第七章_陶瓷原料.

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1、第七章第七章 陶瓷类原料陶瓷类原料7.1 粘土类原料粘土类原料7.2 石英类原料石英类原料7.3 长石类原料长石类原料7.4 其他天然原料其他天然原料7.5 化工原料化工原料 陶瓷原料按其来源可分为陶瓷原料按其来源可分为天然原料天然原料和和化工原料化工原料两大类。人类最初使用的陶瓷原料是粘土。我们从两大类。人类最初使用的陶瓷原料是粘土。我们从天然原料中的粘土开始了解陶瓷原料。天然原料中的粘土开始了解陶瓷原料。粘土是多种微细的矿物的混合体。它主要是由铝硅酸盐类粘土是多种微细的矿物的混合体。它主要是由铝硅酸盐类 岩石经长期风化而成。岩石经长期风化而成。粘土：粘土：东北的灰色、灰黄色粘土；东北的灰色

2、、灰黄色粘土； 南方的红壤、黄壤南方的红壤、黄壤 黄土：黄土：主要分布在西北、华北主要分布在西北、华北 页岩、粉砂岩：页岩、粉砂岩：缺少粘土的山部地区缺少粘土的山部地区 河泥、湖泥：河泥、湖泥：靠近江河湖海的地区靠近江河湖海的地区 各种粘土情况千差万别，但在一定程度上它们或多或少各种粘土情况千差万别，但在一定程度上它们或多或少 都有都有可塑性可塑性。这种性质是指把粘土细粉加水调匀后，可以塑。这种性质是指把粘土细粉加水调匀后，可以塑 造成各种形状，干燥后维持原状不变，并且有一定强度。造成各种形状，干燥后维持原状不变，并且有一定强度。原生粘土原生粘土：质地较纯，颗粒稍粗，：质地较纯，颗粒稍粗， 可

3、塑性较差，耐火度较高。可塑性较差，耐火度较高。 次生粘土次生粘土：颗粒细，杂质多，：颗粒细，杂质多， 可塑性较好，耐火度较差。可塑性较好，耐火度较差。高塑性粘土高塑性粘土：分散度大，多呈疏松或板状，：分散度大，多呈疏松或板状， 如膨润土、木节土等。如膨润土、木节土等。 低塑性粘土低塑性粘土：分散度小，呈致密块状或石状，：分散度小，呈致密块状或石状， 如叶腊石、瓷石等。如叶腊石、瓷石等。耐火粘土耐火粘土：耐火度在耐火度在1580以上，杂质较少，灼以上，杂质较少，灼 烧后多呈白色、灰色或淡黄色，为瓷烧后多呈白色、灰色或淡黄色，为瓷 器、耐火制品的主要原料。器、耐火制品的主要原料。 难熔粘土难熔粘土

4、：耐火度为耐火度为13501580，含易熔杂，含易熔杂 质在质在1015左右，可作陶器、耐酸左右，可作陶器、耐酸 制品、装饰砖及瓷砖的原料。制品、装饰砖及瓷砖的原料。 易熔粘土易熔粘土：耐火度在耐火度在l 350以下，含大量的各种以下，含大量的各种 杂质，多用于建筑砖瓦和粗陶等制品。杂质，多用于建筑砖瓦和粗陶等制品。 按耐火度分类按耐火度分类 按粘土的主要矿物按粘土的主要矿物 高岭石类粘土高岭石类粘土 蒙脱石类粘土蒙脱石类粘土 伊利石类粘土伊利石类粘土 粘土是含水铝硅酸盐的混合体，粘土是含水铝硅酸盐的混合体，化学成分：化学成分：SiO2、Al2O3、结晶水，同时含少量的碱金属、结晶水，同时含少

5、量的碱金属R2O （K2O、Na2O）与碱土金属氧化物（与碱土金属氧化物（CaO、MgO），）， 以及着色氧化物以及着色氧化物 (Fe2O3、TiO2)等。等。 在自然界中粘土矿物很少以单矿物出现，经常是数种粘土在自然界中粘土矿物很少以单矿物出现，经常是数种粘土 矿物共生形成的多矿物组合。根据结构与组成的不同，工业所矿物共生形成的多矿物组合。根据结构与组成的不同，工业所 用粘土中的主要矿物可分为用粘土中的主要矿物可分为高岭石类高岭石类、蒙脱石类蒙脱石类及及伊利石类伊利石类。 高岭石高岭石-最常见的粘土矿物最常见的粘土矿物组成：组成： A12O3SiO 22H 2O 晶体构造式：晶体构造式： A

6、14(Si4O10)(OH)8晶体呈白色，一般是六方鳞片状、粒状、也有杆状的，晶体呈白色，一般是六方鳞片状、粒状、也有杆状的， 二次高岭土中的粒子不规则，边缘折断，尺寸也小。二次高岭土中的粒子不规则，边缘折断，尺寸也小。高岭土的高岭土的吸附能力小，遇水不膨胀，可塑性和结合性较差，吸附能力小，遇水不膨胀，可塑性和结合性较差， 杂质少，白度高，耐火度高杂质少，白度高，耐火度高。加热至。加热至400600会排出结晶水会排出结晶水。蒙脱石蒙脱石 以蒙脱石为主要矿物的粘土叫做以蒙脱石为主要矿物的粘土叫做膨润土膨润土。化学通式：化学通式： Al2O34SiO 2nH 2O (n通常大于通常大于2)晶体构造

7、式：晶体构造式： A14（Si8O20）(OH)4nH 2O 蒙脱石呈不规则细粒状或鳞片状，颗粒较小，一般蒙脱石呈不规则细粒状或鳞片状，颗粒较小，一般0.5 微米，结微米，结晶程度差，晶体轮廓不清。晶程度差，晶体轮廓不清。 颜色为白色或淡黄色。比重为颜色为白色或淡黄色。比重为2.02.5。 容易碎裂，颗粒微细，可塑性强，干燥后强度大，但干燥收缩也大。容易碎裂，颗粒微细，可塑性强，干燥后强度大，但干燥收缩也大。蒙脱石中蒙脱石中A12O3的含量较低，又吸附了其他阳离子，杂质较多的含量较低，又吸附了其他阳离子，杂质较多, ,因此烧结因此烧结温度较低，蒙脱石的离子交换力很强。温度较低，蒙脱石的离子交换

8、力很强。 吸水性很强，吸吸水性很强，吸水后体积膨胀。水后体积膨胀。 Montmorillon伊利石伊利石：一种云母类矿物：一种云母类矿物 晶体构造式：晶体构造式：K2(AI,Fe,Mg)4(Si,A1)8O20(OH)4nH2O。 结构上，伊利石和蒙脱石相似。结构上，伊利石和蒙脱石相似。 电子显微显微图像一般呈带有尖角的片状。也有呈边界电子显微显微图像一般呈带有尖角的片状。也有呈边界 圆滑的片状及板条状。圆滑的片状及板条状。一般可塑性差、干后强度低，干燥收缩小、烧结温度低，一般可塑性差、干后强度低，干燥收缩小、烧结温度低， 一般在一般在800左右开始烧结，完全烧结在左右开始烧结，完全烧结在10

9、001150。 颗粒组成是指粘土中含有不同大小颗粒的百分比含量。颗粒组成是指粘土中含有不同大小颗粒的百分比含量。 粘土矿物直径一般小于粘土矿物直径一般小于12微米微米。颗粒组成对工艺性质的影。颗粒组成对工艺性质的影 响如下：响如下： v 粘土的细颗粒粘土的细颗粒( (1um1um的颗粒的颗粒 ) )愈多则可塑性愈强、愈多则可塑性愈强、 干燥收缩大、干后强度高，而且烧结温度低。干燥收缩大、干后强度高，而且烧结温度低。 v 片状结构比杆状结构的颗粒堆积致密、塑性大、片状结构比杆状结构的颗粒堆积致密、塑性大、 强度高。强度高。 v 结晶程度差的颗粒可塑性也大。结晶程度差的颗粒可塑性也大。 测定粘土颗

10、粒大小的方法有显微镜，电子显微镜，水簸法，测定粘土颗粒大小的方法有显微镜，电子显微镜，水簸法， 混浊计法，吸附法等。最常用的方法是混浊计法，吸附法等。最常用的方法是筛分析筛分析(0.06mm以上以上)与与 沉降法沉降法(150um)。 粘土原料的工艺性质主要取决于其化学、矿物与颗粒粘土原料的工艺性质主要取决于其化学、矿物与颗粒 组成；粘土的工艺性质是工业生产中合理选择粘土原料的组成；粘土的工艺性质是工业生产中合理选择粘土原料的 重要指标。重要指标。v 可塑性可塑性 v 结合性结合性 v 触变性触变性 v 收缩收缩 性性v 烧结温度与烧结范围烧结温度与烧结范围 可塑性是指粘土与适量水混练后形成的

11、泥团，在外力作用可塑性是指粘土与适量水混练后形成的泥团，在外力作用 下，可塑造成各种形状而不开裂，当外力除去以后，仍能保持下，可塑造成各种形状而不开裂，当外力除去以后，仍能保持 该形状不变的性能。该形状不变的性能。 塑性限度塑性限度(塑限塑限) 液性限度液性限度(液限液限) 塑性指数塑性指数 相应含水率相应含水率 结合性结合性：它是指粘土能结合非塑性原料形成良好的可塑泥团、：它是指粘土能结合非塑性原料形成良好的可塑泥团、 有一定的干燥强度的能力。有一定的干燥强度的能力。结合性与可塑性的关系结合性与可塑性的关系：一般情况下，可塑性强的粘土，：一般情况下，可塑性强的粘土， 其结合性也大。其结合性也