陶瓷坯体原料.doc

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1、第一章坯体组成的确定l一、陶瓷的概述l1、陶瓷的发展历史：过火的土，粗陶（建筑使用的砖瓦（秦砖汉瓦）、瓮（现在农村盛面或小麦等农产品的容器，也用来在战争中使用）），精陶（水缸、三彩陶器），粗瓷，细瓷（包括日用瓷、艺术瓷等），高技术陶瓷（采用精细化工原料和新的加工技术制备的陶瓷）。l2、陶瓷的分类（按照显气孔率分）：主要有陶器、炻器、瓷器三类。l3、陶瓷的定义：凡采用天然或人工原料，采用传统陶瓷加工工艺生产的无机非金属材料；按照大的分类，无机非金属材料都是陶瓷。l传统陶瓷的主要原料是粘土、长石、石英。

2、普通陶瓷是典型的硅酸盐材料。近期相继出现的新型陶瓷材料与产品，组成已经脱离了硅酸盐的范畴，采用化工原料配制，采用一些新技术、新工艺对坯料进行加工，如：石英、Al2O3、SiC、Si3N4、TiO2、TiC、TiN、AlN、BN、BC等。l4、现代陶瓷坯体的种类（按照显气孔率来分）：l精陶（按照用途分）：日用精陶、建筑精陶、艺术精陶。l瓷器（按照用途分）：日用瓷、艺术瓷、建筑瓷坯体是陶瓷产品的主体。l在传统的陶瓷产品外，按照用途还有高技术陶瓷：主要是单一氧化物组成的陶瓷，石英瓷、Al2O3、SiC、S

3、i3N4、TiO2、TiC、TiN、AlN、BN、BC等，很多都是在生产实践中发现和总结出来的。l二、陶瓷的原料l传统陶瓷所使用的原料主要有：粘土、长石、石英三大类，按照其性质和在坯体中的作用加入量不同。粘土是主要的结合剂，把长石和石英等瘠性物料结合起来；长石是主要的熔剂成分，可降低陶瓷的烧结温度；石英具有高熔点、在烧结时起到骨架的作用，烧结过程中产生膨胀减少干燥和烧结收缩，可增强坯体和釉的耐磨性、强度和化学稳定性。l粘土主要引入Al2O3和SiO2等主要成分；长石主要引入熔剂等促进烧结的成分，石英

4、主要是补充坯体中SiO2不足。l（一）、粘土l1、粘土的主要作用l提供陶瓷制品的化学组成中必须的SiO2、Al2O3等元素，提供陶瓷生产中必须的塑性、粘结和悬浮等工艺性能，使坯体获得较大的密度、具有良好的耐火性能，良好的使用性能（具有良好的机械性能和热稳定性）。l2、粘土的分类和成因l（1）、分类：原生粘土和次生粘土l粘土有很多种分类方法。按粘土的成因可分为原生粘土（也叫一次粘土）、次生粘土（也叫二次粘土）；按可塑性分为高可塑性和低可塑性粘土；按耐火度分为耐火粘土、难熔粘土和易熔粘土；按粘土矿物组成

5、分为高岭石、伊利石、蒙脱石。l原生粘土又叫一次粘土或残留粘土，是岩石风化后在原地形成的。在粘土矿物中，高岭土、煤矸石、焦宝石等都是一次粘土；原生粘土含有较多的石英，低熔物组织含量少，可塑性差，煅烧后呈白色，具有较高的耐火性能，属于耐火粘土，是粘土质耐火材料的主要原料。多应用于粘土耐火砖、造纸、油墨、涂料、橡胶、塑料等制品中。l次生粘土又叫二次粘土或沉积粘土，也叫结合粘土，是风化后的粘土借助雨水或风力产生迁移，在低洼处沉积形成的。我们所处地方的粘土都是次生粘土，苏州土、广东黑泥、潮州泥等也是二次粘土。

6、l（2）、成因：岩石的风化。粘土是各种富含硅酸盐矿物的岩石（如长石等）经过风化、水解或热液蚀变等作用后形成的。l深成的岩浆岩在原地风化后，残留原地形成优质高岭土；火山岩风化为膨润土；风化型矿床在地下水的作用下形成潜蚀、淋积形成矿床。这都是一次粘土。l沉积粘土都是二次粘土。l3、粘土的矿物组成、矿物结构、化学组成等l粘土的矿物l（1）、高岭石类矿物：原产江西省高岭村，外观呈坚硬的块状，其理论化学组成为Al2O3·2SiO2·2H2O，是由Al-(O,OH)八面体与Si-O四面体按1:1形成的层状硅酸盐

7、结构（见下图），层间OH-和O2-以氢键结合，结合力较弱、层状解理，层内离子极少发生置换，只有在边缘破裂处才会出现离子吸附。高岭石矿物还有一种矿物多水高岭，产于叙永又叫叙永石，存在较多的层间水，易吸附各种离子和有机物，可塑性好。（2）、蒙脱石类矿物：又称为微晶高岭或胶岭石，也叫膨润土，其理论化学组成为Al2O3·4SiO2·nH2O，是由Al-(O,OH)八面体与Si-O四面体按2:1形成的层状硅酸盐结构，层间结合力很弱，水和一些极性分子易进入层间，层间水的数量可变且随着外界湿度和温度变化，产生吸湿

8、膨胀，可塑性极好，所以蒙脱石成分复杂、矿物种类多、杂质含量大，结晶程度差。蒙脱石可塑性好，但烧结收缩和干燥烧结大，在陶瓷坯体中加入量受到限制。蒙脱石常用于陶瓷工业、医药、油墨等。蒙脱石结构见下图。l叶腊石和蒙脱石具有相同的结构，但层间以范德华力结合，层间离子不易被置换，也不易吸收水分和其它离子，离子交换性小、不吸湿膨胀。叶腊石虽然离子交换性差、塑性差，但干燥收缩和烧结收缩小、含水量小，适宜于低温快烧工艺的陶瓷坯体。l福建寿山、浙江上虞、昌化等地的蜡石是隐晶质致密块状体