陶瓷的组成课件ppt

3、 沉积型粘土矿床:就是指风化了得粘土矿物借雨水或风力得搬运作用搬 离原母岩后,在低洼得地方沉积而成得矿床,称为二次粘土(也称沉积粘土或 次生粘土),如南安康垅,清远源潭。
粘土得种类不同,物理化学性能也各不相同。粘土可呈白、灰、黄、 红、黑等各种颜色。有得粘土疏松柔软且可在水中自然分散,有得粘土则 呈致密坚硬得块状。
c 、伊利石类 伊利石就是白云母经强烈得化学风化作用而转变为蒙脱石或高岭石过
程中得中间产物。组成成分与白云母相似,但比正常得白云母多SiO2与H2O 而少K2O。与高岭石比较,伊利石含K2O较多而含H2O较少。
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3、颗粒组成
颗粒组成:粘土中含有得不同大小颗粒得体积百分比含量。 <1um得细颗粒愈多,则可塑性愈强,干燥收缩大,干后
通指粘土在烧结过程中所表现出得各种物理化学变化及性能。 8、耐火度
耐火度就是耐火材料得重要技术指标之一,它表征材料无荷重时抵 抗高温作用而不熔化得性能。
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(四) 粘土在陶瓷生产中得作用
1)黏土得可塑性就是陶瓷坯泥赖以成形得基础。 2)黏土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。 3)黏土一般呈细分散颗粒,同时具有结合性。 4)黏土就是陶瓷坯体烧结时得主体,黏土中得Al2O3含量与杂质 含量就是决定陶瓷坯体得烧结程度、烧结温度与软化温度得主 要因素; 5)黏土就是形成陶器主体结构与瓷器中莫来石晶体得主要来源 。
电绝缘性。
(4)CaO、MgO、K2O、Na2O:降低烧结温度,缩小烧结范围。
(5) H2O、有机质:可提高可塑性,但收缩大。
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2、粘土得矿物组成
粘土很少由单一矿物组成,而就是多种微细矿物得混合体。因此,粘土 所含各种微细矿物得种类与数量就是决定其工艺性能得主要因素。
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)与伊利石类(也称水云母)等等。
钠长石与钙长石一般呈白色或灰白色,相对密度为2、62 g
／cm3,其她一般物理性质与钾钠长石近似。
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钠长石 钙长石
钾长石
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钡长石
长石在陶瓷生产中得作用 ① 长石在高温下熔融,形成黏稠得玻璃 熔体,就是坯料中碱金属氧化物(K2O、 Na2O)得主要来源,能降低陶瓷坯体组分得 熔化温度,有利于成瓷与降低烧成温度。
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(二)粘土得组成
粘土得性能取决于粘土得组成,包括粘土得矿物组成、化 学组成与颗粒组成。其中,矿物组成就是基本因素。
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1、粘土得化学组成
主要化学成分为SiO2、A12O3与结晶水(H2O)。
含有少量得碱金属氧化物K2O、Na2O,碱土金属氧化物 CaO、MgO,以及着色氧化物Fe2O3、TiO2等。
引入可提高热稳定性与力学强度,提高白度与透明 度,改进色调,减弱铁、钛氧化物得不良着色影响。
5、Fe2O3、TiO2
来自粘土、长石等中得杂质,含量较微。
有害影响较大,可使瓷被着色成不好得色泽, 影响其外观品质。
三、陶瓷显微结构相组成来源
1、玻璃相:
来源:由坯料中得熔剂组份熔融及其与石英、粘土等组份在 一定温度下共熔,然后在冷却中凝结而成。
风化型粘土矿床主要分布在我国南方(如景德镇高岭村、晋江白安、潮 州 飞天燕等地),一般称为一次粘土(也称为残留粘土或原生粘土)。
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2、 热液蚀变型:高温岩浆冷凝结晶后,残余岩浆中含有大量得挥发分及水, 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 苏州阳山、衡阳界牌土。
玻璃相在瓷坯形成中得作用: 填满烧成过程中所产生得空隙,获得烧结致密得胎
体。溶解石英与高岭土得分解产物,促进莫来石晶体得成长。
2、莫来石:形成瓷坯骨架得主要成分。
➢ 来源: 一部分就是高岭土矿物烧成过程中分解生成得新相; 另一部分就是在长石玻璃中析出得针状莫来石晶体。
②在烧成时,石英得加热膨胀可部分地抵消坯体 收缩得影响,在高温下石英能部分熔解于液相中,增加 熔体得强度,而未熔解得石英颗粒,则构成坯体得骨架, 可防止坯体发生软化变形等缺陷。
③在瓷器中,石英对坯体得力学强度有着很大 得影响,合理得石英颗粒能大大提高瓷器坯体得强 度,否则效果相反。同时,石英也能使瓷坯得透光度 与白度得到改善。
功能性原料:其她辅助原料。如氧化锌、色料等。
一、粘土矿物原料
(一)粘土得成因与产状
粘土(clay)就是一种颜色多样、细分散得多种含水铝硅酸盐矿物得混合 体,其矿物粒径一般小于2 µm,主要由粘土矿物以及其它一些杂质矿物组成。
粘土得成因:
1. 风化残积型:指深成得岩浆岩(如花岗岩、伟晶岩、长英岩等)在原地 风化后即残留在原地,多成为优质高岭土得主要矿床类型。
②熔融后得长石熔体能熔解部分高 岭土分解产物与石英颗粒。液相中Al2O3 与SiO2互相作用,促进莫来石晶体得形成 与长大,赋予了坯体得力学性能与化学稳 定性。
③长石熔体能填充于各结晶颗粒之间, 有助于坯体致密与减少空隙。
冷却后得长石熔体,构成了瓷得玻璃 基质,增加了透明度,并有助于瓷坯得力学 性能与电气性能得提高。
风化残积型粘土矿床一般SiO2含量高,而A12O3含量低。
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化学组成对粘土性能得影响
(1)SiO2 :若以石英状态存在得SiO2多时,粘土可塑性降低,但就是干 燥后
烧成收缩小。
(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,含量过高,颜色变深,还影响
石英得外观视其种类不同而异,有得呈乳白色, 有得呈灰白半透明状态,表面具有玻璃光泽或脂肪 光泽,莫氏硬度值为7,相对密度因晶型而异,波动于2、 22—2、65g/cm3之间。
石英得主要化学成分为SiO2,常含有少量杂质 成分,如Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等。
石英
水晶－结晶良好得 石英
陶瓷的组成课件
一、陶瓷显微结构相组成
1、玻璃相: 2、莫来石:形成瓷坯骨架得主要成分。 3、残余石英:与莫来石晶体一起构成瓷坯骨架 ,提高制品得
强度与稳定性。 4、气孔:瓷坯显微结构中得气相成分,就是烧成时坯内气体没有
完全排净而残留在瓷胎之内。
显 微 结 构:显微镜下观察到陶
瓷相组成得种类、形状、大小、 数量、 分布及取向,各种杂质与显微缺陷得存 在形式、分布及晶界特征。
高岭石
叶腊石
伊利石
a、高岭石类(Kaolinite) 高岭石族矿物包括高岭石、地开石、珍珠陶土与多水高岭石等。高岭石
就是粘土中常见得粘土矿物,主要由高岭石组成得粘土称为高岭土。
b、蒙脱石类 蒙脱石(Montmorillonite)也就是一种常见得粘土矿物,以蒙脱石为主要
组成矿物得粘土称为膨润土(bentonite),一般呈白色、灰白色、粉红色或淡 黄色,被杂质污染时呈现其它颜色。
④在釉料中长石就是主要熔剂。
⑤长石作为非可塑性原料,在生坯中 还可以缩短坯体干燥时间,减
1、SiO2 :
主要由石英引入,也可由粘土、长石引入。就是成瓷(形成莫来 石)得主要成分。
部分 SiO2与Al2O3在高温下生成莫来石;部分SiO2以残余石 英形式存在,这就是构成瓷体得骨架,提供瓷体得机械强度。
二、陶瓷原料
可塑性原料:粘土矿物。既有加工所需得可塑性,也能在 烧成后形成结构晶相得原料
石英类原料:非可塑性得硅、铝氧化物及含氧盐。如石 英、蛋白石。可降低粘土得塑性,减少坯体得收缩,防止高温变 形。既就是非可塑性原料,同时也就是能生成晶相得料;
熔剂性原料:也具有非可塑性质。包括碱金属、碱土金属 氧化物及含氧盐。如长石、石灰石等。
部分SiO2与碱性氧化物在高温下形成玻璃体,使坯体呈半透明 性。
注意: SiO2含量高,热稳定性差,易于炸裂。
2、Al2O3 :
主要由粘土,长石引入,成瓷得主要成分。
部分于莫来石中,部分于碱性氧化物形成玻璃体。
相对提高Al2O3含量,可提高白度,热稳定性,化学稳定 性,与机械强度。
工艺过程: Al2O3含量高,烧成温度高; Al2O3含量低, 烧成时易变形。
3、离子交换性 粘土颗粒带有电荷,其来源就是其表面层得断键与晶格内部被取代得
离子,因此必须吸附其它异号离子来补偿其电价,粘土得这种性质称为离 子交换性。
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4、触变性 粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,粘度会降低而流动性增加,
静置后又能逐渐恢复原状。反之,相同得泥料放置一段时间后,在维持原 有水分得情况下会增加粘度,出现变稠与固化现象。上述情况可以重复无 数次。粘土得上述性质统称为触变性,也称为稠化性。 5、膨胀性
水晶－结晶良好得石英
石英在陶瓷生产中得作用
石英就是作为非可塑性原料加入到陶瓷坯料中得, 它就是陶瓷坯体中主要组分之一,它在陶瓷生产中得 作用不仅在坯体成形时,而且在烧成时都有重要得影 响。其作用概括如下:
①在烧成前就是非可塑性原料,可对泥料得可塑 性起调节作用,能降低坯体得干燥收缩,缩短干燥时间 并防止坯体变形。
二、石英类原料
结晶态二氧化硅统称为石英。由于经历得地质作用及成矿 条件不同,石英呈现多种状态,并有不同得纯度。
①石英得种类。
自然界中得二氧化硅结晶矿物可以统称为石英。 其中最纯得石英晶体统称为水晶。
在陶瓷工业中,常用得石英类原料与材料有下列 几种:脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、隧石与硅藻 土。
②石英原料得性质
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
1、可塑性 可塑性就是指粘土粉碎后用适量得水调与、混练后捏成泥团,在一定
外力得作用下可以任意改变其形状而不发生开裂,除去外力后,仍能保持 受力时得形状得性能。 2、结合性
粘土得结合性就是指粘土能结合非塑性原料形成良好得可塑泥团、
有一定干燥强度得能力。
3、K2O 、Na2O :
主要由长石(瓷石)引入。
与Al2O3 SiO2形成玻璃相。
助熔作用, K2O 、 Na2O含量过高(>５％),急剧降低 烧成温度, 热稳定性大大降低,一般控制含量在５％以 下。可提高白度。
4、CaO、MgO
碱土金属氧化物,一般含量较少,不特别加入。
少量时,与碱金属氧化物共同起助熔作用。
④在釉料中,二氧化硅就是生成玻璃质得主要 组分,增加釉料中石英含量能提高釉得熔融温度与 黏度,并减少釉得线胀系数。同时它就是赋予釉以 高得力学强度、硬度、耐磨性与耐化学侵蚀性得 主要因素。
三、长石类原料
长石就是陶瓷原料中最常用得熔剂性原料,在 陶瓷生产中用作坯料、釉料、色料、熔剂等得基 本组分,其用量较大,就是陶瓷三大原料之一。
长石得种类与一般性质:长石就是地壳上分布 广泛得造岩矿物。
长石呈架状硅酸盐结构,化学成分为 不含水得碱金属与碱土金属铝硅酸盐,主 要就是钾、钠、钙与少量钡得铝硅酸盐, 有时含有微量得铯、锶等金属离子。
(一)长石得种类与性质
自然界中长石得种类很多,归纳起来都就是由以下四种长石 组合而成:
钠长石 Na[AlSi3O8]或Na2O·Al2O3·6SiO2 钾长石 K[AlSi3O8]或K2O·Al2O3·6SiO2 钙长石 Ca[Al2Si2O8]或Ca O·Al2O3·2SiO2 钡长石 Ba[Al2Si2O8]或BaO·Al2O3·2SiO2
膨胀性就是指粘土吸水后体积增大得现象。这就是由于粘土在吸 附力、渗透力、毛细管力得作用,水分进入粘土晶层之间、或者胶团之间 所致,因此可分为内膨胀性与外膨胀性两种。
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6、收缩 粘土泥料干燥时,因包围在粘土颗粒间得水分蒸发、颗粒相互靠拢
而引起得体积收缩,称为干燥收缩。粘土泥料煅烧时,由于发生一系列得 物理化学变化(如脱水作用、分解作用、莫来石得生成、易熔杂质得熔 化,以及熔化物充满质点间空隙等等),因而使粘土再度产生得收缩,称为 烧成收缩。这两种收缩构成粘土泥料得总收缩。 7、烧结性能
强度 高, 而且烧结温度低,(比表面积大,表面能高)片状 比杆状堆积面积大,塑性大,强度高。
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(三)粘土得工艺性质
黏土得加热变化:黏土就是陶瓷得主要原料,陶瓷在烧 成过程中所发生得一系列物理与化学变化,就是在黏 土加热变化得基础上进行得,因此黏土得加热变化就 是陶瓷制品烧成得基本理论基础。
黏土在加热过程中得变化包括两个阶段:脱水阶 段与脱水后产物得继续转化阶段。