无机材料工艺学--陶瓷2-原料.ppt

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1、◆原料选择的重要性第一章陶瓷原料绪言●传统陶瓷制品所用原料多为天然矿物原料；陶瓷制品的性质不仅与工艺过程有关，而且与原料的种类有关。原料是陶瓷制品质量的基础。影响产品质量的两因素：（1）原料质量；（2）生产工艺过程。高岭石伊利石石英钾长石钠长石硅灰石叶腊石9/26/20211河南省精品课程——陶瓷工艺原理◆原料选择的重要性第一章陶瓷原料●陶瓷制品的性能由坯体显微结构决定，而坯体显微结构则由原料的种类和加工工艺决定。组织结构/成分Structure/Composition加工工艺Processing物

2、化性能Property使用性能Performance9/26/20212河南省精品课程——陶瓷工艺原理质量达标（并非越纯越好）；储量要大（原料来源稳定）；价格合理；性能稳定（对原料的最基本要求）；运输方便。◆原料选择的基本要求第一章陶瓷原料◆原料选择原则：●原料的组成应能保证产品的质量性能要求；●原料的工艺性能应能满足生产加工过程的工艺要求。绪言9/26/20213河南省精品课程——陶瓷工艺原理第一章陶瓷原料◆陶瓷原料的分类可塑性原料1.从工艺性能分：天然原料化工原料2.从来源分：绪言高岭土石英钾长

3、石非可塑性原料（瘠性原料）9/26/20214河南省精品课程——陶瓷工艺原理第一章陶瓷原料§1-1粘土类原料一、粘土的概念与分类（一）概念：粘土（clay）是由多种微细矿物（主要是含水铝硅酸盐矿物）构成的混合体，其矿物晶体粒径一般小于2µm。从外观看：（i）由于所含杂质种类及数量不同，粘土可呈多种颜色。(ii)由于地质成因不同，粘土有的松软，有的坚硬。（二）成因：粘土主要是由铝硅酸盐类岩石，如长石、片麻岩、伟晶花岗岩等经过漫长的自然风化作用形成的。●但只要是粘土，或多或少都具有一定的可塑性。9/26

4、/20215河南省精品课程——陶瓷工艺原理第一章陶瓷原料一、粘土的概念与分类（二）成因：自然风化物理风化：暴晒、冰冻、水力及风力的破坏作用等化学风化：自然界中的化学物质对岩石造成的蚀变作用例如：K2O·Al2O3·SiO2+CO2+H2OAl2O3·2SiO2·2H2O+K2CO3+4SiO2钾长石高岭土●风化过程中产生的可溶性盐类将被雨水洗去，剩下的难溶盐和氧化物（如SiO2）将成为粘土矿中的杂质矿物。9/26/20216河南省精品课程——陶瓷工艺原理一、粘土的概念与分类●根据粘土的成因分类：I.

5、一次粘土（原生粘土）：母岩风化后的产物滞留于原地，再经地质作用而形成的粘土。（三）分类：II.二次粘土（次生粘土）：母岩的风化产物经过自然力（洪水、大风）搬迁，在别处沉积下来而形成的粘土。此即为沉积型粘土矿，如唐山子木节土、黑山膨润土。◆特点比较：一次粘土杂质较少，颗粒较粗，可塑性较差，干燥强度较低、干燥收缩较小，烧结温度较高。二次黏土的特点相反。9/26/20217河南省精品课程——陶瓷工艺原理第一章陶瓷原料●根据粘土的可塑性强弱分类：一、粘土的概念与分类强塑性粘土中等塑性粘土弱塑性粘土●根据粘土

6、的耐火度高低分类：耐火粘土：耐火度＞1580℃易熔粘土：耐火度＜1350℃难熔粘土：耐火度介于1350℃~1580℃9/26/20218河南省精品课程——陶瓷工艺原理二、粘土的组成粘土的性能取决于粘土的组成，包括粘土的矿物组成、化学组成和颗粒组成。1、粘土的化学组成主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水（H2O）。杂质化学成分：含有少量的碱金属氧化物K2O、Na2O，碱土金属氧化物CaO、MgO，以及着色氧化物Fe2O3、TiO2等。◆不同成因的粘土，其化学组成有差别。如一次粘土一般SiO2含量

7、较高，而A12O3含量较低；铁多于钛，富含游离石英和长石残岩。所以，粘土的化学全分析数据包括上述各成分，外加烧失量一项。9/26/20219河南省精品课程——陶瓷工艺原理（4）CaO、MgO、K2O、Na2O：降低烧结温度，缩小烧结范围。§1-1粘土类原料●粘土的化学组成在一定程度上反映了其工艺性质:（1）SiO2：若SiO2多，意味着游离石英较多，则粘土可塑性降低，干燥及烧成收缩较小。（2）Al2O3：含量多，耐火度增高，难烧结。（3）Fe2O3＜1％，TiO2＜0.5％：瓷制品呈白色。若含量过高

8、，坯体颜色将变深，甚至还影响电绝缘性。（5）H2O、有机质：含量多时可塑性较好，但收缩大——从“烧失量”一项判断。9/26/202110河南省精品课程——陶瓷工艺原理2.粘土的矿物组成粘土很少由单一矿物组成，而是多种微细矿物的混合体。因此，粘土所含各种微细矿物的种类和数量是决定其工艺性能的主要因素。粘土矿物主要为高岭石类（包括高岭石、多水高岭石等）、蒙脱石类（包括蒙脱石、叶蜡石等）和伊利石类（也称水云母）等等。高岭石叶腊石伊利石9/26/202111河南省精品课程——