陶瓷原料及配方基础
陶瓷工艺学第2章-原料课件
第二章 原料
2.3、长石类原料
— 、长石的种类
1、钾长石 2、钠长石 3、钙长石 4、钡长石
K2O·Al2O3·6SiO2 ； Na2O·Al2O3·6SiO2 ； CaO·Al2O3·2SiO2 ； BaO·Al2O3·2SiO2 ；
第三篇 陶瓷工艺学
钾长石
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
二、长石的作用
二、粘土的组成
粘土的组成包括化学组成、矿物组成和颗粒组成。 1、 化学成分 (1) SiO2：40~78%
SiO2高，砂性重，成型可塑性差，但干燥烧成收缩小。 (2) AL2O3：12~40%
AL2O3高，耐火度高，难烧结 (3)R2O+RO：R2O=0.5~5%，RO=1~6% R2O+RO高，耐火度低，烧成
陶瓷生产的主要原料，占配料中的 40~60%。 一、粘土的定义与分类 1、粘土的定义
是一种或多种呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合物。 2、特点：是一混合物，无固定化学式，无固定熔点。 3、成因：粘土主要是由铝硅酸盐类岩石，如长石等经过长期地质 年代自然风化作用或热液浊变作用而形成。
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
第三篇 陶瓷工艺学
1 矿物组成
高岭石和伊利石加水时，水分子仅渗入颗粒间；而蒙脱石水分子除进 入颗粒间，还可渗入单位晶胞之间，故其遇水后膨胀要比前者大，触变性
比前者大。
2 粒度大小、形状 颗粒愈细，形状愈不对称，愈易成触变结构。
3 含水量 水量大的泥浆，不易形成触变结构，反之易成触变结构。
特点：常呈色，但可塑性较好，耐火度较差。
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
2）按可塑性分类 1 高可塑性粘土。
陶瓷制作的原料 (1)
陶瓷制作的原料，性状，作用：中国的具有精湛的制作艺术和悠久的历史传统，在世界上都是少见的，永远值得我们后人敬佩、学习和引以自豪。
凡是用和这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成形、干燥、等制成的器物，都可以叫陶瓷。
而陶和瓷的最主要区别在于气孔率。
制作陶瓷的原料种类很多，不只有陶和瓷的分别，各种陶和瓷的原料又有多种不同的性能和特点、质地、色彩都不尽相同。
最主要的是和、等。
主要原料分成可塑性原料、非可塑性原料及溶剂原料三大类。
作为可塑性陶瓷原料的粘土，可用于陶瓷坯体、釉色、色料等配方。
如我国许多瓷区采用工艺性能良好的高岭土生产的细瓷产品，成为国际市场的畅销产品。
泥---- 泥性的语言火---- 泥的重生陶瓷的原料泥： 陶泥、瓷泥、粗泥、细泥……釉： 高温釉、低温釉、有色釉、无色釉（透明）……陶土——岩石风化后沉积下来的黏土。
其可塑性较好，但含铁（杂质）较多，耐火度较低烧结后呈铁红色或浅咖啡色，硬度较低。
石英在地球上储量多，在陶瓷工业中属于非可塑性陶瓷原料，可用于陶瓷产品的坯体、釉料等配方。
石英的化学成分主要是二氧化硅。
石英是陶瓷坯体中的主要原料，它可以降低陶瓷泥料的可塑性，减小坯体的干燥收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形。
在烧成中，石英的加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩；高温时石英成为坯体的骨架，与氧化铝共同生成莫来石，能够防止坯体发生软化变形；石英还能提高瓷器的白度与半透明度。
高石英瓷即是近年来出现的高档瓷器产品。
石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度，减少釉的膨胀系数，也能够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。
此外石英在建筑卫生陶瓷与各类耐火材料中也有很大的使用。
熔剂原料：通常指能够降低陶瓷坯釉烧成温度，促进产品烧结的原料。
陶瓷工业常用的熔剂原料有长石（钾长石、钠长石）、方解石、白云石、滑石、萤石、含锂矿物等。
烧成前长石属于非可塑性原料，可以减少坯体收缩与变形，提高干坯强度。
长石是坯釉的熔剂原料，在坯体中占有25％含量；在釉料中占50％的含量。
陶瓷原料配方比例
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陶瓷原料及配方基础
1.熔融温度
• 分析方法与坯体烧成温度分 析方法一致
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2.流动性
• 有的釉需要多的流动，有的釉需要少流动。 • 决定性的因素是高温黏度。 • 一般的釉调节石英的量可以改变高温黏度。
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流釉
.
• 3.透光度
.
釉的定义
• 釉是覆盖在陶瓷坯体上的一层 均匀的玻璃薄层。
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釉料配方实例
• 烧成温度1290℃透明釉配方
• “润滑剂” 黏土是层状矿物，一旦加入水。水分 子进入黏土矿物层间，形成水膜，相当于润滑剂 起润滑作用。有了润滑剂可以自由的变换形状。
• “胶水” 黏土颗粒之间会黏在一团呢？由于黏土 常年风化，颗粒表面被破坏，常常带有正电荷， 而水进入黏土矿物层间会带有负电荷，正负相吸 引就使得黏土黏在一起。
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黏土在日用陶瓷中的作用
• 1.成型与成瓷 • 2.悬浮性。使各种原料均匀的悬浮在泥
浆和釉浆之中，这样可使陶瓷制品各 部分均匀。 • 3.黏土颗粒比较细，陶瓷工业中瘠性原 料比较粗，细颗粒会填充在粗颗粒的 空隙中，粗细结合，减少坯体空隙有 利于烧结。
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• 为什么我们的陶瓷这么硬？
.
石英的骨架作用
• 1.1.1石英的化学组成 • 石英的化学组成主要是
• 改变白度直接从原料考虑，主要考 虑含铁量和含氧化钛的量。
• 使用含铁量较少的质量较好的高岭 土。
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3.烧成温度
• 黏土的耐火度，石英的加入量，Al2O3 含量。
• 增加长石、滑石等溶剂性原料的加入 量。
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4.机械强度
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高岭土的化学组成
• 2SiO2 • Al2O3 •2H2O
.
长石的化学成分
陶瓷工艺学陶瓷原料配方计算
第三节 配方计算
❖ 2.3.2 由实验式计算化学组成
▪例 2：某瓷胎实验式为：
0.088 CaO 0.010 MgO 0.077 Na2O 0.120 K2O
0.928 Al2O3 0.018 Fe2O3
4.033SiO2
试计算瓷胎的化学组成。
第三节 配方计算
❖ 2.3.2 由实验式计算化学组成
2.3.7 由示性矿物组成计算配料量 ❖ 2.3.8 更换原料时配方计算
第三节 配方计算
❖ 2.3.1 从化学组成计算实验式
▪ 计算步骤： •① 化学组成含灼减成分时，换算为不含灼减的化学组成。 •② 计算各氧化物的摩尔数——各氧化物的质量百分数除以各氧 化物的摩尔质量。 •③ 计算各氧化物的摩尔数值——各氧化物 摩尔数除以碱性氧 化物或中性氧化物摩尔数的总和，得到一套以碱性氧化物（常用 于釉式）或以中性氧化物（多用以坯式）为1 的各氧化物的数值。 • ④ 将各氧化物的摩尔数值按RO·R 2O3·RO 2的顺序排列为实验式
第二节 配方依据
❖ 2.2.2 配方的调试
▪④ 石英：用量不超过25～35％。 ▪⑤ 其它成分：加入1～２％的滑石，引入MgO。 ▪⑥ 加入废瓷粉，不超过10%。 ▪⑦ 铁、钛含量过高，加入少量磷酸盐，可适当降低坯体的 烧成温度，提高瓷体的白度。或加入微量的CoO（氧化焰烧 成时）可减少Fe、Ti的着色，形成视觉上的白。用量 0.5/10000。 ▪ ⑧ 加少量的着色剂，得到不同的着色泥坯。
第三节 配方计算
❖ 2.3.2 由实验式计算化学组成
▪ 作业1：某瓷胎实验式为：
0.086 K2O 0.120 Na2O 0.082 CaO
0.030 MgO
0.978 Al2O 3 0.022 Fe2O3
材料工程基础-陶瓷
第二节 石英类原料
一、石英类原料的种类 常用的石英原料有脉石英、砂岩、石英岩、石英砂 二、石英的一般性质 石英的颜色，根据不同的晶型和类别，有多种多 样，平常用作工业原料的石英呈乳白色或灰色，有玻 璃光泽 (断口为油脂光泽)，硬度为7，比重2.31~2.65， 无解理
三、石英的同质多象转变 态: 按照[SiO4]四面体连接方式，有三种最基本存在状 石英 （Quaytz) 870℃以下 1470 ℃以下
5.收缩 ⑴ 干燥收缩 S干= (L0-L干) / L0×100% L0、L干分别为试样的原始长度和干燥后长度 S干为试样的干燥线收缩率 ⑵ 烧成收缩 S烧= (L干 - L烧) / L干 ×100% L烧、L干分别为试样烧成后长度和干燥后长度 S烧为试样的烧成线收缩率
⑶总收缩率 S烧=(S总-S干) / (100 - S干) ×100%
（3）伊利石类（K2O· 3Al2O3· 6SiO2· 2H20 · nH20）
特点： ①2 :1型： SiO2/Al2O3:3～4 ②非膨胀性：晶层之间吸附的K+的强吸附力，层间 距1.0nm ③电荷数量大：同晶替代现象普遍，主要发生在硅 片，电荷量较大，但部分被层间K+中和，有效电荷量少 于蒙脱石 ④可塑性等性质介于高岭组和蒙脱组之间
第三篇
第一章
陶瓷工艺原理
陶瓷概述
一、陶瓷的概念和分类
日用瓷 建筑卫生陶瓷 化工陶瓷 结构陶瓷 功能陶瓷
普通陶瓷 陶瓷 特种陶瓷
普通陶瓷是指以粘土和其他天然矿物为原料， 经过粉碎、成型、焙烧等工艺过程所制得的各种制 品，是陶器、炻器、瓷器等粘土制品的统称
吸水率﹥15%，胎体未玻化或玻化程度差，结 陶器 构疏松，气孔率大，断面粗糙，敲击声沙哑， 不透光 吸水率≥3%，胎体玻化程度较好，结构较为 致密，气孔率较小，断面呈石状或贝壳状，敲 击声较脆，不透光 吸水率﹤3%，胎体玻化程度好，结构致密， 气孔率小，断面贝壳状，敲击声清脆，透光
陶瓷的生产工艺流程
包装 出口仓 出货 贴花 辊道窑烤花 拖底
陶瓷的生产工艺流程
一、陶瓷原料的分类
（1）粘土类
粘土类原料是陶瓷的主要原料之一。粘土之所以作为陶瓷的主要原 料，是由于其具有可塑性和烧结性。陶瓷工业中主要的粘土类矿物有高 岭石类、蒙脱石类和伊利石（水云母）类等，但我厂的主要粘土类原料 为高岭土，如：高塘高岭土、云南高岭土、福建龙岩高岭土、清远高岭 土、从化高岭土等。
一般情况下，按照成型方法的不同，我厂的模具可分为滚压模、挤 压模和注浆模三种。
滚压模制作工艺相对比较简单，只需用石膏和水的混合物搅拌后倒 模，经过十几分钟凝结后倒出即可，但用量却非常大，耗损也比较大。
挤压模需要做排水排气处理，制作过程比较复杂，在倒入石膏前需 要安装排气管，在25摄氏度左右开始排气，连续排2、3小时，这样做有 利于减少气孔、气泡，挤压模所需模具数量较少，此种模具比较耐用。
修坯：修胚之前要用煤油检查产品有没有裂底，若没有就可以进行 修胚，在滚动器上用砂纸把产品的上下端的棱角和侧面等多余部分打磨
平整光滑。 洗水：
四、上釉
上釉也就是在坯体的表面涂上一层釉。通常可分为三种：浸釉、轮 釉、淋釉。
（1）浸釉
浸釉是将坯体浸入釉浆中片刻后取出，利用坯的吸水性使釉浆附着 于坯上。釉层厚度由坯的吸水性、釉浆浓度、浸渍时间进行控制。
（8）练泥（精练）
精练主要还是使用真空练泥机中对泥段再次进行真空处理。通过精 练使得泥段的硬度、真空度均达到生产工艺所需的要求，从而使得泥段 的可塑性和密度得进一步提高，组成更加均匀，增加成型后坯体的干燥 强度。同时这一工序的另外一个目的就是给后续工序中成型提供各种规 格泥段。
注浆泥料和釉料的制备流程基本上和可塑泥料制备流程相似，一般 是将球磨后的泥浆经过压滤脱水成泥饼，然后将泥饼碎成小块与电解质 加水在搅拌池中搅拌成泥浆。釉料除了采用压滤机脱水，还有采用自然 脱水的。
陶瓷工艺学——原料
第二节 硅质原料
1.2.1 石英——SiO2——燧石
隐晶质SiO2 ，SiO2 液经化学沉积在岩石夹层中， 硬度高。
陶瓷工业常做研磨材料：砌筑球磨机内衬，研磨 体球石用。
SiO2>98%。
陶瓷——原料
陶瓷课件
第二节 硅质原料
1.2.1 石英——SiO2——石英砂
花岗岩、伟晶岩风化的产物，可简化工艺。 杂质多，成分变化波动较大。 河床砂用于墙地砖，大缸大生产，可减小其变形。 平潭海砂：大量用于玻璃工业生产。 东山海砂：是我国水泥行业的标准砂。
第三节 粘土类原料
1.3.1 ——粘土成因与分类
各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化，水解，热液蚀变等作 用可变为粘土。
风化残积型 热液蚀变型 沉积型
陶瓷——原料
陶瓷课件
第三节 粘土类原料
1.3.1 ——粘土成因与分类
风化残积型——一次粘土
成因：深层的岩浆岩（花岗岩、伟晶岩、长石岩）在原产地风化后即残 留在原地，多成为优质高岭土的矿床，一般称为一次粘土（也称为残留 粘土或原生粘土）；粘土的产地不同，其成分也有较大波动。
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。
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。
陶瓷——原料
陶瓷课件
第二节 硅质原料
1.2.2 ——SiO2多晶转变特性
石英理论晶型转化的基础条件：慢升温，维持晶型转化在 平衡态下进行。
高档白瓷：白度大于75，Fe2O3 0.3%； 高压电瓷： Fe2O3+TiO2 0.6%（ Fe2O3高温分解， 有气体产生，留下气孔，高压下易被击穿。
陶瓷坯料及配料
0.156 R2O 0.156 0
1.0 Al2O3
0.156
0.844 0.844
0
3.05 SiO2
0.936
2.114 1. 688 0.426 0.426
坯料中含各种矿物组成为：
长石矿物：0.156556.8 = 86.86 粘土矿物：0.844258.2 = 217.92 石英矿物：0.42660.1 = 25.56
（一）由实验式计算配料量 由坯料的实验式计算其配料量时，首先必须知道所用的原料的 化学组成。
1、将原料的化学组成计算成为示性矿物组成所要求的形式 ，即计算出各种原料的矿物组成；
2、将坯料的实验式计算成为粘土、长石及石英矿物的成分 组成。在计算中，要把坯料实验式中的K2O、Na2O、CaO、MgO都粗 略地归并为K2O，则坯料的实验式可写成如下表式：
化学成分 项目
高岭土成分
用摩尔质量除，得到摩尔数 高岭土中含长石矿物0.003mol
剩余量 高岭土中含粘土矿物0.370mol
剩余量 高岭土中含石英矿物0.059mol
剩余量
SiO2
49.04
0.817 0.018
/60.1
0.799 0.74
0.059 0.059
0
A12O3
38.05 /102
一、坯体类型 二、原料的种类及数量 三、配料计算 四、配方调整、修改
总的原则：
1.性质和使用要求； 2.满足工艺要求； 3.来源丰富、质量稳定、价格、运输成本 4.参考和借鉴其它配方
第三节、配料计算
陶瓷配料的计算方法有许多种，现仅介绍其中常用的几 种方法。
（一）由坯料实验公式计算配料量 （二）由化学组成计算配料量 （三）由分子式计算配方
古陶瓷制作工艺
古陶瓷制作工艺——原料篇(培训资料)1、粘土陶瓷原料。
是一种含水铝硅酸盐矿物,主要化学组成为二氧化硅、三氧化二铝和结晶水,同时含有少量碱金属、碱土金属氧化物和着色氧化物等。
粘土具有独特的可塑性和结合性。
其加水膨润后可捏练成泥团,塑造成所需要的形状,经焙烧后变得坚硬致密,这种性能,构成了陶瓷制作的工艺基础,粘土是陶瓷生产的基础原料。
2、瓷土制作瓷器的原料。
由高岭土、长石、石英等组成,主要成分为二氧化硅和三氧化铝,并含有少量的氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾和氧化钠等。
它的可塑性能和结合性能均较高,耐火度高,是普遍使用的制瓷原料。
3、高岭土陶瓷原料,是一种主要由高岭石组成的粘土。
它的化学实验式为: Al2O3·2SiO2·2H2O,重量的百分比依次为:39.50%、46.54%、13.96%。
纯净高岭土为致密或松疏的块状,外观呈白色、浅灰色,被其他杂质污染时,可显黑、褐、粉红、米黄色等,具有滑腻感,易用手捏成粉末。
煅烧后颜色洁白,耐火度高,是一种优良的制瓷原料。
4、坩子土陶瓷原料,是粘土的一种,产于北方地区。
它的矿物组成以高岭土为主,其次还有石英等,是北方常用的制瓷原料。
5、瓷石制作瓷器的原料,是一种由石英、绢云母组成,并有若干长石、高岭土等的岩石状矿物。
呈致密块状,外观为白色、灰白色、黄白色和灰绿色。
有的呈玻璃光泽,有的呈土状光泽。
断面常呈贝壳状、无明显解理。
6、长石陶瓷原料,属不含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐,是陶瓷生产中主要的熔剂原料。
长石是一族矿物的总称,呈架状硅酸盐结构,化学成分主要是钾、钠、钙和少量钡的铝硅酸盐。
在成瓷过程中,长石在一定的温度范围内逐渐熔融,变成乳白色的粘稠玻璃体。
这种玻璃体可以起到助熔作用。
此外,还可以起到高温垫塑作用与高温胶结作用,防止高温变形。
冷却后的长石增加透明度,提高光泽与透光度,改善瓷的外观质量与使用效能。
长石在陶瓷生产中用作坏料、釉料、色料熔剂等。
陶瓷原料
2.2.2 蒙脱石类
理论化学组成：Al2O3·SiO2·nH2O，其中n通常大于 2。
蒙脱石为主要成分的粘土称为膨润土。由于蒙脱 石能吸收大量的水，体积膨胀，膨润土吸水后体 积可膨胀20－30倍。
结晶类型：三层结构，两层硅氧四面体夹一层铝 氧八面体，这种结构是蒙脱石能够吸水的重要原 因。
四面体中Si4+小部分可以被Al3+、P5+置换；八面 体中的Al3+常被Mg2+、Fe3+、Zn2+等置换。
叶蜡石
理论化学组成：Al2O3·SiO2·H2O，其中Al2O3 ： 28.30%，SiO2：66.70%，H2O：5.00%。
浙江青田、福建寿山。
2.2.3 伊利石类（水云母类）
450450以上结构水缓慢排出高岭石变成偏高以上结构水缓慢排出高岭石变成偏高岭石不含结晶水的高岭石岭石不含结晶水的高岭石450高岭石偏高岭石继续加热偏高岭石进一步反应形成硅铝尖晶继续加热偏高岭石进一步反应形成硅铝尖晶温度超过温度超过10501050左右硅铝尖晶石逐渐分离出左右硅铝尖晶石逐渐分离出晶格中的方石英晶格中的方石晶石sioal方石英硅铝尖晶石莫来石的性能和作用莫来石的性能和作用针状或细柱状晶体理论化学组成
2.2 粘土的主要矿物类型
高岭石类 蒙脱石类 伊利石类
2.2.1 高岭石类
理论化学组成：Al2O3·2SiO2·2H2O，其中 Al2O3 ：39.53%，SiO2：46.51%，H2O： 13.96%。
高岭土：主要由高岭石组成的较纯净的粘 土，首次发现于江西景德镇东部高岭村山 头。（制瓷用高岭土含高岭石60－65%， 伊利石25－30%，杂质5－10%）
3. 继续加热，偏高岭石进一步反应形成硅－铝尖晶 石
陶瓷原料知多少
我国古代劳动人民把泥土做成了精美的陶瓷器，当这些陶瓷器最初运到欧洲时，轰动一时，称为"天上的珍品"，其价格与黄金等同。
这就是历史上“泥土变黄金”的事实，今天有“泥土”同样也能制成精美的瓷器，同样也能再现"泥土变黄金"的事实，可今天制瓷用的已不是普通的泥土，美轮美奂的陶瓷其原料究竟有哪些，基本情况又是怎样的呢？本期专题就和大家一起来揭开“陶瓷原料”面纱的一角。
陶瓷原料知多少？我国古代劳动人民把泥土做成了精美的陶瓷器，当这些陶瓷器最初运到欧洲时，轰动一时，称为"天上的珍品"，其价格与黄金等同。
这就是历史上“泥土变黄金”的事实，今天有“泥土”同样也能制成精美的瓷器，同样也能再现"泥土变黄金"的事实，可今天制瓷用的已不是普通的泥土，美轮美奂的陶瓷其原料究竟有哪些，基本情况又是怎样的呢？本期专题就和大家一起来揭开“陶瓷原料”面纱的一角。
陶瓷原料虽然有许多种，但陶瓷工业生产中最基本的原料是石英、长石、粘土三大类和一些化工原料。
上述三类原料，提供了配料的基本组分，并以一定的物理化学作用形成各“相”，而构成瓷。
从工艺角度讲，它们基本分为两种类型，一种是可塑性的，另一种是非可塑性的。
前者主要是粘土类物质，包括高岭土、多水高岭土，烧后呈白色的各种类型粘土和作为增塑的膨润土等。
这些可塑性原料在生产中起塑化和结合作用，赋于坯料以塑性与注浆成形性能，保证干坯强度及烧后的各种使用性能，如机械强度、热稳定性、化学稳定性等。
它们是成形的基础，也是粘土质陶瓷的成瓷基础。
属于非可塑性的原料主要的石英，它可降低坯料的粘隆。
烧成时部分石英溶解在长石玻璃中，提高相粘度，防止高温变形，冷却后在瓷坯中起骨架作用。
除石英外可以起到瘠化作用的尚有由粘土、高岭土煅烧后变成的熟料和碎瓷粉等。
长石则属于熔剂原料，高温下熔融后可以溶解一部分石英及高岭土分解产物，熔融后的高粘度玻璃可以起到高温胶结作用。
陶瓷工艺学第一章原料ppt课件
热液蚀变型黏土： A12O3 含量高，
量黄铁矿、明矾石等含硫杂质。
S. iO2含量低，钛和碱金属含量低，但含少14
.
15
化学组成在一定程度上反映其工艺性质。
（1）SiO2 ：若以游离石英状态存在的SiO2多时，黏土可塑性降低， 但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，还影响电绝缘性。
随着地质条件不同，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。
结晶水一般不进行直接测定，而以“灼烧减量”的形式测定：除了结晶 水外，还包括碳酸盐的分解和有机物的分解、挥发等。
风化残积型黏土：一般SiO2含量高，A12O3含量低，铁含量高于钛，富 含游离石英及未风化的残余长石，化学组成和矿物组成很不稳定。
.
9
长石及绢云母通过风化作用转化为高岭石的反应：
风化生成的基本产物是Al2Si2O5(OH)4，称为高岭石，主要由高岭石组成 的黏土就是高岭土。此外，还有可溶性的K2CO3、难溶性的CaCO3以及 游离的SiO2。
母岩不同，风化与蚀变条件不同，常形成不同类型的黏土矿物。
蒙脱石类黏土：由火山熔岩或凝灰岩在碱性环境中经热液蚀变形成
黏土是自然界产出的多种矿物混合体，普遍存在于各种类型的沉积岩 中，占沉积岩矿物组成的40%以上
各种富含铝硅酸盐的岩石，如长石、伟晶花岗岩、斑岩、片麻岩等， 经过漫长地质年代的风化或热液蚀变作用，均可形成黏土。
经风化或蚀变作用而生成黏土的岩石统称为黏土的母岩。
母岩经风化作用而形成的黏土产于地表或不太深的风化壳以下，而经 热液蚀变作用而形成的黏土常产于地壳较深处。
陶瓷坯料的制备
洗选
粗碎(颚式破碎机)
称量配料
湿法轮碾
过筛除铁
拣选 泥浆搅拌 湿法球磨 过筛除铁 浆池
压滤 粗练 真空练泥 可塑坯料
3. 可塑料制备工艺要点
（1）原料预处理及精选
a. 石英预煅烧 作用：有利于粉碎；便于检选着色氧化物
α－石英 870℃ α－鳞石英 1470℃ α－方石英
573℃
β－石英
163℃
β－鳞石英
2. 石英类原料
作用： （1）增加陶瓷机械强度 （2）降低干燥收缩率 （3）加快干燥 （4）减小坯体变形，提高釉的耐磨性和耐化学侵蚀性
3. 长石类原料
作用：作为熔剂，降低烧成温度，提高机械强度和化学稳定性， 提高透光度
4. 其他原料
碳酸盐类原料：高温下起熔剂作用 滑石（3MgO·4SiO2·H2O）：制造釉料或滑石质细瓷的坯料 硅灰石（CaO·SiO2）：用于低温快烧配方的原料 透辉石（CaMg[Si2O6]）：可作助熔剂，适于低温快烧配方 透闪石（Ca2Mg5[Si4O11] 2(OH)2）
180～270℃
β－方石英
117℃
γ－鳞石英
b. 原料精选 石英、长石在洗石机中去除表面污泥、碎屑 粘土用淘洗法或水力旋流法去除砂砾等杂物 湿式磁选机除铁
进浆口
溢流口
排砂口 水力旋流器外形图
c. 原料粉碎
粗碎使用颚式破碎机，中碎使用轮碾机和雷蒙机， 细碎使用间歇式球磨机。
d. 泥浆筛分、除铁、搅拌
2. 泥浆的稀释
（1）合理控制泥浆细度和密度
（2）添加电解质
粘土颗粒周围形成吸附层和扩算层的水化膜
粘土颗粒移动时，只有吸附层随着移动 ζ电位：吸附层表面对溶液存在的电位差
生产陶瓷的原料
§3－2 陶瓷原料普通陶瓷所用的原料大部分是天然矿物原料，主要是具有可塑性的粘土类原料；以长石为代表的熔剂类原料和以石英为代表的瘠性类原料。
另外还有辅助原料、色料等。
一、粘土粘土类原料是日用陶瓷的主要原料之一。
在细瓷配料中粘土原料的用量常达40－60％。
粘土是多种微细的矿物的混合体，其矿物的粒径多数小于2μm，粘土矿物主要是一些含水铝硅酸盐矿物，风化Al2Si2O5(OH)4（高岭石）高岭土。
高岭土首先是在瓷都江西景德镇东部的高岭村的山头发现的，所以称为高岭土。
国际上也都这么叫。
高岭土写成化学式为Al2O3·2Si O2·2H2O，其质量百分比为：Al2O3 SiO2 H2O39.53％46.51％13.96％当然还有其它类型的粘土。
如：山东的博山、江苏的宜兴、湖南粘土在陶瓷生产中的作用a. 粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。
b. 粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。
c. 粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。
d. 粘土是坯体烧结时的主体，粘土中的Al2O3含量决定着陶瓷的烧结程度、烧温度。
二、石英类原料用于陶瓷工业的石英主要有砂岩、石英岩、石英砂等。
这些矿物中它们的主要成分是SiO2，常含有少量杂质成分，如Al2O3、Fe2O3等成分要求：SiO2 Al2O3Fe2O3Wt％96.5～99.5 0.3～1.5 0.1～0.5石英在陶瓷生产中的作用a. 在烧结前，石英是瘠性原料，对泥料的可塑性起调节作用，防止坯体变形。
b. 在高温由于部分石英溶解于液相中，增加熔体的粘度。
未溶解的石英颗粒，则构成骨架。
可防止坯体变形。
c. 由于有石英颗粒存在可大大提高陶瓷坯体的强度。
d. 石英的存在，可使制品耐磨，耐化学浸蚀。
三、长石类原料长石是陶瓷原料中最常用的溶剂性原料。
长石主要有：溶融温度钠长石：Na2O·Al2O3·6SiO21120－1250℃钾长石：K2O·Al2O3·6SiO21130－1450℃钙长石：CaO·Al2O3·6SiO21250－1550℃长石在陶瓷生产中的作用a. 长石在高温下熔融，形成粘稠的玻璃熔体。
陶瓷制作的原料
陶瓷制作的原料陶瓷制作的原料，性状，作用：中国的陶瓷工艺具有精湛的制作艺术和悠久的历史传统，在世界上都是少见的，永远值得我们后人敬佩、学习和引以自豪。
凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成形、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物，都可以叫陶瓷。
而陶和瓷的最主要区别在于气孔率。
制作陶瓷的原料种类很多，不只有陶和瓷的分别，各种陶和瓷的原料又有多种不同的性能和特点、质地、色彩都不尽相同。
最主要的是陶土和瓷土、釉料等。
泥---- 泥性的语言火---- 泥的重生陶瓷的原料泥：陶泥、瓷泥、粗泥、细泥……釉：高温釉、低温釉、有色釉、无色釉（透明）……主要原料分成可塑性原料、非可塑性原料及溶剂原料三大类。
作为可塑性陶瓷原料的粘土，可用于陶瓷坯体、釉色、色料等配方。
如我国许多瓷区采用工艺性能良好的高岭土生产的细瓷产品，成为国际市场的畅销产品。
陶土――岩石风化后沉积下来的黏土。
其可塑性较好，但含铁（杂质）较多，耐火度较低烧结后呈铁红色或浅咖啡色，硬度较低。
石英在地球上储量多，在陶瓷工业中属于非可塑性陶瓷原料，可用于陶瓷产品的坯体、釉料等配方。
石英的化学成分主要是二氧化硅。
石英是陶瓷坯体中的主要原料，它可以降低陶瓷泥料的可塑性，减小坯体的干燥收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形。
在烧成中，石英的加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩；高温时石英成为坯体的骨架，与氧化铝共同生成莫来石，能够防止坯体发生软化变形；石英还能提高瓷器的白度与半透明度。
高石英瓷即是近年来出现的高档瓷器产品。
石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度，减少釉的膨胀系数，也能够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。
此外石英在建筑卫生陶瓷与各类耐火材料中也有很大的使用。
熔剂原料：通常指能够降低陶瓷坯釉烧成温度，促进产品烧结的原料。
陶瓷工业常用的熔剂原料有长石（钾长石、钠长石）、方解石、白云石、滑石、萤石、含锂矿物等。
烧成前长石属于非可塑性原料，可以减少坯体收缩与变形，提高干坯强度。
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• 陶瓷生产靠什么成型？ • 这种原料为什么能够成型？
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1.1可塑性原料(黏土或粘土）
• 可塑性原料是日用陶瓷生产中最重要 的原料之一
• 细瓷坯料中黏土类原料的加入量为 40%——60%
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黏土为什么能够成型？
• “橡皮泥” 黏土是陶瓷产品能够成型的基础，在 成型时就相当于“橡皮泥”的作用，把其余非可塑 性矿物黏在一起（粘矿物）
温度升高，逐渐全部变成液相，由于钾长石的熔 体中存在白榴子石和硅氧熔体，粘度大。
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钠长石的熔融特性 天然的钠长石熔化温度较低，约为1100~1200℃
，它熔化时没有新的晶相产生，液相的组成和末 熔长石的组成相同； 形成的液相粘度较低，因而在燃烧过程中它容易 引起产品变形。
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坯料的类型
• 一般我们按所使用的熔剂原料来进行 分类，主要有长石质瓷、绢云母质瓷， 骨灰瓷、镁质瓷（滑石瓷）等。
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• 高温时黏土和石英都能溶解于长石之 中。液相中Al2O3和SiO2相互作用， 促进莫来石晶体的形成和长大赋予了 坯体的力学强度和化学稳定性。
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什么是莫来石
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• 釉料中长石是主要熔剂。釉料关键是 要熔融充分，需要较多的长石。保证 釉料在烧成中均匀流动、平整，形成 玻璃体光亮。
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钾长石的熔融特性 1130℃开始熔融，1220℃时分解，生成白榴子石 与SiO2熔体，其反应为： K2O·Al2O3·6SiO2→ K2O·Al2O3·4SiO2（白榴子石） ＋ SiO2
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• 3.瓷石
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• 质量好的瓷石可以单独成瓷。
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可塑性原料
1.什么是可塑性陶瓷原料？与黏土有什 么区别？
2.可塑性原料的结构是什么样子？ 3.在陶瓷生产中有什么作用？
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伟大的思想家：恩格斯
• 野蛮时代的最低级阶 段——是由制陶术的 应用开始的
• 古代人类大多依山傍 水而居，很早就知道 土壤加水就具有可塑 性
• 1.成型与成瓷 • 2.悬浮性。使各种原料均匀的悬浮在泥
浆和釉浆之中，这样可使陶瓷制品各 部分均匀。 • 3.黏土颗粒比较细，陶瓷工业中瘠性原 料比较粗，细颗粒会填充在粗颗粒的 空隙中，粗细结合，减少坯体空隙有 利于烧结。
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• 为什么我们的陶瓷这么硬？
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石英的骨架作用
• 1.1.1石英的化学组成 • 石英的化学组成主要是
SiO2
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• 我们的石英除了骨架作用 还有什么作用？
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石英的作用
• 1.烧成前，石英没有可塑性，可以调节 可塑性。降低干燥收缩（干燥中自由 水的排出）减少坯体的变形。
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石英的作用
• 2.烧成过程中，石英因加热产生晶型 转变伴随的体积膨胀，可部分抵消粘 土的收缩，减弱烧成收缩过大而造成 的应力，改善坯体性能；
• 一般地陶器吸水率3%—12%（细陶），大于15% （粗陶）。施釉或无釉，有气孔未烧结断面不一
• 炻瓷器一般的吸水率一般大于1%—3%，断面较 细，透光性差，贝壳状不完全，未完全烧结。
• 瓷器吸水率小于1.0%，有透光性或透光性很好（ 细瓷），断面细腻，呈贝壳状，烧结完全。
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炻器与细瓷器的断面气孔
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陶瓷工艺 陶瓷原料与配方
湖南陶瓷技师学院培训中心
吴洋 18673373420 1204436894@
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绪论：陶瓷与景德镇
• CHINA与陶瓷
“陶瓷”的英文起源于景德镇一个叫 “昌南”的地方，根据谐音就得到了 陶瓷这一个单词。
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为什么要学习陶瓷原料？ • 陶瓷的概念是指以高岭土为代表性的黏土原
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• 假如说不加入石英,有没 有可能烧成陶瓷?
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高长石质瓷 淄博市硅酸盐研究所于1979年研制成功
高长石质瓷是我国目前的高档日用瓷 之一，1984获国家银质奖，被选为中 南海和国务院用瓷
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高长石质瓷不变形的原因
在化学组成方面，高长石质瓷中K2O及Na2O的含 量较一般的长石质瓷高，Al2O3的含量也相应的提 高。烧成温度在1290℃左右。在提高半透明度的 同时，瓷坯的高温变形不大，这是因为瓷坯中液 相量虽高，但由于在碱含量一定的情况下，随铝 含量的增多，液相的高温粘度变大，高温变形并 不大。
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长石的熔融特性
• 石英的耐火度
• 耐火度：1750～1770℃，一般 ﹥1550℃；
• 耐火度是陶瓷材料抵抗高温作用而不 熔融性质。
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• 高岭土的耐火度 • 纯高岭土的耐火度一般在1740℃—
1770℃
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• 陶瓷烧成的核心是什么？ • 答：熔融 • 如何达到这个核心？
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长石（钾长石、钠长石）
• “润滑剂” 黏土是层状矿物，一旦加入水。水分 子进入黏土矿物层间，形成水膜，相当于润滑剂 起润滑作用。有了润滑剂可以自由的变换形状。
• “胶水” 黏土颗粒之间会黏在一团呢？由于黏土 常年风化，颗粒表面被破坏，常常带有正电荷， 而水进入黏土矿物层间会带有负电荷，正负相吸 引就使得黏土黏在一起。
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黏土在日用陶瓷中的作用
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艺术瓷（关于釉上、釉中、釉下知识）
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日用与艺术结合：7501主席用瓷
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现代日用陶瓷：法兰瓷（franz）
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中国红牡丹麦秆花瓶（超低温）
以红为媒 交叉学科
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卫生陶瓷
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建筑陶瓷：客厅混合铺贴地砖
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电瓷
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新型陶瓷举例：耐磨球
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新型陶瓷举例：陶瓷刀
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陶瓷弹簧
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一.陶瓷原料工艺
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• 陶瓷是一种泥土烧制的吗？
• 古人为了使枝条编制 的器皿耐火和密致无 缝而涂上黏土，经过 火烧之后，黏土部分 很坚硬
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1.1常见的可塑性原料
• 1.高岭土(发源于景德镇高岭村） （kaolin）
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高岭土颗粒
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高岭石
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多水高岭石显微照片
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• 2.蒙脱石
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蒙脱石显微照片
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蒙脱石
• 蒙脱石又名膨润土，吸水后体积膨胀 20—30倍
料与其他天然矿物原料经过一系列的生产工 艺并通过高温烧制，经过一系列的物理化学 反应后形成的坚硬物质。
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绪论：陶瓷的分类
普通陶瓷：日用瓷、艺术瓷、建筑卫生陶瓷、Leabharlann 化工陶瓷、化学陶瓷、电瓷等。
新型陶瓷： (特种陶瓷）
结构陶瓷和功能陶瓷。
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炻瓷
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陶瓷的最学术、最官方的分类
• 主要以制品的吸水率和断面结构来区别是属陶器 、炻瓷器还是瓷器。
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石英的作用
• 3.在釉中是形成玻璃的主要成份，它 的含量及粒度的变化会影响釉的性能 ，赋予釉面高的机械强度、硬度、耐 磨性与抗化学侵蚀性能。
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长石类原料
• 我们只加石英和高岭土能不能烧成陶 瓷？
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长石的熔融特性
耐火度的测试 1－－熔融开始之前 2－－开始熔融，顶端触及底座，到达耐火度 3－－高于耐火度的温度下全部熔融