陶瓷工藝學(xué)第一章原料

《陶瓷工藝學(xué)第一章原料》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《陶瓷工藝學(xué)第一章原料（117頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、陶瓷工藝學(xué)陶瓷工藝學(xué)第一章第一章 陶瓷原料陶瓷原料原料是陶瓷生產(chǎn)的基礎(chǔ)，人們最初使用的主要是天然的原料是陶瓷生產(chǎn)的基礎(chǔ)，人們最初使用的主要是天然的礦物或巖石原料。礦物或巖石原料。礦物是地殼中的一種或多種化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形成的礦物是地殼中的一種或多種化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形成的天然單晶或化合物，是組成巖石和礦石的基本單位。天然單晶或化合物，是組成巖石和礦石的基本單位。早期：早期：單一單一的黏土礦物原料，就地取材的黏土礦物原料，就地取材隨著陶瓷工藝技術(shù)的發(fā)展及對制品性能要求的提高，人們逐漸地隨著陶瓷工藝技術(shù)的發(fā)展及對制品性能要求的提高，人們逐漸地在坯料中加入了其他礦物原料，即在坯料中加入

2、了其他礦物原料，即除用黏土作為可塑性原料外，除用黏土作為可塑性原料外，還適當(dāng)添加石英作為瘠性原料，添入長石以及其他含堿金屬及堿還適當(dāng)添加石英作為瘠性原料，添入長石以及其他含堿金屬及堿土金屬的礦物作為熔劑原料。土金屬的礦物作為熔劑原料。一般按原料的工藝特性分為：一般按原料的工藝特性分為：可塑性原料、瘠性原料、熔劑性可塑性原料、瘠性原料、熔劑性原料和功能性原料原料和功能性原料四大類。四大類。導(dǎo)導(dǎo) 論論1. 可塑性原料可塑性原料可塑性原料的礦物成分主要是可塑性原料的礦物成分主要是黏土礦物黏土礦物，均屬于層狀構(gòu)造的硅酸鹽，均屬于層狀構(gòu)造的硅酸鹽，其顆粒一般屬顯微粒度以下（其顆粒一般屬顯微粒度以下（10

3、m），并具有一定可塑性的礦物。如），并具有一定可塑性的礦物。如高嶺土、多水高嶺土、膨潤土、瓷土等。高嶺土、多水高嶺土、膨潤土、瓷土等。作用：塑化和結(jié)合，賦予坯料可塑性和注漿成形性能，保證干坯強(qiáng)度作用：塑化和結(jié)合，賦予坯料可塑性和注漿成形性能，保證干坯強(qiáng)度及燒后的各種使用性能如機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等，它們及燒后的各種使用性能如機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等，它們是成形能夠進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是黏土質(zhì)陶瓷的成瓷基礎(chǔ)。是成形能夠進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是黏土質(zhì)陶瓷的成瓷基礎(chǔ)。2. 瘠性原料瘠性原料瘠性原料的礦物成分主要是瘠性原料的礦物成分主要是非可塑性非可塑性的硅、鋁的氧化物及含氧鹽。如的硅、鋁的氧化物

4、及含氧鹽。如石英、蛋白石、葉蠟石、黏土煅燒后的熟料、廢瓷粉等。石英、蛋白石、葉蠟石、黏土煅燒后的熟料、廢瓷粉等。作用：起減黏作用，降低坯料的黏性，燒成后部分石英溶解在長石玻作用：起減黏作用，降低坯料的黏性，燒成后部分石英溶解在長石玻璃中，提高液相黏度，防止高溫變形，冷卻后在瓷坯中起骨架作用。璃中，提高液相黏度，防止高溫變形，冷卻后在瓷坯中起骨架作用。3. 熔劑性原料熔劑性原料熔劑性原料的礦物成分主要是熔劑性原料的礦物成分主要是堿金屬、堿土金屬堿金屬、堿土金屬的氧化物的氧化物及含氧鹽。如長石、石灰石、白云石、滑石、鋰云母、偉及含氧鹽。如長石、石灰石、白云石、滑石、鋰云母、偉晶花崗巖等。晶花崗巖等

5、。作用：助熔，高溫熔融后可以溶解一部分石英及高嶺土分作用：助熔，高溫熔融后可以溶解一部分石英及高嶺土分解產(chǎn)物，熔融后的高黏度玻璃可以起到高溫膠結(jié)作用。常解產(chǎn)物，熔融后的高黏度玻璃可以起到高溫膠結(jié)作用。常溫時也起減黏作用。溫時也起減黏作用。4. 功能性原料功能性原料除上述的三大類原料以外的其他原料及輔助原料統(tǒng)稱為功除上述的三大類原料以外的其他原料及輔助原料統(tǒng)稱為功能性原料。如氧化鋅、鋯英石、色料、電解質(zhì)等。它們在能性原料。如氧化鋅、鋯英石、色料、電解質(zhì)等。它們在生產(chǎn)上不起主要作用，也不是成瓷的必要成分，一般是生產(chǎn)上不起主要作用，也不是成瓷的必要成分，一般是少少量加入即能顯著提高制品某些方面的性能

6、量加入即能顯著提高制品某些方面的性能，有時是為了改，有時是為了改善坯釉料工藝性能而不影響到制品的性能，從而有利于生善坯釉料工藝性能而不影響到制品的性能，從而有利于生產(chǎn)工藝的實現(xiàn)。產(chǎn)工藝的實現(xiàn)。陶瓷生產(chǎn)中，對于陶器每噸產(chǎn)品約需消耗原料陶瓷生產(chǎn)中，對于陶器每噸產(chǎn)品約需消耗原料1.5t；對于瓷器；對于瓷器每噸產(chǎn)品約需消耗原料每噸產(chǎn)品約需消耗原料1.63t。陶瓷生產(chǎn)中釉用原料的消耗量一。陶瓷生產(chǎn)中釉用原料的消耗量一般為坯消耗量的般為坯消耗量的1/7 1/15。生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品的成本結(jié)構(gòu)中，原料部分占生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品的成本結(jié)構(gòu)中，原料部分占8%10%。原料是陶。原料是陶瓷工業(yè)的基礎(chǔ)，原料的質(zhì)量是影響坯釉料工藝性

7、能、生產(chǎn)工藝瓷工業(yè)的基礎(chǔ)，原料的質(zhì)量是影響坯釉料工藝性能、生產(chǎn)工藝控制及產(chǎn)品性能的一個重要因素。研究和掌握各類原料的性能控制及產(chǎn)品性能的一個重要因素。研究和掌握各類原料的性能和作用，對我們制訂理想的配方，合理使用原料及確定適當(dāng)?shù)暮妥饔?，對我們制訂理想的配方，合理使用原料及確定適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝流程都有重要的意義。生產(chǎn)工藝流程都有重要的意義。天然原料的不均勻性：地質(zhì)成礦條件復(fù)雜多變，天然原天然原料的不均勻性：地質(zhì)成礦條件復(fù)雜多變，天然原料往往共生或伴生有不同種類、含量的雜質(zhì)礦物，使得料往往共生或伴生有不同種類、含量的雜質(zhì)礦物，使得天然原料的化學(xué)組成、礦物組成和工藝性能產(chǎn)生波動天然原料的化學(xué)組成、礦物

8、組成和工藝性能產(chǎn)生波動。人工合成原料：新型陶瓷材料及新的品種不斷涌現(xiàn)，對陶瓷性人工合成原料：新型陶瓷材料及新的品種不斷涌現(xiàn)，對陶瓷性能日益增高的要求，對陶瓷原料的要求也越來越高，一般需采能日益增高的要求，對陶瓷原料的要求也越來越高，一般需采用用均一而又高純均一而又高純的人工合成原料。的人工合成原料。1.1 黏土類原料黏土類原料 黏土（黏土（clay）是一種顏色多樣、細(xì)分散的多種含水鋁硅酸鹽礦物）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的混合體，其礦物粒徑一般小于2 m，主要由黏土礦物以及其它，主要由黏土礦物以及其它一些雜質(zhì)礦物組成。一些雜質(zhì)礦物組成。色彩上：黏土

9、可呈白、灰、黃、紅、黑等各種顏色；色彩上：黏土可呈白、灰、黃、紅、黑等各種顏色；狀態(tài)上：有的疏松柔軟，且在水中自然分散；有的則呈致密堅硬塊狀態(tài)上：有的疏松柔軟，且在水中自然分散；有的則呈致密堅硬塊狀。狀。黏土的可塑性主要取決于其所含黏土礦物的結(jié)構(gòu)與性能。黏土的可塑性主要取決于其所含黏土礦物的結(jié)構(gòu)與性能。黏土礦物主要是一些含水鋁硅酸鹽礦物，其晶體結(jié)構(gòu)是由硅氧四面體組成黏土礦物主要是一些含水鋁硅酸鹽礦物，其晶體結(jié)構(gòu)是由硅氧四面體組成的的Si4O104- 層和由鋁氧八面體組成的層和由鋁氧八面體組成的AlO(OH)2 層相互以頂角連接起來的層相互以頂角連接起來的層狀結(jié)構(gòu)，這種層狀結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了

10、各種黏土礦物的性能。層狀結(jié)構(gòu)，這種層狀結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了各種黏土礦物的性能。除可塑性外，黏土通常還具有較高的耐火度、良好的吸水性、膨脹性和吸除可塑性外，黏土通常還具有較高的耐火度、良好的吸水性、膨脹性和吸附性附性。（1）黏土具有）黏土具有可塑性可塑性，在工藝上稱其為可塑性原料。將黏土與，在工藝上稱其為可塑性原料。將黏土與適量的水調(diào)合后，可塑造成各種形狀，干燥后能保持塑成的形狀，適量的水調(diào)合后，可塑造成各種形狀，干燥后能保持塑成的形狀，經(jīng)高溫煅燒后仍能不失原狀，且變得巖石般堅硬。經(jīng)高溫煅燒后仍能不失原狀，且變得巖石般堅硬。（2）黏土是一類巖石的總稱，這有利于區(qū)分黏土、黏土礦物、）黏土是一類巖

11、石的總稱，這有利于區(qū)分黏土、黏土礦物、高嶺土、高嶺石等這些名詞的不同。高嶺土、高嶺石等這些名詞的不同。（3）黏土的顆粒微細(xì)，一般小于）黏土的顆粒微細(xì)，一般小于10m。（4）黏土中的主要礦物為含水的鋁硅酸鹽礦物，這類礦物均屬）黏土中的主要礦物為含水的鋁硅酸鹽礦物，這類礦物均屬于于層狀構(gòu)造硅酸鹽層狀構(gòu)造硅酸鹽，如高嶺石、水云母、蒙脫石等。，如高嶺石、水云母、蒙脫石等。黏土的特征黏土的特征1.1.1 黏土的成因與產(chǎn)狀黏土的成因與產(chǎn)狀地球外殼的主要成分為硅酸鹽，從地表至地下地球外殼的主要成分為硅酸鹽，從地表至地下15km處的地層幾乎處的地層幾乎均有各種硅酸鹽礦物構(gòu)成，其平均成分如下：均有各種硅酸鹽礦物

12、構(gòu)成，其平均成分如下：SiO2 59.1%，Al2O3 15.4%，Na2O 3.8%，MgO 3.5%，K2O 3.1%，F(xiàn)e2O3 6.9%，CaO 5.1%，TiO2 1.1%，P2O5 0.3%。黏土是自然界產(chǎn)出的多種礦物混合體，普遍存在于各種類型的黏土是自然界產(chǎn)出的多種礦物混合體，普遍存在于各種類型的沉積巖沉積巖中，占沉積巖礦物組成的中，占沉積巖礦物組成的40%以上以上各種富含鋁硅酸鹽的巖石，如長石、偉晶花崗巖、斑巖、片麻巖等，各種富含鋁硅酸鹽的巖石，如長石、偉晶花崗巖、斑巖、片麻巖等，經(jīng)過漫長地質(zhì)年代的風(fēng)化或熱液蝕變作用，均可形成黏土。經(jīng)過漫長地質(zhì)年代的風(fēng)化或熱液蝕變作用，均可形成

13、黏土。經(jīng)風(fēng)化或蝕變作用而生成黏土的巖石統(tǒng)稱為黏土的母巖。經(jīng)風(fēng)化或蝕變作用而生成黏土的巖石統(tǒng)稱為黏土的母巖。母巖經(jīng)風(fēng)化作用而形成的黏土產(chǎn)于地表或不太深的風(fēng)化殼以下，而經(jīng)母巖經(jīng)風(fēng)化作用而形成的黏土產(chǎn)于地表或不太深的風(fēng)化殼以下，而經(jīng)熱液蝕變作用而形成的黏土常產(chǎn)于地殼較深處。熱液蝕變作用而形成的黏土常產(chǎn)于地殼較深處。長石及絹云母通過風(fēng)化作用轉(zhuǎn)化為高嶺石的反應(yīng)：長石及絹云母通過風(fēng)化作用轉(zhuǎn)化為高嶺石的反應(yīng)：風(fēng)化生成的基本產(chǎn)物是風(fēng)化生成的基本產(chǎn)物是Al2Si2O5(OH)4，稱為高嶺石，主要由高嶺石組成，稱為高嶺石，主要由高嶺石組成的黏土就是高嶺土。此外，還有可溶性的的黏土就是高嶺土。此外，還有可溶性的K2

14、CO3、難溶性的、難溶性的CaCO3以及以及游離的游離的SiO2。母巖不同，風(fēng)化與蝕變條件不同，常形成不同類型的黏土礦物。母巖不同，風(fēng)化與蝕變條件不同，常形成不同類型的黏土礦物。蒙脫石類黏土：蒙脫石類黏土：由火山熔巖或凝灰?guī)r在堿性環(huán)境中經(jīng)熱液蝕變形成由火山熔巖或凝灰?guī)r在堿性環(huán)境中經(jīng)熱液蝕變形成伊利石類黏土：伊利石類黏土：由白云母在中性或弱堿性條件下風(fēng)化形成由白云母在中性或弱堿性條件下風(fēng)化形成風(fēng)化過程必須經(jīng)過漫長的地質(zhì)時期，并要有適當(dāng)?shù)臈l件才能使黏土礦物風(fēng)化過程必須經(jīng)過漫長的地質(zhì)時期，并要有適當(dāng)?shù)臈l件才能使黏土礦物形成工業(yè)礦床。形成工業(yè)礦床。粘土的分類粘土的分類v按成因分類按成因分類1.原生粘土

15、：一次粘土，母巖風(fēng)化后在原地留下來的粘土，產(chǎn)生的可溶性原生粘土：一次粘土，母巖風(fēng)化后在原地留下來的粘土，產(chǎn)生的可溶性鹽被水帶走，因此質(zhì)地較純，耐火度高，顆粒較粗，可塑性差；鹽被水帶走，因此質(zhì)地較純，耐火度高，顆粒較粗，可塑性差；2.次生粘土：二次粘土、沉積粘土，由河水或風(fēng)力將風(fēng)化產(chǎn)生的粘土遷移次生粘土：二次粘土、沉積粘土，由河水或風(fēng)力將風(fēng)化產(chǎn)生的粘土遷移至低洼地帶沉淀所成。顆粒較細(xì)，可塑性好，夾雜其它雜質(zhì)，耐火度差。至低洼地帶沉淀所成。顆粒較細(xì)，可塑性好，夾雜其它雜質(zhì)，耐火度差。v按可塑性分按可塑性分1.高可塑性粘土：軟質(zhì)粘土、結(jié)合粘土，分散度大，呈疏松狀或板狀、頁高可塑性粘土：軟質(zhì)粘土、結(jié)合

16、粘土，分散度大，呈疏松狀或板狀、頁狀，如膨潤土等；狀，如膨潤土等；2.低可塑性粘土：硬質(zhì)粘土，分散度小，呈致密狀、石狀，如葉臘石、焦低可塑性粘土：硬質(zhì)粘土，分散度小，呈致密狀、石狀，如葉臘石、焦寶石等；寶石等；v按耐火度分類按耐火度分類1.耐火粘土：耐火度耐火粘土：耐火度1580度以上，雜質(zhì)含量少，灼燒后呈白色、灰色或淺度以上，雜質(zhì)含量少，灼燒后呈白色、灰色或淺黃色；黃色；2.難熔粘土：耐火度難熔粘土：耐火度13501580度，含度，含1015%易熔雜質(zhì)易熔雜質(zhì)3.易熔粘土，耐火度易熔粘土，耐火度1350度以下，含大量雜質(zhì)，如黃鐵礦等。度以下，含大量雜質(zhì)，如黃鐵礦等。黏土的成因1. 風(fēng)化殘積型

17、風(fēng)化殘積型深成的巖漿巖（如花崗巖、偉晶巖、長英巖等）在原地風(fēng)化后即殘深成的巖漿巖（如花崗巖、偉晶巖、長英巖等）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)化型黏土礦床主要分布在我國南方風(fēng)化型黏土礦床主要分布在我國南方(如景德鎮(zhèn)高嶺村、晉江白安、如景德鎮(zhèn)高嶺村、晉江白安、潮州飛天燕等地），一般稱為潮州飛天燕等地），一般稱為一次黏土一次黏土風(fēng)化型黏土礦床中，有時候會發(fā)現(xiàn)母巖巖體與下層或沿層活動的地風(fēng)化型黏土礦床中，有時候會發(fā)現(xiàn)母巖巖體與下層或沿層活動的地下水作用，形成潛蝕淋積礦床下水作用，形成潛蝕淋積礦床,如敘永六拐河礦。如敘永六拐河礦。高嶺村

18、高嶺村2. 熱液蝕變型熱液蝕變型高溫巖漿冷凝結(jié)晶后，殘余巖漿中含有大量的揮發(fā)分及水，溫高溫巖漿冷凝結(jié)晶后，殘余巖漿中含有大量的揮發(fā)分及水，溫度進(jìn)一步降低時，水分則以液態(tài)存在，但其中溶有大量其它化度進(jìn)一步降低時，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，會形成黏土礦床，這合物。當(dāng)這種熱液（水）作用于母巖時，會形成黏土礦床，這就稱為熱液蝕變型黏土礦，如蘇州陽山土。就稱為熱液蝕變型黏土礦，如蘇州陽山土。3. 沉積型黏土礦床沉積型黏土礦床風(fēng)化了的黏土礦物借雨水或風(fēng)力的搬運作用搬離原母巖后，風(fēng)化了的黏土礦物借雨水或風(fēng)力的搬運作用搬離原母巖后，在低洼的地方沉積而成的礦床，稱

19、為在低洼的地方沉積而成的礦床，稱為二次黏土二次黏土（也稱沉積黏（也稱沉積黏土或次生黏土），如南安康垅，清遠(yuǎn)源潭。土或次生黏土），如南安康垅，清遠(yuǎn)源潭。1.1.2 黏土的組成黏土的組成黏土的性能取決于黏土的組成，包括黏土的黏土的性能取決于黏土的組成，包括黏土的礦物組成、化學(xué)礦物組成、化學(xué)組成和顆粒組成。組成和顆粒組成。1. 黏土的化學(xué)組成黏土的化學(xué)組成主要化學(xué)成分為主要化學(xué)成分為SiO2、A12O3和結(jié)晶水（和結(jié)晶水（H2O）。）。 隨著地質(zhì)條件不同，含有少量的堿金屬氧化物隨著地質(zhì)條件不同，含有少量的堿金屬氧化物K2O、Na2O，堿土金屬，堿土金屬氧化物氧化物CaO、MgO，以及著色氧化物，以及

20、著色氧化物Fe2O3、TiO2等。等。 風(fēng)化殘積型黏土：一般風(fēng)化殘積型黏土：一般SiO2 2含量高，含量高，A12 2O3 3含量低，鐵含量高于鈦，富含量低，鐵含量高于鈦，富含游離石英及未風(fēng)化的殘余長石，化學(xué)組成和礦物組成很不穩(wěn)定。含游離石英及未風(fēng)化的殘余長石，化學(xué)組成和礦物組成很不穩(wěn)定。熱液蝕變型黏土：熱液蝕變型黏土： A12O3 含量高，含量高， SiO2含量低，鈦和堿金屬含量低，但含少含量低，鈦和堿金屬含量低，但含少量黃鐵礦、明礬石等含硫雜質(zhì)。量黃鐵礦、明礬石等含硫雜質(zhì)。結(jié)晶水一般不進(jìn)行直接測定，而以結(jié)晶水一般不進(jìn)行直接測定，而以“灼燒減量灼燒減量”的形式測定：除了結(jié)晶的形式測定：除了結(jié)

21、晶水外，還包括碳酸鹽的分解和有機(jī)物的分解、揮發(fā)等。水外，還包括碳酸鹽的分解和有機(jī)物的分解、揮發(fā)等?；瘜W(xué)組成在一定程度上反映其工藝性質(zhì)?；瘜W(xué)組成在一定程度上反映其工藝性質(zhì)。（1）SiO2 ：若以游離石英狀態(tài)存在的：若以游離石英狀態(tài)存在的SiO2多時，黏土可塑性降低，多時，黏土可塑性降低，但是干燥后燒成收縮小。但是干燥后燒成收縮小。（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，含量過高，顏色：瓷制品呈白色，含量過高，顏色變深，還影響電絕緣性。變深，還影響電絕緣性。（4）CaO、MgO、K2O、Na2O：降低燒結(jié)

22、溫度，縮小燒結(jié)范圍。：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。、有機(jī)質(zhì)：可提高可塑性，但收縮大。（1）化學(xué)組成可以作為鑒定黏土的礦物組成參考）化學(xué)組成可以作為鑒定黏土的礦物組成參考如果分析數(shù)據(jù)中只有如果分析數(shù)據(jù)中只有SiO2、Al2O3和和H2O三項，而三項，而Al2O3的含量接近的含量接近39.5%，則可認(rèn)為它是比較純的高嶺石。，則可認(rèn)為它是比較純的高嶺石。（2）可以推斷黏土燒后的色澤）可以推斷黏土燒后的色澤黏土燒后色澤主要受黏土燒后色澤主要受Fe3O4和和TiO2等顯色氧化物的影響，分析結(jié)果中它等顯色氧化物的影響，分析結(jié)果中它們含量高低，可作燒后色澤判斷

23、的依據(jù)。們含量高低，可作燒后色澤判斷的依據(jù)。化學(xué)組成在生產(chǎn)中的作用化學(xué)組成在生產(chǎn)中的作用（3）可以估計黏土的耐火度）可以估計黏土的耐火度K2O、Na2O、CaO、MgO等堿金屬和堿土金屬氧化物具有助熔作用，等堿金屬和堿土金屬氧化物具有助熔作用，如果這類氧化物含量高，該黏土易燒結(jié)；如果這些物質(zhì)含量低，如果這類氧化物含量高，該黏土易燒結(jié)；如果這些物質(zhì)含量低，Al2O3含量高，則這種黏土比較耐火。含量高，則這種黏土比較耐火。（4）可以估計黏土的成形性能）可以估計黏土的成形性能從化學(xué)組成數(shù)據(jù)可以推斷黏土的主要礦物類型，進(jìn)而估計其成形性能。從化學(xué)組成數(shù)據(jù)可以推斷黏土的主要礦物類型，進(jìn)而估計其成形性能。如

24、數(shù)據(jù)中如數(shù)據(jù)中SiO2含量很高，說明夾雜有游離石英，這種黏土可塑性不太含量很高，說明夾雜有游離石英，這種黏土可塑性不太好，但干燥收縮小。如果燒失量過高，則說明黏土中所含有機(jī)物或碳好，但干燥收縮小。如果燒失量過高，則說明黏土中所含有機(jī)物或碳酸鹽過多，這種黏土可塑性較好，但燒成收縮較大。酸鹽過多，這種黏土可塑性較好，但燒成收縮較大。（5）可以推斷黏土在燒結(jié)過程中產(chǎn)生膨脹或氣泡的可能性）可以推斷黏土在燒結(jié)過程中產(chǎn)生膨脹或氣泡的可能性黏土中的黏土中的Na2O和和K2O，一般存在于云母、長石和伊利石礦物中，也有，一般存在于云母、長石和伊利石礦物中，也有可能以鈉、鉀的硫酸鹽存在。當(dāng)以云母狀態(tài)存在時，它的結(jié)

25、構(gòu)水要在可能以鈉、鉀的硫酸鹽存在。當(dāng)以云母狀態(tài)存在時，它的結(jié)構(gòu)水要在較高溫度（較高溫度（1000度以上）排出，會引起黏土膨脹。度以上）排出，會引起黏土膨脹。黏土中的黏土中的CaO、MgO往往是以碳酸鹽或硫酸鹽的形式存在，如含量多，往往是以碳酸鹽或硫酸鹽的形式存在，如含量多，在煅燒時會有大量在煅燒時會有大量CO2、SO2等氣體排出，操作不當(dāng)容易引起針孔和氣等氣體排出，操作不當(dāng)容易引起針孔和氣泡。泡。2. 黏土的礦物組成黏土的礦物組成黏土很少由單一礦物組成，而黏土很少由單一礦物組成，而是多種微細(xì)礦物的混合體是多種微細(xì)礦物的混合體。因此，。因此，黏土所含各種微細(xì)礦物的種類和數(shù)量是決定其工藝性能的主要

26、黏土所含各種微細(xì)礦物的種類和數(shù)量是決定其工藝性能的主要因素。因素。根據(jù)性質(zhì)和數(shù)量分為兩大類：根據(jù)性質(zhì)和數(shù)量分為兩大類：黏土礦物黏土礦物和和雜質(zhì)礦物雜質(zhì)礦物黏土礦物：含水鋁硅酸鹽，黏土礦物：含水鋁硅酸鹽，組成黏土的主體，其種類和含量是決組成黏土的主體，其種類和含量是決定黏土類別、工業(yè)性質(zhì)的主要因素。定黏土類別、工業(yè)性質(zhì)的主要因素。黏土礦物主要為高嶺石類、蒙脫石類和伊利石類等。一種黏土往黏土礦物主要為高嶺石類、蒙脫石類和伊利石類等。一種黏土往往同時含有兩種或多種黏土礦物。往同時含有兩種或多種黏土礦物。雜質(zhì)礦物：雜質(zhì)礦物：在黏土形成過程中，常由于巖石風(fēng)化未完全，或由其在黏土形成過程中，常由于巖石風(fēng)化

27、未完全，或由其他因素而混入一些非黏土礦物和有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)我們統(tǒng)稱為他因素而混入一些非黏土礦物和有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)我們統(tǒng)稱為雜質(zhì)礦物雜質(zhì)礦物。黏土成因情況的不同，雜質(zhì)礦物的種類、數(shù)量、性質(zhì)也不同。黏土成因情況的不同，雜質(zhì)礦物的種類、數(shù)量、性質(zhì)也不同。有益雜質(zhì)：石英、長石有益雜質(zhì)：石英、長石有害雜質(zhì)：碳酸鹽、硫酸鹽、金紅石、鐵質(zhì)礦物有害雜質(zhì)：碳酸鹽、硫酸鹽、金紅石、鐵質(zhì)礦物高嶺石高嶺石葉臘石葉臘石伊利石伊利石a高嶺石類（高嶺石類（Kaolinite）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。高嶺石是黏土中常見的黏土礦物，主

28、要由高嶺石組成的黏土稱為高嶺嶺石是黏土中常見的黏土礦物，主要由高嶺石組成的黏土稱為高嶺土。土。 （1）主要黏土礦物）主要黏土礦物主要礦物成分是高嶺石和多水高嶺石，理論化學(xué)通式是主要礦物成分是高嶺石和多水高嶺石，理論化學(xué)通式是Al2O32SiO22H2O，晶體結(jié)構(gòu)式為，晶體結(jié)構(gòu)式為Al4(Si4O10)(OH)8，化學(xué)組成，化學(xué)組成為為Al2O3 39.5%，SiO2 46.54%，H2O 13.96%。高嶺石屬三斜晶系，常為細(xì)分散狀的晶體，外形常呈六方鱗片狀、高嶺石屬三斜晶系，常為細(xì)分散狀的晶體，外形常呈六方鱗片狀、粒狀和桿狀以及蠕蟲狀。二次高嶺土中粒子形狀不規(guī)則，邊緣折斷，粒狀和桿狀以及蠕蟲

29、狀。二次高嶺土中粒子形狀不規(guī)則，邊緣折斷，尺寸較小。尺寸較小。高嶺石結(jié)構(gòu)高嶺石結(jié)構(gòu)v高嶺石為高嶺石為1:1型型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，是由硅層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，是由硅氧四面體層和鋁氧八面體層通過共用的氧原氧四面體層和鋁氧八面體層通過共用的氧原子聯(lián)系而成的雙層結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成高嶺石晶子聯(lián)系而成的雙層結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成高嶺石晶體的基本結(jié)構(gòu)單元層體的基本結(jié)構(gòu)單元層v四川敘永盛產(chǎn)多水高嶺石（埃洛石），其晶四川敘永盛產(chǎn)多水高嶺石（埃洛石），其晶體結(jié)構(gòu)與高嶺石的不同之處在于晶層間填充體結(jié)構(gòu)與高嶺石的不同之處在于晶層間填充著按一定取向排列層間水分子。著按一定取向排列層間水分子。高嶺石晶格內(nèi)部的離子很少發(fā)生置換：當(dāng)其晶

30、格破高嶺石晶格內(nèi)部的離子很少發(fā)生置換：當(dāng)其晶格破裂，最外層邊緣上產(chǎn)生斷鍵而使電荷出現(xiàn)不平衡時，裂，最外層邊緣上產(chǎn)生斷鍵而使電荷出現(xiàn)不平衡時，才吸附其它陽離子，重新建立平衡。才吸附其它陽離子，重新建立平衡。高嶺土一般質(zhì)地細(xì)膩，純者為白色，含雜質(zhì)時呈黃色、高嶺土一般質(zhì)地細(xì)膩，純者為白色，含雜質(zhì)時呈黃色、灰色或褐色?；疑蚝稚?。高嶺土中高嶺石類黏土礦物的含量越多，雜質(zhì)越少，其高嶺土中高嶺石類黏土礦物的含量越多，雜質(zhì)越少，其化學(xué)組成越接近高嶺石的理論組成?；瘜W(xué)組成越接近高嶺石的理論組成。純度越高，耐火度越高，燒后越白，莫來石晶體發(fā)育越純度越高，耐火度越高，燒后越白，莫來石晶體發(fā)育越多，從而其力學(xué)強(qiáng)度、

31、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性越好；但多，從而其力學(xué)強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性越好；但其分散度較小，可塑性較差。其分散度較小，可塑性較差。雜質(zhì)越多，耐火度越低，燒后不夠潔白，莫來石晶體較雜質(zhì)越多，耐火度越低，燒后不夠潔白，莫來石晶體較少，但可能其分散度較大，可塑性較好。少，但可能其分散度較大，可塑性較好。高嶺土高嶺土高嶺石高嶺石高嶺石為1:1型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，是由硅氧四面體層和鋁氧八面體層通過共用的氧原子聯(lián)系而成的雙層結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成高嶺石晶體的基本結(jié)構(gòu)單元層。高嶺石在加熱過程中，低溫下失去吸附水；高嶺石在加熱過程中，低溫下失去吸附水；550650會排出結(jié)晶水，吸熱；會排出結(jié)晶水，吸熱；950以后高嶺

32、石晶格結(jié)構(gòu)完全解體；以后高嶺石晶格結(jié)構(gòu)完全解體；12001250形成莫來石，放熱。形成莫來石，放熱。莫來石結(jié)晶莫來石結(jié)晶各種高嶺石礦物的差熱曲線各種高嶺石礦物的差熱曲線 脫除結(jié)構(gòu)水脫除結(jié)構(gòu)水分子層間水水分子層間水水蒙脫石（蒙脫石（Montmorillonite），發(fā)現(xiàn)于法國），發(fā)現(xiàn)于法國Montmorillon。一般將除一般將除蛭蛭石石以外的具有膨脹晶格的黏土礦物總稱為蒙脫石類礦物。以外的具有膨脹晶格的黏土礦物總稱為蒙脫石類礦物。以蒙脫石為主要組成礦物的黏土稱為膨潤土（以蒙脫石為主要組成礦物的黏土稱為膨潤土（bentonite），一般呈），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

33、它顏色。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。 b蒙脫石類蒙脫石類蒙脫石晶體為單斜晶系，晶粒呈不規(guī)則細(xì)粒狀或鱗片狀，可塑性好。蒙脫石晶體為單斜晶系，晶粒呈不規(guī)則細(xì)粒狀或鱗片狀，可塑性好。理論化學(xué)通式為理論化學(xué)通式為Al2O34SiO2nH2O膨潤土的可塑性大，常被用作陶瓷生產(chǎn)中的增塑劑。但因為其中的膨潤土的可塑性大，常被用作陶瓷生產(chǎn)中的增塑劑。但因為其中的Al2O3含量較低含量較低，又吸附了其他陽離子，雜質(zhì)較多，故燒結(jié)溫度較低，又吸附了其他陽離子，雜質(zhì)較多，故燒結(jié)溫度較低，燒后色澤較差。在陶瓷坯料中膨潤土使用量不宜過多，一般在燒后色澤較差。在陶瓷坯料中膨潤土使用量不宜過多，一

34、般在5%左右。左右。釉漿中可摻用少量膨潤土作為懸浮劑。釉漿中可摻用少量膨潤土作為懸浮劑。蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)v2：1層狀結(jié)構(gòu)，兩層硅氧四面體夾一層鋁氧層狀結(jié)構(gòu)，兩層硅氧四面體夾一層鋁氧八面體八面體v電負(fù)性電負(fù)性硅氧四面體中的硅可被鋁置換，硅氧四面體中的硅可被鋁置換，鋁氧八面體中的鋁可被鎂、鐵、鋅等多種離鋁氧八面體中的鋁可被鎂、鐵、鋅等多種離子置換。由于子置換。由于Al3+置換置換Si4+，使得蒙脫石晶，使得蒙脫石晶體整體帶負(fù)電荷。體整體帶負(fù)電荷。v陽離子交換性陽離子交換性為達(dá)到電荷平衡，蒙脫石為達(dá)到電荷平衡，蒙脫石晶胞會吸附晶胞會吸附K+、Na+、Ca2+等交換性陽離子，等交換性陽離子

35、，另外八面體片中的另外八面體片中的OH-置換置換O2-也可部分中和也可部分中和晶格中的負(fù)離子，因此蒙脫石類礦物有吸附晶格中的負(fù)離子，因此蒙脫石類礦物有吸附陽離子和極性有機(jī)分子的能力，這些陽離子陽離子和極性有機(jī)分子的能力，這些陽離子或分子在一定條件下具有或分子在一定條件下具有“可進(jìn)可出可進(jìn)可出”的交的交換性。換性。v吸水膨脹性吸水膨脹性兩個結(jié)構(gòu)單元層之間以分子兩個結(jié)構(gòu)單元層之間以分子間力連結(jié)，結(jié)構(gòu)較松散，在外力或極性水分間力連結(jié)，結(jié)構(gòu)較松散，在外力或極性水分子的作用下層間會產(chǎn)生相對運動而膨脹或剝子的作用下層間會產(chǎn)生相對運動而膨脹或剝離。水分子或其它有機(jī)分子可以進(jìn)入層間，離。水分子或其它有機(jī)分子可

36、以進(jìn)入層間，可膨脹可膨脹2030倍！具有強(qiáng)吸水膨脹性、高分倍！具有強(qiáng)吸水膨脹性、高分散性、懸浮性、觸變性、潤滑性和吸附性等。散性、懸浮性、觸變性、潤滑性和吸附性等。伊利石伊利石(Illite)類礦物是白云母類礦物是白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2 經(jīng)強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作經(jīng)強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用而轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌蚋邘X石過程中的中間產(chǎn)物。用而轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌蚋邘X石過程中的中間產(chǎn)物。c伊利石類伊利石類白云母（白云母（Muscovite，蘇俄玻璃蘇俄玻璃 ）2：1層狀結(jié)構(gòu)，理論化學(xué)式為層狀結(jié)構(gòu)，理論化學(xué)式為K2O.3Al2O36SiO22H2O，晶體結(jié)構(gòu)為，晶體結(jié)構(gòu)為KAl2AlSi3O10(OH)2

37、。結(jié)構(gòu)與蒙。結(jié)構(gòu)與蒙脫石相似，但脫石相似，但Al3+置換了置換了1/4的的Si4+，造成負(fù)電性，層間靠，造成負(fù)電性，層間靠K+將兩個晶將兩個晶層連接。層連接。絹云母（絹云母（Sericite ）化學(xué)通式與白云母相同，但）化學(xué)通式與白云母相同，但SiO2高，而高，而K2O低于白低于白云母。是由熱液或變質(zhì)作用形成的細(xì)小鱗片狀的白云母，外觀呈土狀，云母。是由熱液或變質(zhì)作用形成的細(xì)小鱗片狀的白云母，外觀呈土狀，具有絲絹光澤。是白云母水化不完全的中間產(chǎn)物。具有絲絹光澤。是白云母水化不完全的中間產(chǎn)物。伊利石為單斜晶系，結(jié)構(gòu)式為伊利石為單斜晶系，結(jié)構(gòu)式為K50%，中等結(jié)合力：，中等結(jié)合力：25%50%，低結(jié)

38、合力：，低結(jié)合力：20%v3. 離子交換性離子交換性 黏土顆粒帶有電荷，其來源是其表面層的斷鍵和晶格內(nèi)部被取代的離黏土顆粒帶有電荷，其來源是其表面層的斷鍵和晶格內(nèi)部被取代的離子，因此必須吸附其它異號離子來補(bǔ)償其電價，黏土的這種性質(zhì)稱為子，因此必須吸附其它異號離子來補(bǔ)償其電價，黏土的這種性質(zhì)稱為離子交換性。離子交換性。 表征方法：交換容量，表征方法：交換容量，100g干黏土能夠交換的離子量。干黏土能夠交換的離子量。離子交換容量與黏土的顆粒大小、結(jié)晶程度、有機(jī)物含量以及交換離子離子交換容量與黏土的顆粒大小、結(jié)晶程度、有機(jī)物含量以及交換離子有關(guān)。有關(guān)。黏土泥漿或可塑泥團(tuán)受到振動或攪拌時，粘度會降低而

39、流動性增加，黏土泥漿或可塑泥團(tuán)受到振動或攪拌時，粘度會降低而流動性增加，靜置后又能逐漸恢復(fù)原狀。反之，相同的泥料放置一段時間后，在維靜置后又能逐漸恢復(fù)原狀。反之，相同的泥料放置一段時間后，在維持原有水分的情況下會增加粘度，出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象。上述情況可持原有水分的情況下會增加粘度，出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象。上述情況可以重復(fù)無數(shù)次。黏土的上述性質(zhì)統(tǒng)稱為觸變性，也稱為稠化性。以重復(fù)無數(shù)次。黏土的上述性質(zhì)統(tǒng)稱為觸變性，也稱為稠化性。本質(zhì)：黏土顆粒表面電荷與水形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本質(zhì)：黏土顆粒表面電荷與水形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)含水率提高，溫度升高，均能減弱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減小觸變性含水率提高，溫度升高，均能減弱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減小觸

40、變性表征：稠化度，泥料的黏度變化之比或者剪切應(yīng)變變化的百分?jǐn)?shù)表征：稠化度，泥料的黏度變化之比或者剪切應(yīng)變變化的百分?jǐn)?shù)泥漿：靜置泥漿：靜置30min和和30s之后用恩氏粘度計測出的相對粘度之比之后用恩氏粘度計測出的相對粘度之比可塑泥團(tuán)：靜置一定時間后，球體或圓錐體壓入泥團(tuán)達(dá)到一定深度時可塑泥團(tuán)：靜置一定時間后，球體或圓錐體壓入泥團(tuán)達(dá)到一定深度時剪切強(qiáng)度增加的百分?jǐn)?shù)剪切強(qiáng)度增加的百分?jǐn)?shù)觸變性過小，生坯強(qiáng)度不夠，影響成型、脫模和修坯質(zhì)量；觸變性太觸變性過小，生坯強(qiáng)度不夠，影響成型、脫模和修坯質(zhì)量；觸變性太大，泥漿在管道運輸困難，生坯容易變形大，泥漿在管道運輸困難，生坯容易變形5. 膨脹性膨脹性膨脹性

41、是指黏土吸水后體積增大的現(xiàn)象。這是由于黏土在吸附力、滲膨脹性是指黏土吸水后體積增大的現(xiàn)象。這是由于黏土在吸附力、滲透力、毛細(xì)管力的作用，水分進(jìn)入黏土晶層之間、或者膠團(tuán)之間所致，透力、毛細(xì)管力的作用，水分進(jìn)入黏土晶層之間、或者膠團(tuán)之間所致，因此可分為內(nèi)膨脹性與外膨脹性兩種。因此可分為內(nèi)膨脹性與外膨脹性兩種。內(nèi)膨脹：水分子插入黏土礦物晶層中內(nèi)膨脹：水分子插入黏土礦物晶層中外膨脹：水存在于顆粒之間外膨脹：水存在于顆粒之間表征：膨脹容量，黏土在吸水膨脹后，單位質(zhì)量所占的體積表征：膨脹容量，黏土在吸水膨脹后，單位質(zhì)量所占的體積影響因素：礦物組成、離子交換能力、表面特性結(jié)構(gòu)、液體等影響因素：礦物組成、離子

42、交換能力、表面特性結(jié)構(gòu)、液體等 6. 收縮收縮干燥收縮：干燥收縮：黏土泥料干燥時，因包圍在黏土顆粒間的水分蒸發(fā)、顆粒相黏土泥料干燥時，因包圍在黏土顆粒間的水分蒸發(fā)、顆粒相互靠攏而引起的體積收縮互靠攏而引起的體積收縮干燥收縮影響因素：組成、含水率、吸附離子交換能力等干燥收縮影響因素：組成、含水率、吸附離子交換能力等燒成收縮：燒成收縮：黏土泥料煅燒時，由于發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化黏土泥料煅燒時，由于發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化(如脫水如脫水作用、分解作用、莫來石的生成、易熔雜質(zhì)的熔化，以及熔化物充滿質(zhì)作用、分解作用、莫來石的生成、易熔雜質(zhì)的熔化，以及熔化物充滿質(zhì)點間空隙等等點間空隙等等)，因而使黏土再

43、度產(chǎn)生的收縮，因而使黏土再度產(chǎn)生的收縮干燥收縮和燒成收縮構(gòu)成黏土泥料的總收縮。干燥收縮和燒成收縮構(gòu)成黏土泥料的總收縮。7. 燒結(jié)性能燒結(jié)性能黏土是多礦物組成的黏土是多礦物組成的混合物混合物，無固定熔點，而是在較大溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，無固定熔點，而是在較大溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)逐漸軟化。逐漸軟化。開始燒結(jié)溫度：體積急劇收縮，氣孔率下降，密度提高開始燒結(jié)溫度：體積急劇收縮，氣孔率下降，密度提高燒結(jié)溫度：密度達(dá)到最大燒結(jié)溫度：密度達(dá)到最大軟化溫度：液相太多，不能維持原試樣形狀，氣孔率因高溫化學(xué)反應(yīng)反軟化溫度：液相太多，不能維持原試樣形狀，氣孔率因高溫化學(xué)反應(yīng)反而增大，出現(xiàn)膨脹而增大，出現(xiàn)膨脹燒結(jié)范圍：燒結(jié)溫度到

44、軟化溫度階段燒結(jié)范圍：燒結(jié)溫度到軟化溫度階段燒結(jié)程度：用吸水率表示，一般要求燒結(jié)程度：用吸水率表示，一般要求5%粘黏土的燒結(jié)：液相燒結(jié)，影響因數(shù)是化學(xué)組成和粘黏土的燒結(jié)：液相燒結(jié)，影響因數(shù)是化學(xué)組成和礦物晶相組成礦物晶相組成8. 耐火度耐火度耐火度是耐火材料的重要技術(shù)指標(biāo)之一，它表征材料無荷重時抵抗高溫耐火度是耐火材料的重要技術(shù)指標(biāo)之一，它表征材料無荷重時抵抗高溫作用而不熔化的性能。衡量材料在高溫下使用的溫度。作用而不熔化的性能。衡量材料在高溫下使用的溫度。黏土無熔點，隨溫度上升逐漸軟化熔融，直至變成玻璃態(tài)。黏土無熔點，隨溫度上升逐漸軟化熔融，直至變成玻璃態(tài)。測試方法：測試方法：測溫三角錐測溫

45、三角錐 ，首先根據(jù)制品的最高燒成溫度，選擇三個相，首先根據(jù)制品的最高燒成溫度，選擇三個相鄰錐號組成一組，即一個錐號相當(dāng)于最高燒成溫度，一個高于這個溫度，鄰錐號組成一組，即一個錐號相當(dāng)于最高燒成溫度，一個高于這個溫度，一個低于這個溫度。將這一組測溫錐的下底嵌插在耐火泥制成的長方形一個低于這個溫度。將這一組測溫錐的下底嵌插在耐火泥制成的長方形底座上，嵌入深度約為其長度的底座上，嵌入深度約為其長度的10左右。錐體直角棱線與底座平面成左右。錐體直角棱線與底座平面成80度傾斜角度傾斜角 。左邊一個尚未彎倒，說明窯濕比測溫錐的標(biāo)稱溫度低左邊一個尚未彎倒，說明窯濕比測溫錐的標(biāo)稱溫度低(約約15-20)；中間

46、；中間一個彎倒一個彎倒180，頂端正好與底座接觸，下部仍與底座垂直，這就說明，頂端正好與底座接觸，下部仍與底座垂直，這就說明窯內(nèi)溫度正好達(dá)到測溫錐的標(biāo)稱溫度；右邊一個已經(jīng)熔塌，攤倒在底座窯內(nèi)溫度正好達(dá)到測溫錐的標(biāo)稱溫度；右邊一個已經(jīng)熔塌，攤倒在底座上，這表明窯內(nèi)溫度比測溫錐的標(biāo)稱溫度高上，這表明窯內(nèi)溫度比測溫錐的標(biāo)稱溫度高15-20 耐火度的估算耐火度的估算經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式（1）T=360+(WA-WMO)/0.228。WA：氧化鋁：氧化鋁+二氧化硅換算為二氧化硅換算為100%時，氧化鋁（時，氧化鋁（Al2O3）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)WMO：氧化鋁氧化鋁+二氧化硅換算為二氧化硅換算為100%時

47、，帶入其它氧化物的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)時，帶入其它氧化物的總質(zhì)量分?jǐn)?shù) 適用范圍：氧化鋁含量為適用范圍：氧化鋁含量為2050%的黏土。的黏土。（2）T=1534+5.5WA-30(8.2WF+2WMO)/WA。WA：氧化鋁（：氧化鋁（Al2O3）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)WF：氧化鐵（：氧化鐵（Fe2O3）質(zhì)量分?jǐn)?shù)）質(zhì)量分?jǐn)?shù)WMO：TiO2、CaO、MgO、R2O的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總質(zhì)量分?jǐn)?shù) 適用范圍：氧化鋁含量為適用范圍：氧化鋁含量為1550%的黏土。的黏土。1.1.4 黏土在陶瓷生產(chǎn)中的作用黏土在陶瓷生產(chǎn)中的作用1. 黏土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成型的基礎(chǔ)。黏土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成型的基礎(chǔ)。2. 黏土使注漿

48、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)分散顆粒，同時具有結(jié)合性。黏土一般呈細(xì)分散顆粒，同時具有結(jié)合性。4. 黏土是陶瓷坯體燒結(jié)時的主體。黏土是陶瓷坯體燒結(jié)時的主體。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來源。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。黏土是陶瓷生產(chǎn)中的主要原料，它可賦予坯體可塑性和燒黏土是陶瓷生產(chǎn)中的主要原料，它可賦予坯體可塑性和燒結(jié)性，從而保證了陶瓷制品的成型、燒結(jié)和較好的性能。結(jié)性，從而保證了陶瓷制品的成型、燒結(jié)和較好的性能。1.2 石英類原料石英類原料1.2.1 石英礦石的類型石英礦石的類型 二氧化

49、硅（二氧化硅（SiO2）在地殼中的豐度約為）在地殼中的豐度約為60。含二氧化硅的礦物。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。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。另一部分則以獨立狀態(tài)存在，成為單獨的礦物實體，從最純的水晶另一部分則以獨立狀態(tài)存在，成為單獨的礦物實體，從最純的水晶到無定形的蛋白石，其中到無定形的蛋白石，其中結(jié)晶態(tài)二氧化硅統(tǒng)稱為石英結(jié)晶態(tài)二氧化硅統(tǒng)稱為石英。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。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。 a. 水晶水晶 水晶是一種最純的石英晶體，外形呈六

50、方柱錐形，無色透明，或含一水晶是一種最純的石英晶體，外形呈六方柱錐形，無色透明，或含一些微量元素而呈現(xiàn)一定的色澤。由于產(chǎn)量少，且在工業(yè)上有更重要的些微量元素而呈現(xiàn)一定的色澤。由于產(chǎn)量少，且在工業(yè)上有更重要的用途，一般不作為陶瓷原料使用。用途，一般不作為陶瓷原料使用。b. 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介晶態(tài)石英，一般呈礦脈狀產(chǎn)生。脈石英呈純白色，塊狀介晶態(tài)石英，一般呈礦脈狀產(chǎn)生。脈石英呈純白色，半透明狀，半透明狀，油脂光澤，貝殼狀斷口油脂光澤，貝殼狀斷口，其，其SiO2含量可達(dá)含量可達(dá)99%。

51、c. 砂巖砂巖石英顆粒被膠結(jié)物結(jié)合而成的一種石英顆粒被膠結(jié)物結(jié)合而成的一種碎屑沉積巖碎屑沉積巖。砂巖一般呈白色、黃色、。砂巖一般呈白色、黃色、紅色等，紅色等， SiO2含量為含量為9095%?？煞譃槭屹|(zhì)砂巖、黏土質(zhì)砂巖、石膏。可分為石灰質(zhì)砂巖、黏土質(zhì)砂巖、石膏質(zhì)砂巖、云母質(zhì)砂巖和硅質(zhì)砂巖。質(zhì)砂巖、云母質(zhì)砂巖和硅質(zhì)砂巖。d. 石英巖石英巖是硅質(zhì)砂巖經(jīng)變質(zhì)作用后，是硅質(zhì)砂巖經(jīng)變質(zhì)作用后，石英顆粒發(fā)生再結(jié)晶作用石英顆粒發(fā)生再結(jié)晶作用的巖石。的巖石。 SiO2含量含量在在97%以上，常呈白色光澤度高，斷面致密，硬度高。以上，常呈白色光澤度高，斷面致密，硬度高。e. 石英砂石英砂 是由花崗巖、偉晶巖等

52、巖石經(jīng)過風(fēng)化作用后的風(fēng)化產(chǎn)物再經(jīng)過水流沖洗、是由花崗巖、偉晶巖等巖石經(jīng)過風(fēng)化作用后的風(fēng)化產(chǎn)物再經(jīng)過水流沖洗、搬運、淘選等一系列地質(zhì)作用后，石英顆粒自然富集而成的。搬運、淘選等一系列地質(zhì)作用后，石英顆粒自然富集而成的。f. 玉髓和燧石玉髓和燧石在成礦過程中由于化學(xué)沉積作用，使在成礦過程中由于化學(xué)沉積作用，使SiO2填充在巖石裂隙中，形成隱晶填充在巖石裂隙中，形成隱晶質(zhì)的玉髓和燧石。玉髓呈鐘乳狀、葡萄狀產(chǎn)出，燧石呈結(jié)核狀與瘤狀產(chǎn)質(zhì)的玉髓和燧石。玉髓呈鐘乳狀、葡萄狀產(chǎn)出，燧石呈結(jié)核狀與瘤狀產(chǎn)出?，旇怯捎袼枧c石英或蛋白石構(gòu)成的。出?，旇怯捎袼枧c石英或蛋白石構(gòu)成的。1.2.2 石英的性質(zhì)石英的性質(zhì)石

53、英的主要化學(xué)成分為石英的主要化學(xué)成分為SiO2，但是常含有少量的，但是常含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等雜質(zhì)成分。等雜質(zhì)成分。 二氧化硅在常壓下有七種結(jié)晶態(tài)和一個玻璃態(tài)：二氧化硅在常壓下有七種結(jié)晶態(tài)和一個玻璃態(tài)：-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。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，莫氏硬度為度為7，密度在，密度在2.222.65 g/cm3之間。之間。 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

54、觸時能石英具有很強(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玻璃態(tài)物質(zhì)。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。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。 變體名稱變體名稱晶系晶系折射率折射率真比重真比重比容比容穩(wěn)定溫度范圍穩(wěn)定溫度范圍 /CNNmNp-石英石英三方三方1.533-1.5442.650.3773573-石英石英六方六方-2.5330.3948573870-鱗石英鱗石英斜方斜方1.4731.

55、4691.4692.372.35天然天然0.44050.42551172.262.228人造人造0.44240.4386-鱗石英鱗石英六方六方-2.2420.4460117163-鱗石英鱗石英六方六方-2.2280.44888701470方石英方石英斜方斜方1.4841.4871.4872.302.34人造人造0.42920.4273低于低于180270-方石英方石英等軸等軸-2.290.448614701713石英玻璃石英玻璃非晶質(zhì)非晶質(zhì)-1.459-2.2030.4539*1.2.3 石英的晶型轉(zhuǎn)化石英的晶型轉(zhuǎn)化 石英晶型轉(zhuǎn)化圖釋石英晶型轉(zhuǎn)化圖釋 v石英的晶型轉(zhuǎn)化類型有兩種：石英的晶型轉(zhuǎn)化

56、類型有兩種： （1）高溫型的緩慢轉(zhuǎn)化（橫向）高溫型的緩慢轉(zhuǎn)化（橫向） （2）低溫型的快速轉(zhuǎn)化（縱向）低溫型的快速轉(zhuǎn)化（縱向）石英是由石英是由SiO44-四面體互相以頂點連接而成的三維空間架狀四面體互相以頂點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。結(jié)構(gòu)，連接后在二維空間擴(kuò)展。SiO44-四面體之間連接方式不同，形成各種晶型和形態(tài)四面體之間連接方式不同，形成各種晶型和形態(tài)1. 高溫型的緩慢轉(zhuǎn)化（重構(gòu)式轉(zhuǎn)化）高溫型的緩慢轉(zhuǎn)化（重構(gòu)式轉(zhuǎn)化）由表面開始逐步向內(nèi)部進(jìn)行，轉(zhuǎn)化后發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，形成新的穩(wěn)由表面開始逐步向內(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，需要較高的活化能。定晶型，需要較高

57、的活化能。轉(zhuǎn)化進(jìn)程遲緩，轉(zhuǎn)化時體積變化較大，并需要較高的溫度和較長轉(zhuǎn)化進(jìn)程遲緩，轉(zhuǎn)化時體積變化較大，并需要較高的溫度和較長的時間，為了加速轉(zhuǎn)化，可以添加細(xì)磨的礦化劑或助熔劑。的時間，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（位移式轉(zhuǎn)化）低溫型的快速轉(zhuǎn)化（位移式轉(zhuǎn)化）低溫轉(zhuǎn)化進(jìn)行迅速，轉(zhuǎn)化是在達(dá)到轉(zhuǎn)化溫度之后，晶體表里瞬間低溫轉(zhuǎn)化進(jìn)行迅速，轉(zhuǎn)化是在達(dá)到轉(zhuǎn)化溫度之后，晶體表里瞬間同時發(fā)生的，轉(zhuǎn)化后結(jié)構(gòu)不發(fā)生特殊變化，因而較易進(jìn)行，并且同時發(fā)生的，轉(zhuǎn)化后結(jié)構(gòu)不發(fā)生特殊變化，因而較易進(jìn)行，并且是可逆的。是可逆的。石英晶型轉(zhuǎn)化的結(jié)果引起一系列物理化學(xué)變化，如體積、相對密石英晶型

58、轉(zhuǎn)化的結(jié)果引起一系列物理化學(xué)變化，如體積、相對密度、強(qiáng)度等變化，其中對陶瓷生產(chǎn)影響較大的是體積變化。度、強(qiáng)度等變化，其中對陶瓷生產(chǎn)影響較大的是體積變化。緩慢轉(zhuǎn)化的體積效應(yīng)值大，如在緩慢轉(zhuǎn)化的體積效應(yīng)值大，如在-石英向石英向-磷石英的轉(zhuǎn)化過程磷石英的轉(zhuǎn)化過程中，體積膨脹可達(dá)到中，體積膨脹可達(dá)到16%；快速轉(zhuǎn)化的體積變化則很小，如快速轉(zhuǎn)化的體積變化則很小，如573時時-石英向石英向-石英的轉(zhuǎn)石英的轉(zhuǎn)化，體積膨脹僅化，體積膨脹僅0.82%。石英晶型轉(zhuǎn)化過程體積變化：由相對密度的變化計算石英晶型轉(zhuǎn)化過程體積變化：由相對密度的變化計算重構(gòu)式轉(zhuǎn)化重構(gòu)式轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化速度非常緩慢，轉(zhuǎn)化時間長，再加上高溫下液相的

59、：轉(zhuǎn)化速度非常緩慢，轉(zhuǎn)化時間長，再加上高溫下液相的緩沖作用，因而使得體積的膨脹特別緩慢，抵消了固體膨脹應(yīng)力所造緩沖作用，因而使得體積的膨脹特別緩慢，抵消了固體膨脹應(yīng)力所造成的破壞作用，對制品性能的危害反而不大。成的破壞作用，對制品性能的危害反而不大。位移式轉(zhuǎn)化位移式轉(zhuǎn)化：低溫下發(fā)生，轉(zhuǎn)化迅速，又是在無液相的干條件下進(jìn)行：低溫下發(fā)生，轉(zhuǎn)化迅速，又是在無液相的干條件下進(jìn)行的，因而破壞性強(qiáng)，危害很大。的，因而破壞性強(qiáng)，危害很大。從實際轉(zhuǎn)化圖可以看出，由從實際轉(zhuǎn)化圖可以看出，由-石英轉(zhuǎn)化為石英轉(zhuǎn)化為-磷石英或磷石英或-方石英時，方石英時，不論有無礦化劑存在，都不論有無礦化劑存在，都需先經(jīng)由半安定方石英

60、階段需先經(jīng)由半安定方石英階段，然后才能在，然后才能在不同的溫度與條件下繼續(xù)轉(zhuǎn)化下去。不同的溫度與條件下繼續(xù)轉(zhuǎn)化下去。石英在轉(zhuǎn)化為半安定方石英的過程中，石英顆粒會開裂，如果此時石英在轉(zhuǎn)化為半安定方石英的過程中，石英顆粒會開裂，如果此時有礦化劑存在，礦化劑產(chǎn)生的液相會沿著裂縫侵入內(nèi)部，促使半安有礦化劑存在，礦化劑產(chǎn)生的液相會沿著裂縫侵入內(nèi)部，促使半安定石英轉(zhuǎn)化為磷石英。假如無礦化劑存在或礦化劑很少時，就轉(zhuǎn)化定石英轉(zhuǎn)化為磷石英。假如無礦化劑存在或礦化劑很少時，就轉(zhuǎn)化為方石英，而顆粒內(nèi)部仍保持部分半安定方石英。為方石英，而顆粒內(nèi)部仍保持部分半安定方石英。石英實際轉(zhuǎn)化示意圖石英實際轉(zhuǎn)化示意圖1.2.4

61、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，對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。提供生坯排水石英是瘠性原料，對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。提供生坯排水通道，降低坯體的干燥收縮，縮短干燥時間并防止坯體變形。通道，降低坯體的干燥收縮，縮短干燥時間并防止坯體變形。 2. 在陶瓷燒成時在陶瓷燒成時 ，石英的加熱膨脹可部分抵消陶瓷坯體的體積，石英的加熱膨脹可部分抵消陶瓷坯體的體積收縮。在高溫下石英能部分溶解于液相中，增加熔體的黏度。收縮。在高溫下石英能部分溶解于液相中，增加熔體的黏度。而未溶解的石英顆粒，則構(gòu)成坯體的骨架。而未溶解的石英顆粒，則構(gòu)成坯體的骨架。3. 在瓷器中，石英對坯體的力學(xué)強(qiáng)度

62、有著很大的影響。合理的在瓷器中，石英對坯體的力學(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，也能使瓷坯的透光度和石英顆粒能大大提高瓷器坯體的強(qiáng)度，也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。白度得到改善。4. 石英對陶瓷釉料的性能有很大影響。在釉料中，石英是生成石英對陶瓷釉料的性能有很大影響。在釉料中，石英是生成玻璃質(zhì)的主要組分。增加釉料中石英含量能提高釉的熔融溫度玻璃質(zhì)的主要組分。增加釉料中石英含量能提高釉的熔融溫度與黏度，并減少釉的熱膨脹系數(shù)。與黏度，并減少釉的熱膨脹系數(shù)。1.3 長石類原料長石類原料 1.3.1 長石的種類和性質(zhì)長石的種類和性質(zhì) 自然界中長石的種類很多，歸納起來都是

63、由以下四種長石組合而成：自然界中長石的種類很多，歸納起來都是由以下四種長石組合而成：長石是地殼中分布最廣的造巖礦物。從化學(xué)組成看，長石是一種堿金屬長石是地殼中分布最廣的造巖礦物。從化學(xué)組成看，長石是一種堿金屬（K、Na）或堿土金屬（）或堿土金屬（Ca、Ba）的無水鋁硅酸鹽。）的無水鋁硅酸鹽。長石是陶瓷生產(chǎn)中的主要熔劑性原料，一般用作坯料、釉長石是陶瓷生產(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，是日用陶瓷的三料、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。大原料之一。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K2OAl

64、2O36SiO2Na2OAl2O36SiO2CaOAl2O32SiO2BaOAl2O32SiO2晶體結(jié)構(gòu)式晶體結(jié)構(gòu)式KAlSi3O8NaAlSi3O8CaAl2Si2O8BaAl2Si2O8理論化學(xué)理論化學(xué)組成組成(%)SiO2Al2O3RO(R2O)64.7018.40K2O 16.9068.7019.50Na2O 11.8043.2036.70CaO 20.1032.0027.12BaO 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/cm3）2.562.592.602.652.742.763.37莫氏硬度莫氏硬度66.566.566.566.5顏顏 色色白、肉紅、淺黃

65、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)（10-8/）7.57.4熔點（熔點（）1150（異元熔融）（異元熔融）110015501725附附注注堿性長石系列：堿性長石系列：KAlSi3O8- NaAlSi3O8包括透長石、正長石，微斜長石、歪長石包括透長石、正長石，微斜長石、歪長石，條文長石及鈉長石，條文長石及鈉長石斜長石系列：斜長石系列：NaAlSi3O8- CaAl2Si2O8包括鈉長石、更長石、中長石、拉長石、包括鈉長石、更長石、中長石、拉長石、培長石及鈣長石培長石及鈣長石長石類礦物的化學(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)

66、鈉長石鉀長石鈣長石鋇長石由于長石的互溶特性，故地殼中單一的長石很少見，多數(shù)是由于長石的互溶特性，故地殼中單一的長石很少見，多數(shù)是幾種長石的互溶物幾種長石的互溶物。按其化學(xué)組成和結(jié)晶化學(xué)特點，有較重。按其化學(xué)組成和結(jié)晶化學(xué)特點，有較重要的兩個系列。要的兩個系列。1. 鉀鈉長石系列鉀鈉長石系列鉀長石由于形成的溫度不同，有三種同質(zhì)多象變體：鉀長石由于形成的溫度不同，有三種同質(zhì)多象變體：高溫型的透長石，生成溫度在高溫型的透長石，生成溫度在900以上；以上；中溫型的正長石，生成溫度在中溫型的正長石，生成溫度在650900；低溫型的鉀微斜長石，生成溫度在低溫型的鉀微斜長石，生成溫度在650以下。以下。在在高溫高溫時鉀鈉長石可時鉀鈉長石可以形成以形成連續(xù)固溶體連續(xù)固溶體，但在，但在低溫低溫條件下，只能條件下，只能有限混有限混溶溶形成條紋長石。條紋長石是鉀鈉長石混溶時，鈉長石以規(guī)則的白色條形成條紋長石。條紋長石是鉀鈉長石混溶時，鈉長石以規(guī)則的白色條紋排列在肉紅色的鉀長石中。紋排列在肉紅色的鉀長石中。2. 鈉鈣長石系列鈉鈣長石系列鈉長石與鈣長石能以任何比例混溶，形成連續(xù)的類質(zhì)同象系列，低溫下鈉長石與鈣長