【正文】 粒子破壞，從而提高比表面積及分散度，增加了可塑性。 圖 11 表明，高嶺石的相鄰兩晶層通過八面體的 OH 鍵與另一層四面體的氧以氫鍵相聯(lián)系。二次高嶺土中粒子形狀不規(guī)則，邊緣折斷，尺寸較小。高嶺石的化學(xué)式為（其中 Al2O3 %、 SiO2 %、 H2O %），其結(jié)構(gòu)式為： Al4[Si4O10](OH)8。 ① 高嶺石類 高嶺石是一種常見的粘土礦物，因首先發(fā)現(xiàn)于江西景德鎮(zhèn)浮梁縣的高嶺村而得名，國際上也將一切利于制瓷的粘土均稱為高嶺土（ Kaolin）。表 11列出我國幾種典型粘土的化學(xué)組成。 （ 1）粘土的化學(xué)組成 因為粘土是含水鋁硅酸鹽的混合物，其化學(xué)成分主要是 SiO Al2O3 和 H2O，由于成礦條件不同，粘土中同時含有堿金屬氧化物 K2O、 Na2O，堿土金屬氧化物 CaO、 MgO 及著色氧化物 Fe2O3 、 TiO2 等。在水中不易分散，較堅硬，可塑性較小，多呈致密塊狀、石狀，如焦寶石、瓷石、葉蠟石等。如膨 潤土、球土、木節(jié)土等。 ③ 按可塑性分類 高塑性粘土：又稱軟質(zhì)粘土、結(jié)合粘土。二次粘土顆粒細(xì)小，可塑性強(qiáng)，耐火度較低，常因混入呈色雜質(zhì)而帶各種顏色。此類粘土質(zhì)地較純，耐火度較高，但顆粒較粗， 可塑性較差。 （ 2）粘土的分類 粘土種類繁多，為便于研究，一般可按成因、產(chǎn)狀、工藝性能及礦物組成等來分類。 熱液蝕變型粘土礦是指當(dāng)高溫巖漿遇冷逐漸降溫時，其中溶有的大量其他化合物的熱液（水）作用于母巖而形成的粘土礦物。 當(dāng)含有 O N CO酸堿、可溶性鹽類物質(zhì)的天然水與巖石長期作用時，使巖石產(chǎn)生溶解、水化和侵蝕，從而形成新的礦物。 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（動植物遺骸腐蝕）三種類型。將其與水拌和能塑成各類形狀，干后形狀不變，且有一定機(jī)械強(qiáng) 度，煅燒后堅硬如石。 粘土是自然界中硅酸鹽巖石（主要是長石）經(jīng)過長期風(fēng)化作用而形成的一種疏松的或呈膠狀致密的土狀或致密塊狀礦物，是多種微細(xì)礦物和雜質(zhì)的混合體。 第一節(jié) 粘土類原料 粘土是無機(jī)非金屬材料制品生產(chǎn)的重要原料之一。 原料是制備無機(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。 第一章 原料 本講主要介紹第一章原料中的第一節(jié)礦物原料。由于這些進(jìn)步，人們掌握了更多陶瓷材料性能、結(jié)構(gòu)與工藝之間內(nèi)在聯(lián)系的信息。 新品種的開發(fā) 由于科學(xué)技術(shù)的推動和需要，也使得能充分利用陶瓷的物理與化學(xué)特性開發(fā)出許多在高科技領(lǐng)域中應(yīng)用的功能材料與結(jié)構(gòu)材 料。例如可用 X射線熒光分析、電子與離子探針、光電子能譜儀、俄歇能譜儀測得陶瓷中微量成分的種類、濃度、價態(tài)及其分布特征。煅燒方法除傳統(tǒng)的常壓燒結(jié)外，氣氛燒結(jié)、壓力燒結(jié)（如熱壓、熱等靜壓）已應(yīng)用于陶瓷生產(chǎn)中去。 （ 3）成型方法：等靜壓成型法已不僅用于特種陶瓷，也陸續(xù)在電瓷，日用瓷的生產(chǎn)中使用，注射成型法開始由塑料工業(yè)移植到陶瓷工業(yè)中去。 一些半干壓成型的建筑陶瓷，鐵氧體及電子陶瓷普遍地采用噴霧干燥法進(jìn)行坯料加工和造粒。 （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。 從概念上可以看出陶瓷內(nèi)涵的擴(kuò)大 二、陶瓷的發(fā)展史概述 陶器的起源和演變 由陶到瓷的發(fā)展 我國歷代瓷器的成就 三、陶瓷在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用 四、現(xiàn)代陶瓷技術(shù) １、新技術(shù)與新工藝的采用： （１）原料制備：最初采用天然原料，不加任何處理。 一、陶瓷的概念 傳統(tǒng)陶瓷：陶器，炻器，瓷器等以粘土為主要原料的制品的通稱。陶瓷已從古老的藝術(shù)宮殿走 出來，跨進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的行列之中 。因此，廣義的陶瓷概念已延伸到無機(jī)非金屬材料的概念范疇內(nèi)?！短沾晒に?學(xué)》電子教案 緒 論 陶瓷工藝學(xué)是無機(jī)非金屬材料重要的專業(yè)課程，它以陶瓷材料的性質(zhì) ─結(jié)構(gòu)─工藝之間的關(guān)系為綱，闡明材料的組成，鍵性，結(jié)構(gòu)與性能的內(nèi)在聯(lián)系，討論工藝方法對產(chǎn)品性能的影響。將技術(shù)基礎(chǔ)的有關(guān)原理與生產(chǎn)工藝，性能控制融合在一起。此外，陶瓷作為中國古老文明與藝術(shù)的象征，使得日用瓷具有最廣泛的實用性和欣賞性，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)展為國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的重要材料。 璀璨的歷史文明給我們留下了大量的陶瓷藝術(shù)珍品，這些歷代名瓷或從造型，或從色彩，或從雕琢，從技術(shù)難度上創(chuàng)造了一個又一個的神奇，歷久彌新，有強(qiáng)烈的視覺效果，能有效的調(diào)動學(xué)生的興趣 ,在課程內(nèi)容上 ,我們將另辟一章 ,結(jié)合專業(yè)知識著重介紹我國歷代名瓷 ,不但可顯著提高學(xué)生聽課效果 ,而且符合當(dāng)前在自然學(xué)科中加強(qiáng)人文修養(yǎng)的要求 。 按吸水率分類 現(xiàn)在陶瓷：無機(jī)非金屬固體材料 的通稱?，F(xiàn)在為適應(yīng)特殊材料的特 殊要求，對原料進(jìn)行精選，分等級處理，在純度、粒度、性質(zhì)等各方面加以控制?，F(xiàn)在為制備超細(xì)粉末，采用化學(xué)氣（液）相沉淀，溶膠－凝膠法，氣流粉碎，超聲波粉碎等方法來 制備（膠體顆粒１０ ７ ～１０ ９ m）。在特種陶瓷粉末制備中將詳細(xì)介紹如何用固、液、氣相法合成超細(xì)粉末。 （ 4）施釉及燒結(jié)：國外，施釉方法由傳統(tǒng)的釉漿浸釉、噴釉、澆釉發(fā)展到用釉粉壓制施釉的方法。 對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)了人們對陶瓷的認(rèn)識進(jìn)入更高的層次。采用 X射線衍射、中子衍射儀測定晶體結(jié)構(gòu)和點(diǎn)陣常數(shù)、固體中的缺陷，用光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡來研究陶瓷燒結(jié)體的顯微結(jié)構(gòu)。例如工業(yè)檢測與系統(tǒng)控制用的陶瓷傳感器，燃?xì)廨啓C(jī)用的耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性的陶瓷部件，用作人造骨骼或器官的生物陶瓷等。為今后發(fā)展到根據(jù)一定性能要求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計奠定初步的基礎(chǔ)。 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)，并對應(yīng)用領(lǐng)域有粗淺的認(rèn)識，為后面講各種硅酸鹽材料打下基礎(chǔ)。本章主要介紹天然礦物原料、化工原料和合成原料。在普通陶瓷、特種陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磚瓦等行業(yè)都離不開粘土原料。自然界的粘土呈白、黃、紅、黑、灰等多種顏色，顆粒微細(xì)，多數(shù)均小于 2μm，晶體有片狀、管狀、球狀及六角鱗片狀等。 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。實際上硅酸鹽礦物的風(fēng)化過程是上述三種作用錯綜交叉進(jìn)行的。例如： 4KAlSi3O8 + 6H2O → 2() + 8SiO2 + 4KOH 鉀長石 高嶺石 4KAlSi3O8 + 2H2O + CO2→ + 4 SiO2 + K2CO3 鉀長石 高嶺石 鉀長石在風(fēng)化水解過程中生成的可溶性物質(zhì)，如 K2CO KOH 等，膠狀 SiO2等均隨水流失，只殘留下高嶺石、白云 母、部分 SiO2，再經(jīng)過漫長的地質(zhì)時期，便生成了具有一定工業(yè)價值的粘土礦。 由于母巖不同，風(fēng)化、水解、蝕變的條件不同，常形成不同類型的粘土礦物。 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的粘土。 二次粘土：又稱沉積粘土或次生粘土，是由風(fēng)化而成的一次粘土經(jīng)雨水、河川的漂流及風(fēng)力作用，而遷移在低洼的地方沉積形成的粘土層。 ② 按耐火度分類 耐火度在 1580℃ 以上的為耐火粘土；耐火度在 135O～ 1580℃ 之間的為難熔粘土；耐火度在 1350℃ 以下的為易熔粘土。顆粒較細(xì)，水中易分散，可塑性好，含雜質(zhì)較多，一般呈疏松狀、板狀、頁狀。 低塑性粘土：又稱硬質(zhì)粘土、瘠性粘土。 2．粘土的組成 粘土的組成通常指化學(xué)組成、礦物組成和顆粒組成。 粘土的化學(xué)組成在生產(chǎn)中有重要的指導(dǎo)意義 ，根據(jù)粘土的化學(xué)成分，可初步估計出粘土的礦物組成、粘土耐火度的高低、粘土的顏色及工藝性能等。 表 11 幾種典型粘土的化學(xué)組成 名 稱 化 學(xué) 成 分（ %） SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 燒失 景德鎮(zhèn)高嶺土 蘇州土 界牌桃紅土 山西大同土 淄博焦寶石 唐山紫木節(jié) （ 2）粘土的礦 物組成 無機(jī)非金屬材料制品所用的粘土的主要礦物為高嶺石類（包括高嶺石、多水高嶺石等）、蒙脫石類（包括蒙脫石、葉臘石等）和伊利石（也稱水云母）類三種。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）。 高嶺石屬三斜晶系，晶體多呈六角鱗片狀，也有粒狀、桿狀的，輪廓較清楚，晶片往往互相重疊，顆粒平均尺寸為 ～ 3μm，晶片厚約 。 高嶺石晶體屬雙層結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，每個晶層均由一層硅氧四面體［ SiO4］與一層鋁氧八面體 [AlO2(OH)4]通過共用的氧原子聯(lián)系在一起，晶體結(jié)構(gòu)如圖 11所示。故層間結(jié)合力較弱，易于裂開及滑移，層間不易吸附水分子。 地開石、珍珠陶土、多水高嶺石的結(jié)構(gòu)與高嶺石相近。 ② 蒙脫石類 蒙脫石 ，又稱微晶高嶺石或膠嶺石，以蒙脫石為主要礦物的粘土叫膨潤土。比密度為 ～，莫氏硬度 l～ 2。 蒙脫石結(jié)晶程度差，輪廓不清楚，很難發(fā)現(xiàn)其單晶體。 蒙脫石屬層狀粘土礦物，晶體結(jié)構(gòu)是：每個單元晶層是由兩邊的 Si0 四面體層中間夾著一個鋁氧八面體層而成的三層結(jié)構(gòu)。沿 c 軸方向的氧層與氧層間聯(lián)系力很小，水分子與其他極性分子易侵入層間而形成層間水，層間水的數(shù)量常隨外界環(huán)境的溫、濕度而變化，引起 c軸方向的膨脹與收縮，這就是蒙脫石的吸 水特性。 蒙脫石易粉碎，顆粒細(xì)小，可塑性好