陶瓷工艺学 1.1 粘土原料-09.10.ppt

陶瓷制品的性能和品质的好坏，既取决于所选用的原料，也与所采用的生产工艺过程有关。
品质优良的原料，是生产优质陶瓷制品的基础，但不同性能的陶瓷制品，并不要求完全采用优质的原料，一般性能的陶瓷制品，可以选用一般品质的原料。

二、原料分类2）按用途分为：瓷坯原料；瓷釉原料；色料及彩料原料。

3）按原料的矿物组成：粘土质原料；硅质原料；长石质原料；镁质原料。

4）根据原料获得的方式不同分为：矿物原料；化工原料。陶瓷制品所选用的原料必须满足以下两项要求：

1）要保证供给其经过加工后能生成制品所需要的各种晶相和玻璃相等结构物；

2）要保证能适应在加工处理过程中制品所需要的各种工艺性能。综合上述两方面的要求，可以把所需要的陶瓷原料主要归纳为三大类：

1）具有可塑性的粘土类原料；
2）具有非可塑性的石英类原料；
3）熔剂原料。

此外，还常需要各种特殊的熔剂原料，包括采用各种化工原料。陶瓷工业需用的辅助材料主要是石膏和耐火材料，以及各种外加剂如助磨剂、助滤剂、解凝剂、增塑剂和增强剂等。天然原料－－总论第二节粘土类原料凡粒径多数小于2μm，主要由粘土矿物组成的土状岩石均称为粘土，为细而分散的含多种含水铝硅酸盐矿物的混合体，其主要化学组成为SiO2、Al2O3和结晶水。
粘土矿物是由SiO4四面体组成的(Si2O5)n层和由铝氧八面体组成的AlO(OH)2层相互以顶角联接起来的层状结构。一、粘土的成因与分类
（一）粘土的成因

粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石经过风化作用或热液蚀变作用而形成的。这类经风化或蚀变作用而生成粘土的岩石统称为粘土的母岩。母岩经风化作用而形成的粘土产于地表或不太深的风化壳以下；母岩经热液蚀变作用而形成的粘土常产于地壳较深处。

风化作用类型有：1）机械的（物理的）；2）化学的；3）生物的。
热液蚀变型：高温岩浆冷凝结晶后，残余岩浆中含有大量的挥发分及水，温度进一步降低时，水分则以液态存在，但其中溶有大量其它化合物。当这种热液（水）作用于母岩时，会形成粘土矿床，这就称为热液蚀变型粘土矿，如衡阳界牌土。（二）粘土的分类2、按可塑性分类

1）高可塑性粘土：软质粘土。其分散度大，多呈疏松状。如粘性土、膨润土、木节土等。
2）低可塑性粘土：硬质粘土。其分散度小，多呈致密块状。如叶蜡石、焦宝石、瓷石等。3、按耐火度分类
1）耐火粘土：一般耐火粘土的耐火度在1580℃以上，较纯，含杂质较少。
2）难熔粘土：其耐火度在1350~1580℃，含易熔杂质在10~15%。
3）易熔粘土：其耐火度在1380℃以下，含有大量的杂质。
4、按化学组成分类
1）富铝粘土；2）贫铝粘土。（三）粘土的主要矿物类型1、高岭石类
因首先在江西景德镇东部的高岭村山头发现，故国际上都把这种制瓷粘土称为高岭(Kaolin)土，其主要矿物成分是高岭石(Kaolinite)和多水高岭石。
高岭石的化学式：Al2O3•2SiO2•2H2O
多水高岭石：Al2O3·2SiO2·nH2O（n=4~6）
属于高岭石类的粘土矿物还有地(迪)开石(Dickite)、珍珠陶土(Nacrite)和多水高岭石(埃洛石Hallysite，又称叙永石，为我国四川叙永县以盛产这种矿物为主的粘土而得名)等。杆状高岭石片状高岭石2、蒙脱石类3、伊利石类4、水铝英石二、粘土的组成（一）矿物组成

为便于研究粘土的矿物组成，根据其性质和数量可分成两大类，即粘土矿物和杂质矿物。
粘土矿物的种类和性质已如前所述，主要为高岭石类、蒙脱石类和伊利石类，以及较少见的水铝英石等。
除此之外，在粘土形成过程中，常由于岩石风化未完全，或由于其它因素而混入一些非粘土矿物和有机物质，这些物质我们统称为杂质矿物。杂质矿物通常以细小晶粒极其集合体分散于粘土中，常会影响甚至决定粘土的工艺性能。
杂质矿物的类别及其影响：
1）石英和母岩残渣。这些杂质一般以较粗颗粒混在粘土中，对粘土的可塑性和干燥后强度产生很大影响。工厂多采用淘洗法除去粗颗粒杂质。
2）碳酸盐及硫酸盐类。细颗粒的碳酸盐分布在粘土中对其影响不大，碳酸盐在高温下可分解出CaO、MgO，起熔剂作用，能降低陶瓷的烧成温度。较多的硫酸盐在氧化气氛中容易引起坯泡。
3）铁和钛的化合物。这类杂质矿物能使坯体呈色，降低粘土的耐火度，也会严重影响制品的介电性能、化学稳定性等。
4）有机杂质。粘土中存在少量的有机杂质，可以增加粘土的可塑性和泥浆的流动性，但有机物质过多时也可能会造成瓷器表面起泡与针孔。
（二）化学组成（三）颗粒组成
是指粘土中含有不同大小颗粒的质量分数。

为什么粘土中的细颗粒愈多愈好？由于细颗粒的比表面积大，其表面能也大，因此粘土中的细颗粒愈多时，则其可塑性愈强，干燥收缩大，干后强度高，在烧成时也易于烧结，烧后的气孔率也小，有利于成品的力学强度、