【正文】 及收縮較穩(wěn)定的階段。 燒成線收縮按下式計(jì)算： 式中： L干——試樣干后長(zhǎng)度；L燒—一試樣燒后長(zhǎng)度；S燒——試樣燒成線收縮率。 在水分不變時(shí)，泥料觸變性隨時(shí)間的變化是不均勻的，粘度增加將由快而變慢。含水量小的泥漿較含水量多的泥漿更易產(chǎn)生觸變效應(yīng)。 （4）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，泥漿的流動(dòng)性會(huì)增加，靜置后恢復(fù)原狀。粘土的結(jié)合性由其結(jié)合瘠性料的結(jié)合力的大小來(lái)衡量，而結(jié)合力的大小又與粘土礦物的種類、結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。固相的性質(zhì)主要是指固相物的種類、顆粒形狀及大小、顆粒級(jí)比以及顆粒的離子交換能力等。常用“可塑性限度（塑限）”、“液性限度（液限）”、“可塑性指數(shù)”、“可塑性指標(biāo)”和相應(yīng)含水率等參數(shù)來(lái)表示粘土可塑性的大小。粘土中的粘土礦物顆粒較細(xì)，一般直徑在2um以下?；瘜W(xué)組成K1[(Si,Al)4O10](OH)，組分含量不定，K2O 3～8%，個(gè)別達(dá)到10%。它的晶體結(jié)構(gòu)式為：Al2 [Si4O10]( O H)2。蒙脫石屬層狀粘土礦物，晶體結(jié)構(gòu)是：每個(gè)單元晶層是由兩邊的Si0四面體層中間夾著一個(gè)鋁氧八面體層而成的三層結(jié)構(gòu)。地開石、珍珠陶土、多水高嶺石的結(jié)構(gòu)與高嶺石相近。它的主要礦物是高嶺石（包括地開石、珍珠陶土及多水高嶺石）。 低塑性粘土：又稱硬質(zhì)粘土、瘠性粘土。① 按成因分類 一次粘土：又稱殘留粘土或原生粘土，即母巖經(jīng)風(fēng)化崩碎后就地殘留下來(lái)的粘土。 1．粘土的成因和分類 （1）粘土的成因 各種富含硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)風(fēng)化、水解、熱液蝕變等作用都可以變成粘土。 需要強(qiáng)調(diào)和補(bǔ)充的內(nèi)容包括： 通過重點(diǎn)問題的講解使學(xué)生能夠了解原料的突出特點(diǎn)，并對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域有粗淺的認(rèn)識(shí)，為后面講各種硅酸鹽材料打下基礎(chǔ)。 　對(duì)陶瓷材料的性能與本質(zhì)的深入了解 一些研究材料成分和結(jié)構(gòu)的技術(shù)與儀器的出現(xiàn)，促進(jìn)了人們對(duì)陶瓷的認(rèn)識(shí)進(jìn)入更高的層次。現(xiàn)在為適應(yīng)特殊材料的特 殊要求，對(duì)原料進(jìn)行精選，分等級(jí)處理，在純度、粒度、性質(zhì)等各方面加以控制。此外，陶瓷作為中國(guó)古老文明與藝術(shù)的象征，使得日用瓷具有最廣泛的實(shí)用性和欣賞性，也是陶瓷科學(xué)技術(shù)與工藝美術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，陶瓷從作為日用品開始，已逐步發(fā)展為國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的重要材料。陶瓷已從古老的藝術(shù)宮殿走出來(lái)，跨進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的行列之中。（２）粉料制備：傳統(tǒng)的半機(jī)械，機(jī)械球磨，兌打粉磨等粉碎方法。例如可用X射線熒光分析、電子與離子探針、光電子能譜儀、俄歇能譜儀測(cè)得陶瓷中微量成分的種類、濃度、價(jià)態(tài)及其分布特征。 原料是制備無(wú)機(jī)非金屬材料制品的基礎(chǔ)，原料的質(zhì)量直接影響著最終產(chǎn)品的性能。 風(fēng)化作用可分為物理風(fēng)化（也叫機(jī)械風(fēng)化，主要是溫度的變化、冰凍、水力等的作用）、化學(xué)風(fēng)化（主要是二氧化碳及水的作用）以及有機(jī)物風(fēng)化（動(dòng)植物遺骸腐蝕）三種類型。此類粘土質(zhì)地較純，耐火度較高，但顆粒較粗，可塑性較差。在水中不易分散，較堅(jiān)硬，可塑性較小，多呈致密塊狀、石狀，如焦寶石、瓷石、葉蠟石等。（其中Al2O3 %、SiO2 %、H2O %），其結(jié)構(gòu)式為：Al4[Si4O10](OH)8。由于它們結(jié)構(gòu)上各具特點(diǎn)，在性能等方面均有一定的差別。兩邊的SiO四面體以頂端的氧與八面體共用，將三層聯(lián)系起來(lái)，此結(jié)構(gòu)沿C、b軸可無(wú)限伸長(zhǎng)，沿a軸以一定間距重疊。葉蠟石為單斜晶系，呈片狀或放射狀集合體，有時(shí)呈隱晶質(zhì)致密塊體。 白云母的化學(xué)通式為：，其理論化學(xué)組成為：Al2O3 %、%、H2O %。由于粘土粒徑大小的不同，其工藝性質(zhì)亦不同；細(xì)顆粒粘土礦物的比表面大，表面能高，可塑性較強(qiáng)，干燥收縮大，干燥強(qiáng)度高，易于燒結(jié)成致密坯體，利于提高陶瓷坯體的機(jī)械強(qiáng)度?！八芟蕖笔侵刚惩粱蚺髁嫌煞勰顟B(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的含水量。液相的性質(zhì)主要是指液相的粘度及其對(duì)固相的浸潤(rùn)能力等。一般而言，可塑性強(qiáng)的粘土其結(jié)合力也大。此外，當(dāng)泥漿放置一段時(shí)間后，在原水分不變的情況下會(huì)出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象。當(dāng)泥漿溫度升高時(shí)，因粘度減小，觸變現(xiàn)象亦會(huì)減弱。在一定含水量范圍內(nèi)，觸變性出現(xiàn)最大值。 粘土原料性質(zhì)不同，則其收縮亦不同，一般粘土總收縮率波動(dòng)在5％～2O％之間。持續(xù)一段時(shí)間后，如再繼續(xù)升溫，試樣中的液相不斷增多，以至于不能維持試樣原有形狀而變形，此時(shí)因發(fā)生一系列化學(xué)變化，使試樣內(nèi)氣孔率增大，出現(xiàn)了膨脹現(xiàn)象。比值大、耐火度高，燒成溫度范圍寬。因膠結(jié)物質(zhì)不同，鋁土礦顏色變化較大，自淡灰白、灰褐到黑色，有時(shí)有紅色斑點(diǎn)。硬度7。藍(lán)晶石在高溫煅燒時(shí)，于1200℃開始分解生成莫來(lái)石和游離SiO2，伴隨這種反應(yīng)產(chǎn)生約15%的體積膨脹，所以需預(yù)先煅燒方能在耐火材料和陶瓷工業(yè)中應(yīng)用。第二節(jié)　石英類原料 二氧化硅在地殼中的豐度約為 60%。 砂巖，石英顆粒被膠結(jié)物結(jié)合而成的碎屑沉積巖。 硅藻土，由吸收溶解于水中的部分二氧化硅的微細(xì)硅藻類水生物死亡后演變而成的產(chǎn)物。在常壓下石英有七種結(jié)晶態(tài)和一個(gè)玻璃態(tài)，這些晶態(tài)在常壓和在一定的溫度條件下其結(jié)晶型態(tài)、結(jié)構(gòu)會(huì)互相轉(zhuǎn)化，并伴有體積會(huì)發(fā)生變化。自然界中長(zhǎng)石的種類很多，歸納起來(lái)都是由鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、鈣長(zhǎng)石和鋇長(zhǎng)石四種簡(jiǎn)單的長(zhǎng)石組合而成。條紋長(zhǎng)石是鈉長(zhǎng)石和微斜長(zhǎng)石的混合物，當(dāng)微斜長(zhǎng)石為主要成分時(shí)為條紋長(zhǎng)石，如果鈉長(zhǎng)石占主導(dǎo)地位則為反條長(zhǎng)石。在300 ℃以下，它的tgδ值幾乎與溫度無(wú)關(guān)。表14幾種典型長(zhǎng)石的化學(xué)組成 化學(xué)組成（%）名 稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 燒失 海城長(zhǎng)石 如含黑云母雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)考慮篩選。文石不穩(wěn)定，常轉(zhuǎn)變?yōu)榉浇馐? 大理石(marble)，是一種粒狀，致密變質(zhì)巖，石灰石的同質(zhì)異形體，質(zhì)純。MgCO3，%, MgO %, CO2 %,常含F(xiàn)e, Mn等雜質(zhì)。硅灰石有兩種形態(tài)，一種低溫型（即β硅灰石和副硅灰石），一種高溫型（即α硅灰石，又稱假硅灰石）?！?，～，熔點(diǎn)1540℃。透輝石是在陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用與硅灰石相似，因不含有機(jī)物和結(jié)構(gòu)水，106/℃(250～800℃)，其收縮小，可用作低溫快燒陶瓷坯體的原料。顏色為白色或無(wú)色，有時(shí)呈粉紅色、淡黃或灰白色。外觀呈粗鱗片狀、細(xì)鱗片致密塊狀集合體，沿一定方向解理，純滑石為白色，含雜質(zhì)滑石多呈淺黃、淺綠、淺灰、淺褐等。我國(guó)幾種優(yōu)質(zhì)滑石的化學(xué)組成列于表16。鋯英石具有特殊的耐火性和耐溫度急變性以及耐腐蝕特性，作保護(hù)人造衛(wèi)星的外罩、用于生產(chǎn)鋯英石質(zhì)耐火材料、鋯英石磚、電熔鋯剛玉磚、耐酸耐堿玻璃器皿等。淺紫、玫瑰色，有時(shí)為白色、桃紅色，玻璃光澤。 膨潤(rùn)土的特點(diǎn)；5. 什么是粘土的可塑性和可塑性指數(shù)？ 6. 粘土泥漿和泥團(tuán)的觸變性、粘土顆粒的離子交換性；7. 粘土的燒結(jié)性能； 8. 優(yōu)點(diǎn)：用此法進(jìn)行配料計(jì)算時(shí)比較方便。四 、實(shí)驗(yàn)公式(賽格式)表示法： 坯式或釉式：根據(jù)坯和釉的化學(xué)組成計(jì)算出各氧化物的分子式。它們的數(shù)量用重量百分?jǐn)?shù)或分子百分?jǐn)?shù)表示。 所得到的數(shù)字就是坯式或釉式中各氧化物前面的系數(shù)（相對(duì)分子數(shù)）。 步驟：（1）將原料中各種氧化物得百分?jǐn)?shù)以其分子量除之，得出各氧化物得分子數(shù)。4SiO2所余TiO2可視為金紅石。 成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 灼減 ％ 微量 解：求各氧化物分子數(shù)（灼減量當(dāng)作結(jié)晶水） 列表計(jì)算結(jié)果 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O H2O氧化物含量 微量 氧化物分子量 102 160 － 62 18氧化物分子數(shù) － 將各氧化物分子數(shù)按下列順序排列，計(jì)算其礦物組成。另再舉例見[例5′]。）＋ （247。）＋ （247。 — — PX = AX ＝ — — CX = CB = mm — — BX = AP ＝ （5）利用杠桿定律，計(jì)算三種原料所需的百分?jǐn)?shù)A%= PX / Ax 100%=100%=% — — — — B%= (CX / CB) (AP / AX) 100%=()() 100%=% — — — — C%= (BX / CB) (AP / AX) 100%=()() 100%=% (6) 換算為灼燒損失前的基準(zhǔn)。167。初步確定坯料中粘土礦物一半由高嶺土供給，另一半由粘土供給高嶺土用量: (）（100247。 所有原料 鉀長(zhǎng)石： } ）＝％％高嶺土中含長(zhǎng)石礦物：＝％ 含石英礦物：％＝％％粘土中含長(zhǎng)石礦物：＝％ 含石英礦物：＝％高嶺土與粘土共引入石英：＋＝％∴坯料中石英用量：（％－％）（100247。[例6]％，％，％的配料。 由礦物組成表示法—計(jì)算 配料比表示法 坯料的礦物組成 } 已知 原料的化學(xué)組成計(jì)算步驟：167。）＝ SiO2 ＝ K2O＋ Al2O3＋SiO2＝＋＋＝換算成百分比： K2O＝％ Al2O3＝ ％ SiO2 ＝％石英： K2O＝（247。）＝ SiO2 ＝ K2O＋ Al2O3＋SiO2＝＋＋= 換算成百分比 K2O＝％ Al2O3＝％ SiO2 ＝ ％粘土：K2O＝＋ （247。 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O IL 合計(jì)坯料 粘土 長(zhǎng)石 石英 － － － 試用K2OAl2O3－SiO2系統(tǒng)的相圖進(jìn)行配方計(jì)算。 （2）按滿足坯、釉料化學(xué)組成的要求逐個(gè)計(jì)算每種原料的用量。8云母與鉀長(zhǎng)石，高嶺土同時(shí)存在時(shí)，不能以此法計(jì)算。4SiO2由總的Al2O3 、SiO2量減去長(zhǎng)石中的Al2O3 和SiO2量。 （4）若原始組成中含有灼減量，則應(yīng)先換算為不含灼減的組成，再按上述步驟計(jì)算。（ ）O3+％CeO2+%MnO2 表示：Pb（ ）O3中的Pb有4％分子被Mg取代，％分子被Sr取代，％被Ba取代；PbTi O3中的Ti有53％分子被Zr取代。這種表示法稱為坯式或釉式。它們?cè)谂髁现械淖饔靡彩怯胁顒e的。 第二章 坯料第一節(jié) 坯料組成表示法五種組成表示法:一、 配料比表示法屬最常見方法，列出每種原料的百分比。鋰長(zhǎng)石有利于結(jié)晶過程，具有強(qiáng)熔劑作用。單斜晶系，晶體呈小板狀。 二、鋯質(zhì)原料鋯英石Zircon, 又名鋯石，風(fēng)信子石，曲晶石。 滑石加熱時(shí)，于600℃左右開始脫水，在880～970℃范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)水完全排出，滑石分解為偏硅酸鎂和SiO2，反應(yīng)式如下： → 3() + SiO2 + H2O 由于滑石多為片狀結(jié)構(gòu)，破碎時(shí)易呈片狀顆粒，不易粉碎。天然石膏在加熱時(shí)會(huì)失水或完全脫水，在低溫下(170℃以下)煅燒可得到粉狀半水石膏（俗稱熟石膏或β半水石膏），其反應(yīng)如下： ← → + 11/2H2O 熟石膏與水混合時(shí)具有良好的膠結(jié)性能，廣泛地用于建筑石膏制品。 磷灰石系六方晶系，呈六方柱狀或粒狀集合體，柱面具有縱條紋，解理不完全。硅灰石的熱膨脹系數(shù)較小，β硅灰石的膨脹系數(shù)為 106/℃（室溫～800℃），因此易與釉結(jié)合，產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好，便于快速燒成。天然硅灰石通常蘊(yùn)藏在變質(zhì)石灰?guī)r中,在火成巖的富鈣片巖中也可見到。一般為灰白色，有時(shí)為淺紅、淺黃、褐、淺綠等色。 二、氟