2原料石英长石全解
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石组合而成:
钠长石(Ab) 钾长石(Or) 钙长石(An) 钡长石(Cn)
Na[AlSi3O8]或Na2O·Al2O3·6SiO2 K[AlSi3O8]或K2O·Al2O3·6SiO2 Ca[Al2Si2O8]或Ca O·Al2O3·2SiO2 Ba[Al2Si2O8]或BaO·Al2O3·2SiO2
材料科学与工程学院
钠长石 钙长石
钾长石 钡长石
材料科学与工程学院
钾长石 KAS6 :1150±20℃分解为白榴子石,1530 ℃ 全部熔融,熔融温度范围宽,高温粘度大,随温度升高粘度
下降慢。
钠长石NaAS6 :1120 ℃开始熔融,钠长石的开始熔融温 度比钾长石低,熔化时没有新的晶相产生,液相稳定,粘度
二级转变的体积变化小,但转化速度快,瞬间完成,体积效 应大,无液相,对坯体影响大,必须严格控制。
材料科学与工程学院
Leabharlann Baidu
SiO2晶型转化与生产应用 耐火材料中加入矿化剂。
石英预烧,利于粉碎:1000 C煅烧 急冷 变松 , 利用石英573 C晶型转化时的体积变化效应。
陶瓷的烧成过程,必须注意升降温速度的问题,之所以要 控制升降温速度就是由于一些原材料在加热或冷却过程中伴随 着体积的膨胀或收缩。如果控温不当,这些膨胀或收缩在极短 的时间完成,会造成坯体或制品开裂。
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三、石英类原料的作用 石英类原料的应用领域、主要作用和品质要求:
应用领 域
主要作用
品质要求
玻璃工 业
提供玻璃生产必需的SiO2成分
SiO2含量≥98%;Fe2O3≤0.2%
耐火材 料
硅砖及硅质耐火制品的主要原料
SiO2含量≥96%;A12O3、TiO2碱 性氧化物等杂质总含量≤2%
材料科学与工程学院
石英
水晶-结晶良好的 石英
水晶-结晶良好的石英
材料科学与工程学院
石英砂 硅砂,白色,淡黄色、浅灰色或红褐色。 优质的硅砂:玻璃工业原料。成分主要是SiO2,并含有少 量的A12O3、K2O、 Fe2O3等杂质,而Fe2O3、Cr2O3和TiO2等 是极其有害极其有害的成分。 耐火度是指材料在高温作用下达到 特定软化程度的温度,表征材料抵 抗高温作用的性能
自然界中尚存在有无定形的非晶质SiO2,如外观为致密块状 或钟乳状的蛋白石(SiO2·nH2O),由硅藻的遗骸沉积所形成的硅 藻土(含水 SiO2)等。
材料科学与工程学院
SiO2物理性质 外观:视其种类不同而异,大多呈乳白色,有的呈灰白色,
半透明状态,断面具有玻璃光泽或脂肪光泽。 硬度:莫氏硬度为7。
材料科学与工程学院
石英岩 硅质砂岩经变质作用,石英颗粒再结晶形成的岩石。 外观特点:灰白色,光泽鲜明,断面致密,强度大, 硬度高。 SiO2 > 97%。 用于制作高级玻璃和陶瓷。
材料科学与工程学院
其它
玉髓、燧石、玛瑙:硬度高,可作研磨材料,砌筑球磨机内 衬,研磨体球石用。
球形石英(俗称鹅卵石):杂质有限、硬度高和外形圆滑, 用作研磨球石。
材料科学与工程学院
钾长石+钠长石:
钾长石和钠长石常以固熔体存在 钾长石和钠长石高温互溶,低温分离;据含量不同,晶
体折射率不同;钾钠长石的固熔体,钠长石含量少时形成晶 斑;含量多时,形成条纹 。
莫氏硬度 2. 石膏 5. 磷灰石 8. 黄玉
3. 方解石 6. 正长石 9. 刚玉
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二、石英的晶型转化
材料科学与工程学院
重建性 位 移 性
石英晶型转变温度和体积变化情况
材料科学与工程学院
高温型的迟缓转化(横向转化或一级转化) 由表面向内部逐步进行,结构变化。因为形成新的稳定
晶型,所以需较高的活化能;转变速度慢;体积变化较大, 所以需较高温度及较长时间。
密度:晶型不同密度不同,变动范围2.22—2.65。
化学稳定性:具有强耐酸侵蚀力(除HF外);与碱作用,
生成可溶性硅酸盐;与碱金属氧化物作用生成硅酸盐与玻璃
态物质。
熔融温度范围:1400C—1770C,由SiO2的形态和杂质含
量决定。
材料科学与工程学院
1. 滑石 4. 萤石 7. 石英 10. 金刚石
陶瓷工 业
加快坯体干燥、增加坯体机械强 度、提高釉的耐磨和耐化学侵蚀 性
SiO2含量≥90%
水泥工 业
硅质校正原料
SiO2含量70%~90%,少含燧石
材料科学与工程学院
第三节 长石类原料
一、长石原料种类和性质 长石是架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐。 自然界中长石的种类很多,归纳起来都是由以下四种长
低,易引起产品变形; 钙长石CaAS2:熔点高达1550 ℃,熔融范围窄,熔体不
透明, 粘度小,冷却易析晶,化学稳定性差,配制的瓷料
机械强度大。
钡长石 BaAS2:熔点高达1725 ℃,熔融范围不宽,普通陶 瓷不采用,可人工合成, 电学性能好。
混熔特性:几种基本类型的长石,由于其结构关系,
彼此可混合形成共熔体,钾钙不共熔。
低温型的迅速转变(纵向转变或二级转变) 由表及里瞬间同时转化,体积变化小,结构不特殊变化,
位移型转变(键之间的角度稍做变动为位移型转变),易进行, 且转化可逆。
材料科学与工程学院
自然界中石英大部分以—石英存在,很少以鳞石英或方石 英的介稳状态存在。 石英多晶转变的体积效应:
一级转变的体积变化大,但由于其转化速度慢,体积效应小, 且在高温下有液相存在,对坯体影响不大。
材料科学与工程学院
脉石英 致密结晶态,火成岩。 外观特点:纯白,半透明呈油脂光泽,断口呈贝壳状。 SiO2>99%,是生产日用细瓷、耐火硅砖、釉料的良好原料。
材料科学与工程学院
砂岩 碎屑沉积岩,石英颗粒由胶结物结合,根据胶结
物不同分为: 石灰质砂岩,粘土质砂岩,石膏质砂岩,云母质
砂岩,硅质砂岩。 陶瓷中仅用:硅质砂岩。 SiO2 含量 90~ 95%。
第二节 石英类原料
一、石英类原料的种类和性质
自然界中的SiO2结晶矿物统称为石英,俗称玛瑙、水晶。 SiO2存在的方式(地壳中丰度60%):由于地质产状不同, SiO2呈现为多种状态:
1、以硅酸盐矿物的形式存在,构成矿物岩石 2、以独立状态存在,单矿物实体,其中结晶态二氧化硅统 称为石英。
在陶瓷、玻璃、耐火材料生产中采用得较多的石英类原料主要 有脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、硅藻土、隧石等。
钠长石(Ab) 钾长石(Or) 钙长石(An) 钡长石(Cn)
Na[AlSi3O8]或Na2O·Al2O3·6SiO2 K[AlSi3O8]或K2O·Al2O3·6SiO2 Ca[Al2Si2O8]或Ca O·Al2O3·2SiO2 Ba[Al2Si2O8]或BaO·Al2O3·2SiO2
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钠长石 钙长石
钾长石 钡长石
材料科学与工程学院
钾长石 KAS6 :1150±20℃分解为白榴子石,1530 ℃ 全部熔融,熔融温度范围宽,高温粘度大,随温度升高粘度
下降慢。
钠长石NaAS6 :1120 ℃开始熔融,钠长石的开始熔融温 度比钾长石低,熔化时没有新的晶相产生,液相稳定,粘度
二级转变的体积变化小,但转化速度快,瞬间完成,体积效 应大,无液相,对坯体影响大,必须严格控制。
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SiO2晶型转化与生产应用 耐火材料中加入矿化剂。
石英预烧,利于粉碎:1000 C煅烧 急冷 变松 , 利用石英573 C晶型转化时的体积变化效应。
陶瓷的烧成过程,必须注意升降温速度的问题,之所以要 控制升降温速度就是由于一些原材料在加热或冷却过程中伴随 着体积的膨胀或收缩。如果控温不当,这些膨胀或收缩在极短 的时间完成,会造成坯体或制品开裂。
材料科学与工程学院
三、石英类原料的作用 石英类原料的应用领域、主要作用和品质要求:
应用领 域
主要作用
品质要求
玻璃工 业
提供玻璃生产必需的SiO2成分
SiO2含量≥98%;Fe2O3≤0.2%
耐火材 料
硅砖及硅质耐火制品的主要原料
SiO2含量≥96%;A12O3、TiO2碱 性氧化物等杂质总含量≤2%
材料科学与工程学院
石英
水晶-结晶良好的 石英
水晶-结晶良好的石英
材料科学与工程学院
石英砂 硅砂,白色,淡黄色、浅灰色或红褐色。 优质的硅砂:玻璃工业原料。成分主要是SiO2,并含有少 量的A12O3、K2O、 Fe2O3等杂质,而Fe2O3、Cr2O3和TiO2等 是极其有害极其有害的成分。 耐火度是指材料在高温作用下达到 特定软化程度的温度,表征材料抵 抗高温作用的性能
自然界中尚存在有无定形的非晶质SiO2,如外观为致密块状 或钟乳状的蛋白石(SiO2·nH2O),由硅藻的遗骸沉积所形成的硅 藻土(含水 SiO2)等。
材料科学与工程学院
SiO2物理性质 外观:视其种类不同而异,大多呈乳白色,有的呈灰白色,
半透明状态,断面具有玻璃光泽或脂肪光泽。 硬度:莫氏硬度为7。
材料科学与工程学院
石英岩 硅质砂岩经变质作用,石英颗粒再结晶形成的岩石。 外观特点:灰白色,光泽鲜明,断面致密,强度大, 硬度高。 SiO2 > 97%。 用于制作高级玻璃和陶瓷。
材料科学与工程学院
其它
玉髓、燧石、玛瑙:硬度高,可作研磨材料,砌筑球磨机内 衬,研磨体球石用。
球形石英(俗称鹅卵石):杂质有限、硬度高和外形圆滑, 用作研磨球石。
材料科学与工程学院
钾长石+钠长石:
钾长石和钠长石常以固熔体存在 钾长石和钠长石高温互溶,低温分离;据含量不同,晶
体折射率不同;钾钠长石的固熔体,钠长石含量少时形成晶 斑;含量多时,形成条纹 。
莫氏硬度 2. 石膏 5. 磷灰石 8. 黄玉
3. 方解石 6. 正长石 9. 刚玉
材料科学与工程学院
二、石英的晶型转化
材料科学与工程学院
重建性 位 移 性
石英晶型转变温度和体积变化情况
材料科学与工程学院
高温型的迟缓转化(横向转化或一级转化) 由表面向内部逐步进行,结构变化。因为形成新的稳定
晶型,所以需较高的活化能;转变速度慢;体积变化较大, 所以需较高温度及较长时间。
密度:晶型不同密度不同,变动范围2.22—2.65。
化学稳定性:具有强耐酸侵蚀力(除HF外);与碱作用,
生成可溶性硅酸盐;与碱金属氧化物作用生成硅酸盐与玻璃
态物质。
熔融温度范围:1400C—1770C,由SiO2的形态和杂质含
量决定。
材料科学与工程学院
1. 滑石 4. 萤石 7. 石英 10. 金刚石
陶瓷工 业
加快坯体干燥、增加坯体机械强 度、提高釉的耐磨和耐化学侵蚀 性
SiO2含量≥90%
水泥工 业
硅质校正原料
SiO2含量70%~90%,少含燧石
材料科学与工程学院
第三节 长石类原料
一、长石原料种类和性质 长石是架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐。 自然界中长石的种类很多,归纳起来都是由以下四种长
低,易引起产品变形; 钙长石CaAS2:熔点高达1550 ℃,熔融范围窄,熔体不
透明, 粘度小,冷却易析晶,化学稳定性差,配制的瓷料
机械强度大。
钡长石 BaAS2:熔点高达1725 ℃,熔融范围不宽,普通陶 瓷不采用,可人工合成, 电学性能好。
混熔特性:几种基本类型的长石,由于其结构关系,
彼此可混合形成共熔体,钾钙不共熔。
低温型的迅速转变(纵向转变或二级转变) 由表及里瞬间同时转化,体积变化小,结构不特殊变化,
位移型转变(键之间的角度稍做变动为位移型转变),易进行, 且转化可逆。
材料科学与工程学院
自然界中石英大部分以—石英存在,很少以鳞石英或方石 英的介稳状态存在。 石英多晶转变的体积效应:
一级转变的体积变化大,但由于其转化速度慢,体积效应小, 且在高温下有液相存在,对坯体影响不大。
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脉石英 致密结晶态,火成岩。 外观特点:纯白,半透明呈油脂光泽,断口呈贝壳状。 SiO2>99%,是生产日用细瓷、耐火硅砖、釉料的良好原料。
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砂岩 碎屑沉积岩,石英颗粒由胶结物结合,根据胶结
物不同分为: 石灰质砂岩,粘土质砂岩,石膏质砂岩,云母质
砂岩,硅质砂岩。 陶瓷中仅用:硅质砂岩。 SiO2 含量 90~ 95%。
第二节 石英类原料
一、石英类原料的种类和性质
自然界中的SiO2结晶矿物统称为石英,俗称玛瑙、水晶。 SiO2存在的方式(地壳中丰度60%):由于地质产状不同, SiO2呈现为多种状态:
1、以硅酸盐矿物的形式存在,构成矿物岩石 2、以独立状态存在,单矿物实体,其中结晶态二氧化硅统 称为石英。
在陶瓷、玻璃、耐火材料生产中采用得较多的石英类原料主要 有脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、硅藻土、隧石等。