必須嚴(yán)加控制。一般要求坯料組成中Fe2O3含量在1%一下， TiO2含量在0.2%以下

9、。21瓷中各氧化物之間的關(guān)系：采用坯式中的硅鋁坐標(biāo)圖說明。22令坯式中的堿性氧化物的摩爾數(shù)為1，以Al2O3摩爾數(shù)為縱坐標(biāo)，以SiO2的摩爾數(shù)為橫坐標(biāo)，標(biāo)出一系列瓷坯的組成點。瓷區(qū)1：是我國日用瓷組成區(qū) Al2O31.9-4.5 SiO212-20燒成溫度1300左右瓷區(qū)2：是國外瓷和個別國內(nèi)瓷的組成區(qū)： Al2O34.0-6.0 SiO220.5-27.5燒成溫度1400左右規(guī)律：1. Al2O3/ SiO2=1:5左右； 2.坯料中Al2O3的摩爾數(shù)應(yīng)不低于2。2324配方調(diào)試： 在示性礦物組成的基礎(chǔ)上，考慮到實際原料及生產(chǎn)工藝因素而定的。25.配方中的粘土，應(yīng)用高嶺土或燒后白色的粘土，視

10、其成型性能，應(yīng)采用一定量的高可塑性粘土。 .配方中的長石調(diào)整（主要為鉀長石，鈉長石） .石英：用量不超過。 .其它成分： a.加入-的滑石，引入MgO。(助熔、堇青石提高熱穩(wěn)定性、與FeO形成固溶體提高白度) b.加入廢瓷粉，不超過10%。 c.鐵，鈦含量過高，加入少量磷酸鹽，可適當(dāng)降低坯體的燒成溫度，提高瓷體的白度。 d.加少量的著色劑，得到不同的著色泥坯。26二.絹云母質(zhì)瓷 絹云母（K2O3Al2O36SiO22H2O）KAl2(AlSiO2Si)4O10(OH)2nH2+SiO2 作為熔劑。 絹云母通過瓷石引入的。 瓷石由石英和絹云母及少量其它礦物所組成。 瓷石原料熔融后粘度高（原因：含

11、石英，石英溶于液相提高液相的高溫粘度；絹云母可分解為玻璃相和白榴石，具有長石的特性。）27巖相組成： 石英，方石英，莫來石，玻璃相 瓷的特點： 、半透明性好，瓷體中熔體含量高。 、相同條件下，燒成溫度低，石英顆粒細(xì)，易熔。 、還原焰燒成，瓷質(zhì)白里泛青。28工藝特點： .絹云母質(zhì)瓷的成瓷范圍： 絹云母3050%，石英 1525% ，高嶺土 3050%，其它510% 實際配方：瓷石7030%，高嶺土3070% .絹云母可形成莫來石，且形成莫來石溫度較低而量多，具有粘土的特征，具有一定的塑性。隨絹云母含量不同燒成溫度不同，一般在13501300。 3.燒成用還原焰，成瓷后色調(diào)柔和。29三.磷酸鹽質(zhì)瓷

12、（骨灰瓷、骨質(zhì)瓷） 以骨灰（磷酸鹽），高嶺土，長石，石英配料。 1.巖相組成： 玻璃相40%，-Ca3（PO4）240%，Ca-長石20%，少量的方石英，氣孔，莫來石。 302.配方： 化學(xué)組成： 主要化學(xué)成分：P2O5，SiO2，Al2O，CaO。其中的CaO ，P2O5由骨灰引入。 坯式的大致范圍： 1.979.08 SiO2 1.158.3RO Al2O3 0.352.67 P2O5 31實際配方范圍： 骨灰 4050% 長石 10%， 高嶺土 30%， 石英 10% 如某廠實際配方： 石英8， 長石10，滑石2，生砂石7，骨灰40，堿干6， 木節(jié)5， 寬城土22323.瓷質(zhì)特點： 1）

13、半透明性好 -Ca3（PO4）2 ，Ca-長石晶相與玻璃相折射率接近，散射不大，所以，在玻璃相不太高的情況下，具有很好的半透明性。 332）白度高，粘土用量少，原料中鐵含量極低，且少量的鐵在磷酸鹽中以6配位存在，此時鐵離子不顯色。其白度一般在80 以上。 343）光澤好，一般采用二次燒成，特別是高溫素?zé)?，低溫釉燒時，因為釉燒過程中基本無素?zé)龝r的化學(xué)反應(yīng)，所以不再有氣體排除。 354）裝飾效果好，瓷釉通常采用熔塊釉，和半低溫熔塊釉，釉面平整度好。 36 5）機械強度低，熱穩(wěn)定性差。 主要由-Ca3（PO4）2晶相和Ca-長石晶相決定（晶相的機械強度低，線脹系數(shù)大）。374、工藝特點： 1）坯料中

14、瘠性料含量多，需加入一定量的粘土，以保證成型性能和生坯的干燥強度。但用量不能太多，否則，半透明性減弱，失去骨灰瓷的特點。所以需加高可塑性的粘土。382）燒成溫度范圍窄。 原因：（1）在接近燒成溫度附近，生成的鈣長石溶于液相，且速度快，則此時液相急劇增加，導(dǎo)致燒成溫度范圍窄， （2）磷酸鹽玻璃的高溫粘度小，高溫粘度系數(shù)大，導(dǎo)致燒成溫度范圍窄。 通常采取在燒成溫度下延長時間保溫，即低溫保溫，防止液相增加太快導(dǎo)致制品變形過大。 393）還原焰下燒成，燈光下淡綠色調(diào)；氧化焰下，純白，色調(diào)柔和。 4）燒成方式：低溫素?zé)?，高溫釉燒；高溫素?zé)蜏赜詿?0四.鎂質(zhì)瓷 包括滑石質(zhì)瓷、鎂橄欖石瓷、尖晶石瓷和堇青石瓷。 41滑石質(zhì)瓷 1.巖相組成：原頑火輝石為主晶相，少量的斜頑火輝石和方石英，少量的玻璃相。 422.配方：滑石6778%，粘土1520%，長石610% 化學(xué)組成：SiO2 : 64