陶瓷工藝學(xué)11粘土原料-資料下載頁
2025-01-20 12:53本頁面
【正文】 范圍的大小取決于粘土中熔劑礦物的種類和數(shù)量。 優(yōu)質(zhì)高嶺土可達(dá) 200℃ ，伊利石類粘土僅為 50～ 80℃ 。陶瓷生產(chǎn)中通常要求粘土具有 100～ 150℃ 以上或更寬的燒結(jié)范圍。 ? 燒成溫度范圍取決于液相量的生成速度和液相粘度隨溫度變化的幅度。 若粘土中含有的熔劑雜質(zhì)數(shù)量多，液相量增加速率大，而液相粘度隨溫度的升高下降的幅度大，其燒結(jié)溫度范圍較窄。純耐火粘土的燒結(jié)溫度范圍為 250℃ ，低鈣泥灰?guī)r僅 20～ 30℃ 。 ? 燒結(jié)范圍愈寬，陶瓷制品的燒成操作愈容易掌握，也愈容易得到煅燒均勻的制品。 ? 粘土的燒結(jié)溫度和燒結(jié)溫度范圍通常采用實(shí)驗(yàn)方法確定，也可用粘土化學(xué)成分進(jìn)行估算。 生產(chǎn)中常用吸水率來反映原料的燒結(jié)程度。一般要求粘土原料燒后的 吸水率 5%。 （七）耐火度 概念： 耐火度是指材料在高溫作用下達(dá)到特定軟化程度時(shí)的溫度。它反映了材料抵抗高溫作用的性能。 粘土的耐火度主要取決于其化學(xué)組成。 Al2O3含量高其耐火度就高，堿類氧化物能降低粘土的耐火度。通?？筛鶕?jù)粘土原料中的 Al2O3/SiO2比值 來判斷耐火度，比值愈大，耐火度愈高，燒結(jié)范圍愈寬。 耐火度的測定 —— 三角錐法： 是將一定細(xì)度的原料制成一截頭三角錐（高 30mm， 下底邊長 8mm， 上頂邊長2mm）， 在高溫電爐中以一定的升溫速度加熱，當(dāng)錐內(nèi)復(fù)相體系因重力作用而變形以致頂端軟化彎倒至錐底平面時(shí)的溫度，即是試樣的耐火度。 ? 耐火度也可根據(jù)粘土的化學(xué)成分進(jìn)行估算，其經(jīng)驗(yàn)公式頗多，應(yīng)根據(jù)具體情況使用。 四、粘土的加熱變化 ? 粘土是陶瓷的主要原料， 陶瓷在燒成過程中所發(fā)生的一系列物理和化學(xué)變化，是在粘土加熱變化的基礎(chǔ)上進(jìn)行的 ，因此粘土的加熱變化是陶瓷制品燒成的基本理論基礎(chǔ)。研究粘土的加熱變化對(duì)確定陶瓷制品的燒成溫度具有很重要的意義。 ? 粘土在加熱時(shí)發(fā)生一系列的化學(xué)變化，與此同時(shí)也發(fā)生相應(yīng)的物理變化，如體積的膨脹與收縮、氣孔率的降低與增高、失去部分質(zhì)量、吸熱與放熱等。 ? 粘土在加熱過程中的變化包括兩個(gè)階段：脫水階段與脫水后產(chǎn)物的繼續(xù)轉(zhuǎn)化階段。 （一）脫水階段 ? 粘土干燥后，繼續(xù)加熱，首先出現(xiàn)的是脫水，其中最主要的是結(jié)構(gòu)水的排出。 ? 以高嶺土的加熱脫水為例，其脫水的過程如下 ： 100~110℃ 濕存水（大氣吸附水）與自由水的排出。 110~400℃ 其它礦物雜質(zhì)帶入水的排出。 400~450℃ 結(jié)構(gòu)水開始緩慢排除。 450~550℃ 結(jié)構(gòu)水快速排出。 550~800℃ 脫水緩慢下來，到 800℃ 時(shí)排水近于停滯。 800~1000℃ 殘余的水排出完畢。 ? 其他粘土礦物的具體脫水溫度見差熱曲線圖。 各種粘土礦物的差熱曲線 ? 粘土脫水后均變?yōu)槊撍a(chǎn)物 ， 高嶺石類粘土脫水后生成偏高嶺石 ， 反應(yīng)式如下： Al2O3?2SiO2?2H2O = Al2O3?2SiO2+2H2O （ 1） (偏高嶺石 ) （二）脫水后產(chǎn)物繼續(xù)轉(zhuǎn)化階段 溫度繼續(xù)升高，粘土脫水后的產(chǎn)物可繼續(xù)轉(zhuǎn)化，偏高嶺石由 925 ℃ 開始轉(zhuǎn)化為由（ AlO6） 和（ SiO4 ）構(gòu)成的尖晶石型新的結(jié)構(gòu)物，其反應(yīng)式如下： 2[Al2O3?2SiO2] = 2Al2O3?3SiO2+SiO2 （ 2） （ AlSi尖晶石） ? 鋁硅尖晶石結(jié)構(gòu)盡管其結(jié)構(gòu)較偏高嶺石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但其結(jié)構(gòu)中空位較多，因而它也很不穩(wěn)定的，繼續(xù)加熱時(shí)， 1050℃開始，就會(huì)轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)穩(wěn)定的 莫來石 而分離出方石英： 3(2Al2O3?3SiO2) = 2(3Al2O3?2SiO2) + 5SiO2 （ 3） AlSi尖晶石 莫來石 方石英 ? 各種粘土礦物在高溫下都能生成莫來石晶體，莫來石是一種針狀或細(xì)柱狀晶體，化學(xué)組成寫作 3Al2O3?2SiO2 ，熔融溫度 1810℃ ，熔融后分解為剛玉和石英玻璃。它本身機(jī)械強(qiáng)度高、 熱穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，能賦予陶瓷制品許多良好的性能。 五、粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用 （ 1）粘土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成形的基礎(chǔ)。 （ 2）粘土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。 （ 3）粘土一般呈細(xì)分散顆粒，同時(shí)具有結(jié)合性。 （ 4）粘土是陶瓷坯體燒結(jié)時(shí)的主體。 （ 5）粘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。 六、我國的粘土原料 我國粘土礦產(chǎn)資源豐富，開采歷史悠久，但正規(guī)開采的大型礦山少，礦產(chǎn)的深加工少，距標(biāo)準(zhǔn)化原料仍然有很大的距離。 現(xiàn)有 200多個(gè)高嶺土礦點(diǎn)，總儲(chǔ)量約為 32500萬噸，其中儲(chǔ)量在 2022萬噸以上的有 3處。目前幾個(gè)主要礦山年產(chǎn)高嶺土原礦僅 30萬噸左右，加上地方開采的礦山，估計(jì)總量也不會(huì)超過 50萬噸。而國際高嶺土產(chǎn)量約為 1700萬噸。 今后隨著陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè)與其他工業(yè)的發(fā)展，對(duì)高嶺土的需求量將越來越大，迅速發(fā)展我國以高嶺土為主的粘土工業(yè)，已是當(dāng)務(wù)之急。
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