无机非工学第一章 原料.ppt

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1、第一节原料影响陶瓷制品性能的因素：A、原料的质量B、制品的生产工艺过程原料按料性分：1.可塑性原料：高岭土、膨润土、瓷土、木节土等2.瘠性原料：石英、长石、瓷粉、熟料等3.溶剂原料：长石、滑石、碳酸盐等原料按制备工艺分：1.天然矿物原料：高岭土、石英、长石等2.化学处理的化工原料：γ－Al2O3、TiO2等3.人工合成原料：莫来石、硅灰石等一、粘土：1.含义：自然界中含水铝硅酸盐多种矿物的混合体。2.成因：由铝硅酸盐类岩石（火成的、变质的、沉积的母岩），经长期风化和地质作用而形成的。K2O·Al2O3·6SiO2+2H2O+CO2Al2O3·2SiO2·2H2O

2、+4SiO2+K2CO3Al2O3·nH2O（水铝石）+SiO2·nH2O（蛋白石）3.粘土的矿物组成：A.高岭石类：Al2O3·2SiO2·2H2O种类：高岭石、珍珠陶土、迪开石、多水高岭石，由它们构成的粘土称高岭土（江西浮梁高岭村）。苏州高岭土、湖南界牌高岭土、四川叙永多水高岭土、陕西上店土、山西大同土、江西星子土。结构：高岭石具有一层硅氧四面体[SiO4]和一层铝氧八面体[AlO6]的双层结构，层间以氢键结合，结合力较弱，晶体呈六角鳞片状、粒状、杆状。600℃吸热峰：高岭石脱水成偏高岭石。1000℃放热峰：偏高岭石分解为Al2O3和SiO2，微量莫来石形成

3、。1300℃放热峰：大量莫来石晶体形成，SiO2由非晶态转变为晶体。B.蒙脱石类：Al2O3·4SiO2·nH2On﹥2种类：蒙脱石、拜来石，由它们构成的粘土称膨润土。东北黑山、福建连城。结构：三层结构[SiO4][AlO6][SiO4]，层间以O结合，分子间作用力弱，水和极性分子很易进入晶层之间，使C轴方向膨胀。C.伊利石类：(K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O)·nH2O种类：水白云母、绢云母、伊利石结构：三层结构[SiO4][AlO6][SiO4]，1/6Si被Al取代，晶层中吸附K＋，故含水量少，K＋恰好嵌入层间，晶格结合牢固，不致发生吸水膨胀。

4、3.粘土的作用：A.增强可塑性B.提高制品的烧结和使用性能二、长石：长石是一族矿物的总称，呈架状硅酸盐结构，化学成分为不含水的RO和R2O铝硅酸盐，可以独立存在。山西忻县、湖南平江、辽宁海城。K长石K长石＋Ca长石1.长石的种类：熔融温度℃钠长石Na2O·Al2O3·6SiO211001120～1250钾长石K2O·Al2O3·6SiO211901130～1450钙长石CaO·Al2O3·2SiO215501250～1550钡长石BaO·Al2O3·2SiO217252.长石在陶瓷中的作用：A.助熔作用：长石在熔融后，形成粘稠的玻璃体，在高温下溶解部分高岭土分解

5、物和石英颗粒，促使成瓷反应进行，降低制品的烧成温度（100℃左右），减少能耗（11～13％）。B.促进烧结：熔融后的长石玻璃态物质熔解部分粘土和石英，促进扩散并促使莫来石结晶体的生成和发育。C.增加透明度、提高釉面光泽：高温下长石熔体具有的粘度，起了高温热塑和胶结作用，防止了高温变形；冷却后的长石熔体，构成了瓷的玻璃基质，增加了透明度，提高了釉面光泽和使用性能。D.瘠性物料：调节可塑性，提高坯体的干燥速度，缩短坯体的干燥时间，减小坯体的干燥收缩和变形。E.提高致密度和机械强度：熔融物填充于晶体颗粒之间，有助于坯体的致密，相应提高了制品的机械强度、介电性能和化学稳

6、定性。三、石英：石英是自然界构成地壳的主要成分，是陶瓷、玻璃、耐火材料、搪瓷的主要原料。原料有水晶、脉石英、石英岩、砂岩、石英砂、鹅卵石。1.石英的变体：87014701713α-石英α-鳞石英α-方石英熔融态石英+16.0+4.7+0.1573+0.82163+0.2+2.8180~270β-石英β-鳞石英β-方石英石英玻璃117+0.2γ-鳞石英2.石英差热曲线：3.石英在陶瓷中的作用：A.瘠性物料：调节泥料的可塑性，减小坯体的干燥收缩，缩短坯体的干燥时间及减少坯体的变形。B.提高机械强度，增加半透明性：高温下石英部分地熔解于液相中，增加了熔体的粘度，提高了

7、坯体的半透明性；而未熔解的石英颗粒构成坯体的骨架，提高了坯体的机械强度。C.减少坯体烧成收缩：在烧成时，由于石英的加热膨胀而部分地抵消了坯体的烧成收缩。D.石英作为釉料使用，有利于使釉面形成半透明的玻璃体，提高白度。四、滑石：滑石是天然的含水硅酸镁矿物，属层状结构，对挤压成型不利，定向排列，各向异性导致干燥和烧成时，因收缩不均，易产生内应力，强度降低和开裂，需通过热处理，使之转化成链状结构的顽火辉石。1.滑石的加热过程：滑石3MgO·4SiO2·H2O700~900℃γ－顽火辉石3(MgO·SiO2)+SiO2+H2O1000~1200℃β－顽火辉石MgO·Si

8、O21250~1350℃