【正文】 限固溶體。2SiO 2 BaO6SiO 2 Na2O2SiO2 167。6SiO2 鈣長石 (An): Ca[Al2Si2O8] 或 Ca O自然界中長石的種類很多，但都是以下四種純長石的固溶體： 鈉長石 (Ab): Na[AlSi3O8] 或 Na2O 1. 作為瘠性原料，石英可減小坯體的干燥收縮，縮短干燥時間，并對泥料的可塑性起調節(jié)作用。 ● 實際生產中升溫快，由上圖可見，無論是否有礦化劑， ?— 石英的轉化過程都經過半安定方石英階段。 2/2/2023 37 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 二、石英的性質 —— 多晶轉變 ◆ 兩種轉變類型 重建性轉變：速度慢，體積效應大。 石英具有很強耐酸侵蝕能力（氫氟酸除外），但與堿性物質接觸時能起反應而生成可溶性的硅酸鹽。根據(jù)膠結物的不同，分石灰質、粘土質、云母質和硅質砂巖四種，陶瓷生產僅用硅質砂巖。高檔細瓷用原料。另一部分則以獨立狀態(tài)存在，成為單獨的石英礦。 Al2O3 的主要來源，是坯體具有一定耐火度、燒成時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：熔融開始前； b: 在相當于耐火度的 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、粘土在陶瓷生產中的作用 ，而足夠數(shù)量莫來石的存在，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: 開始燒結溫度 T2: 完全燒結溫度（簡稱 燒結溫度） T3: 軟化溫度 燒結（溫度）范圍： T2~T3 c. 生產上對燒結溫度及燒結范圍的要求。 ◆ 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）干燥強度 a. 表示方法：干燥抗折強度 b. 生產上的要求：強度要大，但要考慮干燥收縮和變形的控制。 （ 2） 流動性及穩(wěn)定性 a. 概念 b. 對生產之影響。若太大，會造成泥漿輸送困難，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部存在不等價離子置換而帶有電荷，因此必須吸附其它異號離子來補償其電價，粘土的這種性質稱為離子交換性。 ● 改善粘土可塑性的途徑 1. 淘洗除雜； 2. 風化處理； 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)? 無塑性的泥漿狀態(tài)時的含水率。包括可塑性、結合性、干燥性質、泥漿性質、燒結性質等。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，偏高嶺石進一步反應形成硅－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 莫來石4）溫度超過 1050℃ 左右，硅－鋁尖晶石逐漸分離出晶格中的方石英（ SiO2），形成熱力學穩(wěn)定的莫來石： 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： ◆ 粘土礦物被加熱時，一般都要經過排除自由水和吸附水、 分解并脫去結晶水、形成莫來石新相等過程。 風化程度深的瓷石，其中的絹云母會逐漸高嶺石化，部分地轉變?yōu)楦邘X石。其化學組成和結構與白云母極相似，兩者在礦物學上并無區(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，而是多種微細礦物的混合體。 （ 2） Al2O3 ：含量多，耐火度增高，難燒結。 所以，粘土的化學全分析數(shù)據(jù)包括上述各成分，外加燒失量一項。 粘土的化學組成 主要化學成分 為 SiO A12O3和結晶水（ H2O）。此即為沉積型粘土礦，如唐山子木節(jié)土、黑山膨潤土。2SiO2 ● 但只要是粘土，或多或少都具有一定的可塑性。m。 組織結構 /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 ? 質量達標（并非越純越好）； ? 儲量要大（原料來源穩(wěn)定）； ? 價格合理； ? 性能穩(wěn)定（對原料的最基本要求）； ? 運輸方便?！? 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；陶瓷制品的性質不僅與工藝過程有關，而且與原料的種類有關。 高嶺石 伊利石 石英 鉀長石 鈉長石 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構決定，而坯體顯微結構則由原料的種類和加工工藝決定。 11 粘土類原料 一、粘土的概念與分類 （一）概念： 粘土（ clay）是由多種微細礦物（主要是含水鋁硅酸鹽礦物）構成的混合體，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巖石，如長石、片麻巖、偉晶花崗巖等經過漫長的自然風化作用形成的。SiO2+ CO2+ H2O Al2O3 （三）分類： II. 二次粘土（次生粘土）：母巖的風化產物經過自然力（洪水、大風）搬遷，在別處沉積下來而形成的粘土。 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)粘土的可塑性強弱分類： 一、粘土的概念與分類 強塑性粘土 中等塑性粘土 弱塑性粘土 ● 根據(jù)粘土的耐火度高低分類： 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，富含游離石英和長石殘巖。 11 粘土類原料 ● 粘土的化學組成在一定程度上反映了其工藝性質 : （ 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、有機質：含量多時可塑性較好，但收縮大 —— 從“燒失量”一項判斷。 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（ Kaolinite， Al2O3 b．蒙脫石類（ Montmorillonite, Al2O3與白云母比較，伊利石多 H2O而少 K2O。 b. 蒙脫石 ：可塑性好，陽離子交換容量大，遇水膨脹， 干燥收縮大， 燒結溫度較低。 ◆ 葉臘石 (Al2O3nH2O ）相似，但晶格中的同晶置換現(xiàn)象輕微，故陽離子交換容量很小。是一種細小鱗片狀的白云母，因其表面呈絲絹光澤而得名。 2. 瓷石：是由長英巖或石英粗面巖經過長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℃ 時排除吸附水。2H2O Al2O3 概念： 粘土的工藝性質系指其所具有的、對生產工藝過程有重要影響的性質。 ◆ 可塑性的產生機理 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 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)時的最低含水率。 ◆ 粘土根據(jù)塑性大小分類： 強塑性粘土：指數(shù) ＞ 15 或 指標 ＞ 中等塑性粘土：指數(shù) 7~15 或 指標 ~ 弱塑性粘土：指數(shù) 1~7 或 指標 ＜ 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