【正文】 限固溶體。2SiO 2 BaO6SiO 2 Na2O2SiO2 167。6SiO2 鈣長(zhǎng)石 (An): Ca[Al2Si2O8] 或 Ca O自然界中長(zhǎng)石的種類(lèi)很多，但都是以下四種純長(zhǎng)石的固溶體： 鈉長(zhǎng)石 (Ab): Na[AlSi3O8] 或 Na2O 1. 作為瘠性原料，石英可減小坯體的干燥收縮，縮短干燥時(shí)間，并對(duì)泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。 ● 實(shí)際生產(chǎn)中升溫快，由上圖可見(jiàn)，無(wú)論是否有礦化劑， ?— 石英的轉(zhuǎn)化過(guò)程都經(jīng)過(guò)半安定方石英階段。 2/2/2023 37 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 二、石英的性質(zhì) —— 多晶轉(zhuǎn)變 ◆ 兩種轉(zhuǎn)變類(lèi)型 重建性轉(zhuǎn)變：速度慢，體積效應(yīng)大。 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。根據(jù)膠結(jié)物的不同，分石灰質(zhì)、粘土質(zhì)、云母質(zhì)和硅質(zhì)砂巖四種，陶瓷生產(chǎn)僅用硅質(zhì)砂巖。高檔細(xì)瓷用原料。另一部分則以獨(dú)立狀態(tài)存在，成為單獨(dú)的石英礦。 Al2O3 的主要來(lái)源，是坯體具有一定耐火度、燒成時(shí)不易變形的重要保證。 a b c 試錐在不同階段的彎倒情況 a：熔融開(kāi)始前； b: 在相當(dāng)于耐火度的 溫度下； c: 在高于耐火度的溫度下 2/2/2023 33 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 四、粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用 ，而足夠數(shù)量莫來(lái)石的存在，則是制品具有良好使用性能的保證。 T1 T2 T3 Tem. 氣孔率 收縮率 收縮率（體密） T1: 開(kāi)始燒結(jié)溫度 T2: 完全燒結(jié)溫度（簡(jiǎn)稱(chēng) 燒結(jié)溫度） T3: 軟化溫度 燒結(jié)（溫度）范圍： T2~T3 c. 生產(chǎn)上對(duì)燒結(jié)溫度及燒結(jié)范圍的要求。 ◆ 干燥收縮 和燒成收縮的綜合叫做試樣的總收縮。 2/2/2023 30 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 （ 2）干燥強(qiáng)度 a. 表示方法：干燥抗折強(qiáng)度 b. 生產(chǎn)上的要求：強(qiáng)度要大，但要考慮干燥收縮和變形的控制。 （ 2） 流動(dòng)性及穩(wěn)定性 a. 概念 b. 對(duì)生產(chǎn)之影響。若太大，會(huì)造成泥漿輸送困難，且成型后的生坯易變形。 （ 1）粘土顆粒因其表面存在斷鍵及晶格內(nèi)部存在不等價(jià)離子置換而帶有電荷，因此必須吸附其它異號(hào)離子來(lái)補(bǔ)償其電價(jià)，粘土的這種性質(zhì)稱(chēng)為離子交換性。 ● 改善粘土可塑性的途徑 1. 淘洗除雜； 2. 風(fēng)化處理； 3. 坯料陳腐和真空練泥處理； 4. 加入適量塑化劑。 液限： 粘土由塑性狀態(tài)變?yōu)? 無(wú)塑性的泥漿狀態(tài)時(shí)的含水率。包括可塑性、結(jié)合性、干燥性質(zhì)、泥漿性質(zhì)、燒結(jié)性質(zhì)等。2SiO2 + 2H2O 450 ℃ 2/2/2023 20 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 3）繼續(xù)加熱，偏高嶺石進(jìn)一步反應(yīng)形成硅－鋁尖晶石： 9252 3 2 2 3 2 22 2 2 3 S iCAl O SiO Al O SiO O???? ?偏高嶺石 硅－鋁尖晶石（） 10502 3 2 2 3 2 23 ( 2 3 ) 2( 3 2 ) 5 S iCAl O SiO Al O SiO O?????? ?方石英硅－鋁尖晶石 莫來(lái)石4）溫度超過(guò) 1050℃ 左右，硅－鋁尖晶石逐漸分離出晶格中的方石英（ SiO2），形成熱力學(xué)穩(wěn)定的莫來(lái)石： 2/2/2023 21 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 粘土的顆粒組成： 粘土中不同大小顆粒的體積百分比含量。 例如高嶺石受熱時(shí)： ◆ 粘土礦物被加熱時(shí)，一般都要經(jīng)過(guò)排除自由水和吸附水、 分解并脫去結(jié)晶水、形成莫來(lái)石新相等過(guò)程。 風(fēng)化程度深的瓷石，其中的絹云母會(huì)逐漸高嶺石化，部分地轉(zhuǎn)變?yōu)楦邘X石。其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)與白云母極相似，兩者在礦物學(xué)上并無(wú)區(qū)別。遇水也不膨脹，硬度低，是一種優(yōu)良的陶瓷原料。2SiO2 c. 伊利石 ：與高嶺石相近。與高嶺石比較，伊利石含 K2O較多而含 H2O較少。4SiO22SiO2 2/2/2023 10 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 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。 （ 2） Al2O3 ：含量多，耐火度增高，難燒結(jié)。 所以，粘土的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)包括上述各成分，外加燒失量一項(xiàng)。 粘土的化學(xué)組成 主要化學(xué)成分 為 SiO A12O3和結(jié)晶水（ H2O）。此即為沉積型粘土礦，如唐山子木節(jié)土、黑山膨潤(rùn)土。2SiO2 ● 但只要是粘土，或多或少都具有一定的可塑性。m。 組織結(jié)構(gòu) /成分 Structure/Composition 加工工藝 Processing 物化性能 Property 使用性能 Performance 2/2/2023 2 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 ? 質(zhì)量達(dá)標(biāo)（并非越純?cè)胶茫? ? 儲(chǔ)量要大（原料來(lái)源穩(wěn)定）； ? 價(jià)格合理； ? 性能穩(wěn)定（對(duì)原料的最基本要求）； ? 運(yùn)輸方便?！? 原料選擇的重要性 第一章 陶瓷原料 緒言 ● 傳統(tǒng)陶瓷制品所用原料多為天然礦物原料；陶瓷制品的性質(zhì)不僅與工藝過(guò)程有關(guān)，而且與原料的種類(lèi)有關(guān)。 高嶺石 伊利石 石英 鉀長(zhǎng)石 鈉長(zhǎng)石 硅灰石 葉臘石 2/2/2023 1 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 ◆ 原料選擇的重要性 第一章 陶瓷原料 ● 陶瓷制品的性能由坯體顯微結(jié)構(gòu)決定，而坯體顯微結(jié)構(gòu)則由原料的種類(lèi)和加工工藝決定。 11 粘土類(lèi)原料 一、粘土的概念與分類(lèi) （一）概念： 粘土（ clay）是由多種微細(xì)礦物（主要是含水鋁硅酸鹽礦物）構(gòu)成的混合體，其礦物晶體粒徑一般小于 2 181。 （二）成因： 粘土主要是由鋁硅酸鹽類(lèi)巖石，如長(zhǎng)石、片麻巖、偉晶花崗巖等經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的自然風(fēng)化作用形成的。SiO2+ CO2+ H2O Al2O3 （三）分類(lèi)： II. 二次粘土（次生粘土）：母巖的風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)過(guò)自然力（洪水、大風(fēng)）搬遷，在別處沉積下來(lái)而形成的粘土。 2/2/2023 7 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 第一章 陶瓷原料 ● 根據(jù)粘土的可塑性強(qiáng)弱分類(lèi)： 一、粘土的概念與分類(lèi) 強(qiáng)塑性粘土 中等塑性粘土 弱塑性粘土 ● 根據(jù)粘土的耐火度高低分類(lèi)： 耐火粘土：耐火度 ＞ 1580℃ 易熔粘土：耐火度 ＜ 1350℃ 難熔粘土：耐火度介于 1350℃ ~1580℃ 2/2/2023 8 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 二、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。如一次粘土一般 SiO2含量較高，而 A12O3含量較低；鐵多于鈦，富含游離石英和長(zhǎng)石殘巖。 11 粘土類(lèi)原料 ● 粘土的化學(xué)組成在一定程度上反映了其工藝性質(zhì) : （ 1） SiO2 ：若 SiO2多，意味著游離石英較多，則粘土可塑性降低，干燥及燒成收縮較小。 （ 5） H2O、有機(jī)質(zhì)：含量多時(shí)可塑性較好，但收縮大 —— 從“燒失量”一項(xiàng)判斷。 高嶺石 葉臘石 伊利石 2/2/2023 11 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 a．高嶺石類(lèi)（ Kaolinite， Al2O3 b．蒙脫石類(lèi)（ Montmorillonite, Al2O3與白云母比較，伊利石多 H2O而少 K2O。 b. 蒙脫石 ：可塑性好，陽(yáng)離子交換容量大，遇水膨脹， 干燥收縮大， 燒結(jié)溫度較低。 ◆ 葉臘石 (Al2O3nH2O ）相似，但晶格中的同晶置換現(xiàn)象輕微，故陽(yáng)離子交換容量很小。是一種細(xì)小鱗片狀的白云母，因其表面呈絲絹光澤而得名。 2. 瓷石：是由長(zhǎng)英巖或石英粗面巖經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的熱液蝕變作用形成的一種多礦物混合體。 2/2/2023 18 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 ● 粘土的加熱變化 各種粘土的差熱曲線 2/2/2023 19 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 1） ≥100℃ 時(shí)排除吸附水。2H2O Al2O3 概念： 粘土的工藝性質(zhì)系指其所具有的、對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程有重要影響的性質(zhì)。 ◆ 可塑性的產(chǎn)生機(jī)理 2/2/2023 23 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 三、粘土的工藝性質(zhì) 干粉區(qū) 泥漿區(qū) 塑性泥料區(qū) 可塑性 含水率 塑限 液限 最佳塑性范圍 塑限： 粘土由干粉狀態(tài)變?yōu)? 塑性狀態(tài)時(shí)的最低含水率。 ◆ 粘土根據(jù)塑性大小分類(lèi)： 強(qiáng)塑性粘土：指數(shù) ＞ 15 或 指標(biāo) ＞ 中等塑性粘土：指數(shù) 7~15 或 指標(biāo) ~ 弱塑性粘土：指數(shù) 1~7 或 指標(biāo) ＜ 瘠性原料：可塑性指數(shù) ＜ 1. 2/2/2023 25 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 三、粘土的工藝性質(zhì)