无机非金属材料工学课件--第二章只是分享.ppt

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1、无机非金属材料工学课件--第二章二、在生产中的作用及其品质要求1t水泥熟料——1.2~1.3t干石灰石石灰石与白云石共生MgO对生产有影响。。通常要求MgO＜3.0%，其品质指标见表1-2-2（P16）。硅灰石：纯，反应无气体放出，干燥体积收缩小，陶瓷工业广泛使用玻璃工业要求钙质原料中CaO＞50%，Fe2O3＜0.15%。三、钙质工业废渣电石渣：南化、宜山维尼龙厂，乙炔发生车间，糖滤泥：碳酸法制糖厂；碱渣：氨-碱法制碱厂；白泥：造纸厂。§2、粘土类原料一、粘土的分类粘土：一种或多种含水铝硅酸盐的混合物体（分类见P17表1

2、-2-3）。分类如下：按粘土成因原生粘土次生粘土按粘土可塑性高塑粘土低塑粘土按粘土耐火度耐火粘土、难熔粘土、易熔粘土按主要矿物高岭石类（苏州土、柴木节土）蒙脱石类（含叶腊石），膨润土伊利石类（水云母），河北章村土水铝英石类，如矾土，平果铝钒土二、粘土的组成（一）化学组成主要SiO2，Al2O3,结晶水，少量的K2O，Na2O，CaO，MgO，Fe2O3，TiO2作为水泥原料组分：要求：硅酸率SiO2/(Al2O3＋Fe2O3)=2.5～3.5铝氧率Al2O3/Fe2O3=1.5～3.0碱含量一般<4.0%；特殊<3.0%（

3、中低热水泥，悬浮预热器窑等），使熟中碱含量<1.3%防结皮、堵塞。作为陶瓷原料组分：粘土的性质影响烧结和制品的颜色。如：Al2O3>36%难烧结R2O>2%水云母质，T烧低SiO2>70%含石英Fe2O3>0.8%制品呈灰白，黄,暗红色TiO2>0.2%还原气氛下，呈黄色（二）、矿物组成高岭石：A2O3·2SiO2·2H2O吸附能力小，可塑性差，结合能力差，杂质少，白度高，耐火度高。蒙脱石：A2O3·4SiO2·nH2O(n>2)吸附力强，阳离子交换能力强，易膨胀，杂质多，收缩大，T烧低。伊利石：（水云母水解成高岭石的中间

4、产物）可塑性低，干燥后强度低，收缩小，T烧低开始烧结800℃，完全烧结1000～1150℃。伴生矿物：长石、云母、铁质及钛质矿物、碳酸盐、硫酸盐。可通过淘洗，磁选除去。有机物；褐煤；蜡、腐殖酸衍生物使粘土呈灰至黑色，但可在高温下烧。掉，不影响制品颜色。粘土颗粒d=1～2μm非粘土颗粒粗，如长石，石英等，可淘洗除去。测定d的方法：筛分析（0.06mm以上);沉降法（1—50μm）现代：激光衍射颗粒分析，电子显微镜等。（三）、颗粒组成（指粘土中不同大小颗粒的百分含量）三、粘土的工艺性质（一）、可塑性1、定义：粘土与适量水混练后

5、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，仍能保持形状不变的性能。2、塑性指数—粘土的液限与塑限间的差值（塑性指数＞12为较好）塑性指标：在工作水分下，泥料受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。塑限液限含水率如果，20%35%H2O则，塑性指数为15%粉末+水泥浆（二）离子交换性用厚化度表示：即，泥浆放置30min和30s后相对粘度之比。或，泥团静置一段时间后，球体或圆锥体压入泥团达一定深度时，剪切强度增加的百分数。产生触变性的原因：颗粒表面荷电影响粘土颗粒电荷的因素：矿物组成、颗粒大小和形状

6、、水分含量、电解质种类与用量、泥浆（泥团）的温度等。主要对陶瓷工业影响大。（三）触变性定义：粘土粒子因表面层的断键和晶格内部离子的不等价置换而带电，它能吸附溶液中的异性离子，这种被吸附的离子又可被其它离子所置换。离子交换容量：PH=7时，每100g干粘土所吸附的阳（阴）离子的摩尔数。影响因素：粘土的种类；带电机理；结晶度；分散度定义：粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝固，当受到搅拌或振动时，粘度降低而流动性增加，再放置一段时间又能恢复原状态的性质。（四）膨化性—粘土加水后体积膨胀的性质。产生的原因：粘土颗粒层间吸水膨胀，

7、颗粒表面水膜的形成而引起固相体积增大。用膨胀容表示：1g干粘土吸水膨胀后的体积（cm3)对陶瓷、坯料影响较大。干燥收缩—粘土经110℃干燥后，由于自由水及吸附水排出所引起颗粒间距减小而产生的体积收缩。烧成收缩—由于脱水、分解、熔化等一系列的物理化学变化而导致的体积收缩。S总收缩≠干燥收缩S干+烧成收缩S烧（因为基准不同）其关系式：（五）收缩S烧=（1-2-1）开裂收缩大（六）烧结性能烧结范围：即T3软化温度与T2烧结温度差。T2：温度>1000℃，液相差增加，气孔率降至最低，收缩率最大。T3：液相量太多，样品变形时的最低温

8、度烧结范围大小取决于：粘土中熔剂矿物的种类和数量。如：高岭土类200℃，伊利石类50-80℃，陶瓷生产要求粘土有100-150℃的烧结范围。（七）耐火度—指材料要高温作用下达到特定软化程度时的温度。影响因素：取决于化学组成，随Al2O3含量的增加而提高，随杂质含量（Fe2O3，R20）增加而降低。四、粘