陶瓷坯体组成的确定共70页
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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。
9
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。
15
(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。
7
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。
材料工艺-陶瓷配料及计算
n(Na2O)=2.001/62＝0.0323(mol)
③将中性氧化物的总量算出：0.2583十0.0054＝0.2637(mol)
第十四页，编辑于星期日：二十三点 八分。
三、陶瓷坯、釉料的配方计算
④用0.2637除各氧化物的量，得到一套以R2O3系数为1的各氧化物系数。
SiO2＝1.116/0.2637＝4.232 Al2O3＝0.2583/0.2637＝0.9795
一、陶瓷坯料和釉料配比的表示方法
1、示性矿物组成表示法 如：某瓷器的组成是：长石25％、石英35％、粘土40％，属于长石瓷。 2、化学组成表示法 邯郸陶瓷研究所研制的瓷器配方：SiO272.4％、TiO20.11％、Al2O3、21.5％、
Fe2O30.11％、Na2O0.69％、K2O3.24％、CaO1.3％、MgO1.3％、其它氧 化物6.53％。 我国瓷的化学组成一般在下列之间波动：SiO265～75％、Al2O319～25％、RO＋ R2O4～6％。 一般瓷的化学组成不固定，SiO2含量高时Al2O3就低，我国和日本的瓷器就是如此； 反之也成立，SiO2低时Al2O3含量就高，欧美的瓷器就是这样。
在进行配料计算时，还要了解各种物料的工艺性能（可塑性、触变性和流动性 等）和化学成分对试样化学组成的影响，了解原料对试样成型性能、干燥性能 和烧成性能的影响。还要选择来源广泛、价格低廉、性能稳定、运输方便的原 料。
在初步选定所使用的原料后，再进行配料配比的计算。
第十页，编辑于星期日：二十三点 八分。
第十二页，编辑于星期日：二十三点 八分。
三、陶瓷坯、釉料的配方计算
[解]①先将该瓷坯的化学组成换算成不含有灼减量的化学组成 w(SiO2)=63.37/(100-5.54)×100％=67.09％
③将中性氧化物的总量算出：0.2583十0.0054＝0.2637(mol)
第十四页，编辑于星期日：二十三点 八分。
三、陶瓷坯、釉料的配方计算
④用0.2637除各氧化物的量，得到一套以R2O3系数为1的各氧化物系数。
SiO2＝1.116/0.2637＝4.232 Al2O3＝0.2583/0.2637＝0.9795
一、陶瓷坯料和釉料配比的表示方法
1、示性矿物组成表示法 如：某瓷器的组成是：长石25％、石英35％、粘土40％，属于长石瓷。 2、化学组成表示法 邯郸陶瓷研究所研制的瓷器配方：SiO272.4％、TiO20.11％、Al2O3、21.5％、
Fe2O30.11％、Na2O0.69％、K2O3.24％、CaO1.3％、MgO1.3％、其它氧 化物6.53％。 我国瓷的化学组成一般在下列之间波动：SiO265～75％、Al2O319～25％、RO＋ R2O4～6％。 一般瓷的化学组成不固定，SiO2含量高时Al2O3就低，我国和日本的瓷器就是如此； 反之也成立，SiO2低时Al2O3含量就高，欧美的瓷器就是这样。
在进行配料计算时，还要了解各种物料的工艺性能（可塑性、触变性和流动性 等）和化学成分对试样化学组成的影响，了解原料对试样成型性能、干燥性能 和烧成性能的影响。还要选择来源广泛、价格低廉、性能稳定、运输方便的原 料。
在初步选定所使用的原料后，再进行配料配比的计算。
第十页，编辑于星期日：二十三点 八分。
第十二页，编辑于星期日：二十三点 八分。
三、陶瓷坯、釉料的配方计算
[解]①先将该瓷坯的化学组成换算成不含有灼减量的化学组成 w(SiO2)=63.37/(100-5.54)×100％=67.09％
陶瓷工艺学陶瓷坯体结构与形成
第三节 坯料类型
❖3.3.3骨灰瓷（骨质瓷，磷酸盐质瓷）
▪ 工艺特点：
• ③ 烧成温度范围窄。 原因： （1）在接近烧成温度附近，生成的钙长石溶于液相，且 速度快，则此时液相急剧增加，导致烧成温度范围窄。
（2）磷酸盐玻璃的高温粘度小，高温粘度系数大，导致 烧成温度范围窄。
第三节 坯料类型
❖ 3.3.3骨灰瓷（骨质瓷，磷酸盐质瓷）
▪ 5. 新晶体产生：Ａl－Si尖晶石相 莫来石
▪
950℃ 1100℃
▪ 6. 溶解与析晶：液相溶解 石英、粘土分解物、一次莫来石，
再从中析出方石英和二次莫来石。
第二节 坯体的显微结构
❖ 3.2
▪ 显微结构指利用各种显微镜才能观察到材料的 组织结构，是组成、工艺、过程等因素的反映， 是决定材料性能的基础。
▪ 尺度：从几个纳米到100微米。
第二节 坯体的显微结构
❖ 3.2.1 显微结构的组成
▪ 陶瓷坯体的显微结构：晶相、晶界、玻璃相、气相 构成。
• 晶相的种类，数量，形态，晶粒的大小、分布和取 向、晶体缺陷。
• 晶界的特征。 • 玻璃相的含量、分布、应力分布。 • 气孔的大小、多少、分布、位置等，裂纹的大小、
3.1.5 坯体烧成时结构与物理性能的变 化
第一节 陶瓷坯体形成过程的变化
❖ 坯体烧成时结构与物理性能的变化
▪ 1. 水分的排除：一般来说，坯体中残余水分在100～120℃之间 排出，吸附水在100～200℃之间排出，粘土矿物中的结晶水在 450～600℃ 之间排出。
▪ 2. 有机物的氧化：有机物及泥料制备中加入的添加剂一般在
• ⑧ 成型：可塑成型，注浆成型，等静压成型等方法。
第四节 坯料类型
原料处理及坯料制备课件
第一节 坯体组成的确定
一、陶器的坯体组成
1、粗陶器 一般是用一种或两种以上易熔粘土组成制得。 其胎体不致密，吸水率较大。
2、普通陶器 一般用可塑性高的难熔粘土、石英、熟料等原 料制成。胎体不够致密，颗粒较粗，气孔较大， 制作不够精细，表面施以釉层。
3、细陶器 用可塑性高的难熔粘土、石英、长石、熟料 等原料制得。胎体颗粒致密，气孔微小。结构 均匀，施釉或不施釉。
2. 可采用经验配方，以节省时间，提高效 率。
3. 了解各种原料对产品性能的影响是配料 的基础。
4. 配方应满足生产工艺的要求。 5. 原料来源丰富、性能稳定、价格低廉。
四、坯料配方的计算
1. 坯料组成的表示方法
（1）化学组成表示法 以坯料中各组成氧化物之间的质量分数来
表示坯料组成的方法。又称氧化物质量分数表 示法。
物理化学方法
电解法
浮选法
电解法是基于电化学的原理除去 混杂在原料颗粒中含铁杂质的
一种方法。在电解过程中，粘在 颗粒上的着色铁杂质被溶解除去。
物理化学方法
电解法
浮选法
浮选法是利用各种矿物对 水的润湿性不同，从悬 浮液中将憎水颗粒粘附 在气泡上浮游分离的方 法。为了提高浮选效果， 浮选一般需使用捕集剂 （浮选剂），使待除去 的矿物悬浮。
去已符合细度的颗粒，
振动或摇动，使其
使粗粒获得充分粉碎的
分离为颗粒大小近
机会，可提高设备的粉 碎效率；
似相等的若干部分， 3、确定颗粒的大小及比
这种方法 称为筛分。 例，并限制原料中粗颗
粒的含量，因而可以提
高成品的质量。
合成方法
原料合成的方法 非常多，根据反应 物的形态，可分为 固相法、液相法和 气相法三大类。
一、陶器的坯体组成
1、粗陶器 一般是用一种或两种以上易熔粘土组成制得。 其胎体不致密，吸水率较大。
2、普通陶器 一般用可塑性高的难熔粘土、石英、熟料等原 料制成。胎体不够致密，颗粒较粗，气孔较大， 制作不够精细，表面施以釉层。
3、细陶器 用可塑性高的难熔粘土、石英、长石、熟料 等原料制得。胎体颗粒致密，气孔微小。结构 均匀，施釉或不施釉。
2. 可采用经验配方，以节省时间，提高效 率。
3. 了解各种原料对产品性能的影响是配料 的基础。
4. 配方应满足生产工艺的要求。 5. 原料来源丰富、性能稳定、价格低廉。
四、坯料配方的计算
1. 坯料组成的表示方法
（1）化学组成表示法 以坯料中各组成氧化物之间的质量分数来
表示坯料组成的方法。又称氧化物质量分数表 示法。
物理化学方法
电解法
浮选法
电解法是基于电化学的原理除去 混杂在原料颗粒中含铁杂质的
一种方法。在电解过程中，粘在 颗粒上的着色铁杂质被溶解除去。
物理化学方法
电解法
浮选法
浮选法是利用各种矿物对 水的润湿性不同，从悬 浮液中将憎水颗粒粘附 在气泡上浮游分离的方 法。为了提高浮选效果， 浮选一般需使用捕集剂 （浮选剂），使待除去 的矿物悬浮。
去已符合细度的颗粒，
振动或摇动，使其
使粗粒获得充分粉碎的
分离为颗粒大小近
机会，可提高设备的粉 碎效率；
似相等的若干部分， 3、确定颗粒的大小及比
这种方法 称为筛分。 例，并限制原料中粗颗
粒的含量，因而可以提
高成品的质量。
合成方法
原料合成的方法 非常多，根据反应 物的形态，可分为 固相法、液相法和 气相法三大类。
陶瓷工艺原理2章坯料
2.长石质瓷化学组成
• SiO2 65－75％ • Al2O3 19-25%
• R2O+RO = 4～6.5%(其中R2O不小于2.5%)
（2）主要氧化物在坯（pi）料中的作 用
SiO2
• SiO2半安定方石英，残余石英，熔 融石英，莫来石存在，提高强度及 其它性能。 • 超过75％时，热稳定性变坏。
第一节 坯料类型
2.1.2 绢云母质瓷
工艺特点：
• ③ 烧成用还原焰，成瓷后色调柔和。 • 外观色调比长石质好。 • 内在性能无差异。
特点：热稳定性好，机械强度高。 应用：日用瓷，工艺瓷。
第一节 坯料类型
2.1.3 骨灰瓷（骨质瓷，磷酸盐质瓷）
以骨灰（磷酸盐），高岭土，长石，石英配料。 磷酸盐作为熔剂，本身的熔点高，但共熔后，熔 化温度大大降低。唐山地区，
• 石英在低温下主要起减粘作用，降 低坯体的收缩，利于干燥，防止变 形。 • 在高温下则参与成瓷反应、熔解在 长石玻璃中，提高粘度、一部分残 存下来，一部分转化成为方石英， 构成骨架，提高强度。
• 滑石：加入l-2％的滑石，可降低瓷化温度20-30℃， 扩大烧结范围，促进瓷体良好地莫来石化，提高 瓷的抗冲击反抗弯曲强度。如果加入量多时，由 于生成膨胀系数小的还可提高瓷的热稳定性。此 外、由于熔融滑石的乳浊作用、还可提高制品的 白度，改善外观品质。
陶瓷工艺原理
第二章 坯料
主讲人：胡晓洪
要
目
第一节坯料类型 第二节坯料组成表示法 第三节配方依据
第四节配方计算
第一节 坯料类型 一.瓷器坯料
瓷器坯料分类的依据：按熔剂的类型划分。
2.1.1 长石质瓷 2.1.2 绢云母质瓷 2.1.3 骨灰瓷 2.1.4 镁质瓷
陶瓷坯料种类
陶瓷坯体类型
—— “土 ”与“火”的艺术— —
坯体分类
▪ 依据：按烧成温度划分： ❖ 硬质瓷：烧成温度大于1250 ℃ ❖ 软质瓷：烧成温度小于1250 ℃
▪ 依据：按熔剂类型划分：
❖ 1. 长石质瓷 ❖ 2. 绢云母质瓷 ❖ 3. 骨灰瓷
1.长石质瓷
❖ 1.1 概述
▪ 属长石—石英—高岭土为主的三组分配料。是北方瓷区 最普通的配料。据熔剂成分变化范围的不同，可配成 1150～1450 ℃各种烧成温度范围的瓷器。
❖ 1.5 常见类型
③ 高石英质瓷
石英含量在30-40%，长石10-30%，粘土3050%。
特点：
半透明性差，热稳定性差，烧成温度居中。
应用：
艺术瓷、日用瓷。
2.绢云母质瓷
❖ 2. 1 概述 ▪ 属Ｋ—Ａｌ—Ｓｉ系统，南方瓷区大部分是高
岭石和瓷石（绢云母和石英）的二组分配料。 主要矿物组成：高岭石，绢云母，石英，水云
2.绢云母质瓷
❖ 2.3 工艺特点
③ 烧成用还原焰，成瓷后色调柔和。 ▪ 特点：热稳定性好，机械强度高。 ▪ 应用：日用瓷，工艺瓷。
3. 骨灰瓷
❖ 3.1 概述
▪ 骨灰瓷英文名称“Bone China”，又名“骨质瓷”， 简称‘‘骨瓷”。
▪ 骨灰瓷是以动物骨灰为主要熔剂制成的瓷器。
▪ 岩相组成：
❖ 3.2 骨灰瓷的由来
▪ 十八世纪九十年代末期，在英国一个叫北斯特拉福德郡的一个 小村子里，有位年青人叫乔斯，他家祖祖辈辈从事陶瓷制造， 所以他从小就从父亲那里学习制陶术。但乔斯是一个雄心勃勃 的人，从来不满足于父亲那些大黑罐子，总想有朝一日制造出 白色瓷器。他曾用康沃尔粘土(白色煅烧瓷土)和康沃尔瓷石制 造瓷器，但无论如何瓷器总发生变形。无奈之下，只好求助于 一个老炼金术士，这种人可从各种矿石中提取金，但在当时已 所剩无几了。乔斯听说过发明德来斯汀瓷器的就是一个炼金术 士。他将自己试验失败的情况给老人谈了一下，老人说：“孩 子，你的陶器就象是一个人，有血有肉但缺少骨头，骨头这东 西到处都有，为什么不加一些呢?” 。
—— “土 ”与“火”的艺术— —
坯体分类
▪ 依据：按烧成温度划分： ❖ 硬质瓷：烧成温度大于1250 ℃ ❖ 软质瓷：烧成温度小于1250 ℃
▪ 依据：按熔剂类型划分：
❖ 1. 长石质瓷 ❖ 2. 绢云母质瓷 ❖ 3. 骨灰瓷
1.长石质瓷
❖ 1.1 概述
▪ 属长石—石英—高岭土为主的三组分配料。是北方瓷区 最普通的配料。据熔剂成分变化范围的不同，可配成 1150～1450 ℃各种烧成温度范围的瓷器。
❖ 1.5 常见类型
③ 高石英质瓷
石英含量在30-40%，长石10-30%，粘土3050%。
特点：
半透明性差，热稳定性差，烧成温度居中。
应用：
艺术瓷、日用瓷。
2.绢云母质瓷
❖ 2. 1 概述 ▪ 属Ｋ—Ａｌ—Ｓｉ系统，南方瓷区大部分是高
岭石和瓷石（绢云母和石英）的二组分配料。 主要矿物组成：高岭石，绢云母，石英，水云
2.绢云母质瓷
❖ 2.3 工艺特点
③ 烧成用还原焰，成瓷后色调柔和。 ▪ 特点：热稳定性好，机械强度高。 ▪ 应用：日用瓷，工艺瓷。
3. 骨灰瓷
❖ 3.1 概述
▪ 骨灰瓷英文名称“Bone China”，又名“骨质瓷”， 简称‘‘骨瓷”。
▪ 骨灰瓷是以动物骨灰为主要熔剂制成的瓷器。
▪ 岩相组成：
❖ 3.2 骨灰瓷的由来
▪ 十八世纪九十年代末期，在英国一个叫北斯特拉福德郡的一个 小村子里，有位年青人叫乔斯，他家祖祖辈辈从事陶瓷制造， 所以他从小就从父亲那里学习制陶术。但乔斯是一个雄心勃勃 的人，从来不满足于父亲那些大黑罐子，总想有朝一日制造出 白色瓷器。他曾用康沃尔粘土(白色煅烧瓷土)和康沃尔瓷石制 造瓷器，但无论如何瓷器总发生变形。无奈之下，只好求助于 一个老炼金术士，这种人可从各种矿石中提取金，但在当时已 所剩无几了。乔斯听说过发明德来斯汀瓷器的就是一个炼金术 士。他将自己试验失败的情况给老人谈了一下，老人说：“孩 子，你的陶器就象是一个人，有血有肉但缺少骨头，骨头这东 西到处都有，为什么不加一些呢?” 。
第二篇坯体工艺基础
第二篇 坯体工艺基础坯体由若干种原料按比例配合，经规定的工 艺制度加工而成，具有一定的组成与结构。
坯体组成的确定 坯料的成型与干燥 坯体的结构与形成 坯体性质的控制 使用性能组 成 与 （工程） 性质 结 构 （化学） （物理学） 合成与制备过程 第一章坯体组成的确定要求： 1了解常见普通陶瓷的坯体组成的特点。
2 掌握陶瓷配方的计算和坯式的计算。
第一节 普通陶瓷坯体的组成 一 陶器坯体的组成 主要包括粗陶、细陶、釉陶、精陶等。
粗陶，日常用具如缸、盆、罐等，偶尔也作 装饰用，很有民间风味。
细陶主要指对原料加工制备较精，工艺制作 较细致。
其胎质细腻，既可作日常用具也可 用作陈设。
釉陶指有色釉的陶器，包括单色釉、复色釉、 花釉等品种。
精陶指覆盖透明釉，坯体呈白色或象牙色的 多孔性陶瓷制品。
十八世纪出现于英国。
我 国温州，宜兴，河南禹县出名。
传统的精陶以粘土为主，用长石或石灰石，白云 石为熔剂。
可分为石灰质精陶，长石质精陶。
配方为粘土50~60%，石英30~45%，长石6~12%， 或外加2~4%滑石，石灰石，1250~1280℃烧成。
日用精陶的坯体由石英，玻璃相（25%~30%）， 莫来石，方石英组成，气孔20%。
品种以成套餐具、茶具为主，还有文具、灯具、 花瓶、花插、挂盘等陈设艺术品。
具有较好的耐冷热急变性能和抗冲击强度，兼有 陶和瓷的特点，洁白无瑕，华丽精致。
精陶圆角淋浴盆 二、 炻器坯体的组成 通常坯体带色，无半透明性，气孔率较低 （3~7%，细炻器小于1%），是致密烧结的。
高的机械强度，良好的耐酸性，导热率较低， 热稳定性较好。
按用途分为建筑炻器（如马赛 克），化工炻器（耐酸塔），日用炻器。
原料为耐火粘土，其次是石英及长石等熔剂， 1150~1400℃烧成。
可分为粗炻器和细炻器。
坯体中玻璃相15~35%，石英与方石英 25~50%，莫来石15~35%，气孔5%左右， 或玻璃相60%以上，石英与方石英25%左右。
陶瓷坯料的制备
浮的分散体系。 为了便于加工后的贮存、输送及成型，注浆
坯料应满足以下要求： （1）流动性好。
浇注时容易充满模型各部位。注浆成型时希 望流动性好，但又不希望含水率太高。
（2）悬浮性好。
浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬 浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。
浆料中固体颗粒能长期悬浮不致沉淀；分层 或开裂。
预烧使： 1、原料晶型稳定； 2、破坏原来的结构改变物性使之更符合工 艺要求，提高产品质量； 3、易于破碎； 4、提高原料的纯度； 5、减少产品的收缩。
预烧会： 1、降低其塑性； 2、增大成型机械及模具的磨损； 3、降低活性。
因此，原料是否预烧，要根据制品及工艺 过程的具体要求来决定。
粘土的风化 大多数粘土是由风化作用形成的பைடு நூலகம் 风化程度较差的粘土开采以后若进一步风化，
化学反应将原料中所含的铁变为可溶盐，然后用 水冲洗将其除去。
溶解法 是用酸或其他反应剂对原料进行处理，通过 化学反应将原料中所含的铁变为可溶盐，然后用 水冲洗将其除去。
升华法
是在高温下使原料中的氧化物（Fe2O3）和 氯气等气体反应，使之生成挥发性或可溶性的 物质而除去。
物理化学方法 包括浮选法和电解法等。 浮选法 是利用各种矿物对水的润湿性不同，从悬 浮液中将憎水颗粒粘附在气泡上浮游分离的方 法。 浮选时一般要用浮选剂（捕集剂），如石 油碘酸、铵盐、磺酸盐等。此法适用于精选含 铁、钛矿物和有机物的粘土。
作用主要体现在以下几个方面：
（1）通过毛细管的作用，使坯料中水分的 分布更加均匀。
第三章 陶瓷坯料的制备
坯料：将陶瓷原料经过配料和加工后，得到的具有成型性 能的多组分混合物。
由几种不同的原料配制而成。 性能不同的陶瓷产品，其所用原料的种类和配比也不同， 即所谓坯料组成或配方不同。 配方的设计与计算是获得好产品的一个关键性内容。
坯料应满足以下要求： （1）流动性好。
浇注时容易充满模型各部位。注浆成型时希 望流动性好，但又不希望含水率太高。
（2）悬浮性好。
浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬 浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。
浆料中固体颗粒能长期悬浮不致沉淀；分层 或开裂。
预烧使： 1、原料晶型稳定； 2、破坏原来的结构改变物性使之更符合工 艺要求，提高产品质量； 3、易于破碎； 4、提高原料的纯度； 5、减少产品的收缩。
预烧会： 1、降低其塑性； 2、增大成型机械及模具的磨损； 3、降低活性。
因此，原料是否预烧，要根据制品及工艺 过程的具体要求来决定。
粘土的风化 大多数粘土是由风化作用形成的பைடு நூலகம் 风化程度较差的粘土开采以后若进一步风化，
化学反应将原料中所含的铁变为可溶盐，然后用 水冲洗将其除去。
溶解法 是用酸或其他反应剂对原料进行处理，通过 化学反应将原料中所含的铁变为可溶盐，然后用 水冲洗将其除去。
升华法
是在高温下使原料中的氧化物（Fe2O3）和 氯气等气体反应，使之生成挥发性或可溶性的 物质而除去。
物理化学方法 包括浮选法和电解法等。 浮选法 是利用各种矿物对水的润湿性不同，从悬 浮液中将憎水颗粒粘附在气泡上浮游分离的方 法。 浮选时一般要用浮选剂（捕集剂），如石 油碘酸、铵盐、磺酸盐等。此法适用于精选含 铁、钛矿物和有机物的粘土。
作用主要体现在以下几个方面：
（1）通过毛细管的作用，使坯料中水分的 分布更加均匀。
第三章 陶瓷坯料的制备
坯料：将陶瓷原料经过配料和加工后，得到的具有成型性 能的多组分混合物。
由几种不同的原料配制而成。 性能不同的陶瓷产品，其所用原料的种类和配比也不同， 即所谓坯料组成或配方不同。 配方的设计与计算是获得好产品的一个关键性内容。
陶瓷坯料及配料
剩余量 含0.426mol的石英矿物
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
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
第4章 坯料结构
▪ 加热至573℃ β－石英→α－石英 ▪ 无矿化剂存在时 β－石英在1000℃经亚稳方石英转变成α－方
石英。 ▪ 1. 烧成时，石英会溶解于熔体中。 ▪ 2. 粘土矿物莫来石化过程中会生成无定形SiO2，这些SiO2高温
下存在形态与粘土化学性质与矿物组成有关： • 碱量少 熔体数量少 SiO2不易熔入其中，则转化生成方石英 • 碱量多 熔体数量多 SiO2易熔入其中，则难以生成方石英
▪ （一）高岭石
• 500～700℃ 分解失去结构水， 出现吸热效应：
•
Al2O3•2SiO2•2H2O→ Al2O3•2SiO2+2H2O
•
偏高岭石
• Si-Ｏ四面体仍然存在，Al-Ｏ八面体中的Al-ＯＨ键断裂，
• Al3＋与Ｏ2－重新排列为Al-Ｏ键，Al的配位数由6→4。
第二节 陶瓷坯体形成过程的变化
第二节 陶瓷坯体形成过程的变化
❖ 4.2.1 粘土矿物煅烧时的变化
▪ （二）蒙脱石
• 800～900℃ 第三个吸热反应，蒙脱石晶格破坏，无定形变化 • 1000～1060℃ 放热反应因生成β－石英，尖晶石相或方石英而
致。 • 1140～1190℃ 生成大量方石英。 • 1300℃ 尖晶石会溶解于玻璃相中，析出莫来石。 • 如蒙脱石原始组成中含CaO、MgO等杂质，则高温下可能会
❖ 4.2.1 粘土矿物煅烧时的变化
▪ （一）高岭石
• 980～1000℃ 第一个放热反应：
2（Al2O3•2SiO2） 约1100℃ 2Al2O3•3SiO2＋SiO2 • 偏高岭石向莫来石转化的有缺陷的Al－Si尖晶石相，方石英
由Al-Si尖晶石→莫来石：
2Al2O3 • 3SiO2 约1100℃ 2（Al2O3 • SiO2）＋4SiO2
石英。 ▪ 1. 烧成时，石英会溶解于熔体中。 ▪ 2. 粘土矿物莫来石化过程中会生成无定形SiO2，这些SiO2高温
下存在形态与粘土化学性质与矿物组成有关： • 碱量少 熔体数量少 SiO2不易熔入其中，则转化生成方石英 • 碱量多 熔体数量多 SiO2易熔入其中，则难以生成方石英
▪ （一）高岭石
• 500～700℃ 分解失去结构水， 出现吸热效应：
•
Al2O3•2SiO2•2H2O→ Al2O3•2SiO2+2H2O
•
偏高岭石
• Si-Ｏ四面体仍然存在，Al-Ｏ八面体中的Al-ＯＨ键断裂，
• Al3＋与Ｏ2－重新排列为Al-Ｏ键，Al的配位数由6→4。
第二节 陶瓷坯体形成过程的变化
第二节 陶瓷坯体形成过程的变化
❖ 4.2.1 粘土矿物煅烧时的变化
▪ （二）蒙脱石
• 800～900℃ 第三个吸热反应，蒙脱石晶格破坏，无定形变化 • 1000～1060℃ 放热反应因生成β－石英，尖晶石相或方石英而
致。 • 1140～1190℃ 生成大量方石英。 • 1300℃ 尖晶石会溶解于玻璃相中，析出莫来石。 • 如蒙脱石原始组成中含CaO、MgO等杂质，则高温下可能会
❖ 4.2.1 粘土矿物煅烧时的变化
▪ （一）高岭石
• 980～1000℃ 第一个放热反应：
2（Al2O3•2SiO2） 约1100℃ 2Al2O3•3SiO2＋SiO2 • 偏高岭石向莫来石转化的有缺陷的Al－Si尖晶石相，方石英
由Al-Si尖晶石→莫来石：
2Al2O3 • 3SiO2 约1100℃ 2（Al2O3 • SiO2）＋4SiO2
材料工艺___陶瓷生产工艺基础1-坯体的组成
第一章 坯体组成的确定
石英是具有强耐酸侵蚀力的酸性氧化物：除氢氟酸外，一般酸类对它 都不产生作用。当石英与碱性物质接触时，则能起反应而生成可溶性 的硅酸盐。在高温中与碱金属氧化物作用生成硅酸盐与玻璃态物质。 石英在自然界中大部分以β石英的形态稳定存在，只有很少部分以鳞 石英或方石英的介稳状态存在。
石英质原料主要用于调整泥料的可塑性、烧结过程中的体积膨胀可部 分抵消烧结收缩、防止坯体在烧结过程中的熔融变形等作用、改善陶 瓷坯体的强度等性能、也是釉中的主要成分。
第一章 坯体组成的确定
石英的主要化学成分为SiO2，常含有少量杂质成分，如A12O3、 Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等。这些杂质是成矿过程中残留的， 其它夹杂矿物中带入的，夹杂矿物主要有碳酸盐(白云石、方解 石、菱镁矿等)、长石、金红石、板钛矿、云母、铁的氧化物等。
深成的岩浆岩在原地风化后，残留原地形成优质高岭土；火山岩风化 为膨润土；风化型矿床在地下水的作用下形成潜蚀、淋积形成矿床。 这都是一次粘土。
沉积粘土都是二次粘土。
3、粘土的矿物组成、矿物结构、化学组成等
粘土的矿物 （1）、高岭石类矿物：原产江西省高岭村，外观呈坚硬的块状，其理
论化学组成为Al2O3·2SiO2·2H2O，是由Al-(O,OH)八面体与Si-O四面体 按1:1形成的层状硅酸盐结构（见下图），层间OH-和O2-以氢键结合， 结合力较弱、层状解理，层内离子极少发生置换，只有在边缘破裂处 才会出现离子吸附。高岭石矿物还有一种矿物多水高岭，产于叙永又 叫叙永石，存在较多的层间水，易吸附各种离子和有机物，可塑性好。
还有一种瓷石矿物可单独成瓷，以绢云母、石英为主要成分的半 风化岩石，可塑性不高，但干燥速度快，烧成时玻化温度宽，有 利于成瓷和烧结。
陶瓷生产技术3卫生陶瓷坯料的制备-4
21
各种原料在存放时要注意做到：不同原 料要隔开存放，防止相互混合污染；按 原料种类采取不同方式存放，如粘土原 料一般是露天堆放，使其风化；粉状料 在有顶棚的仓库内分隔存放；有毒性的 原料按各有关规定存放。
22
拣选的目的是除去原料中混入的各种杂 质，如树根、草皮，以及采矿过程中混 入的其他矿物、表层复土、含有较多杂 质的块料；同时对原料进行分级。一般 采用人工拣选方法。
14
利用“标准化”加工的原料，按配方经过 1-2小时的研混磨制，或仅需进行一定时 间充分搅拌直接制成泥浆。这样的泥浆加 工工艺可以做到配料准确，操作方便，细 度与级配合理，泥浆性能容易控制，泥浆 性能不容易受矿山原料成份的变动而变化， 同时减少了原料加工设备。
15
(3)均化。 先后批量进厂的同一种原料，无论是原 矿原料或“标准化”加工的原料，在储 存过程中都应该进行掺匀均化，从而提 高一致性，这样可以避免批量之间的原 始差异而造成泥浆性能的波动。
23
3）硬质原料的预烧
制造卫生陶瓷用的硬质原料有石英、长 石、硬质粘土、滑石等。块状石英原料， 坚硬致密，难以破碎。通过预烧（预烧 在1200℃以上），石英发生晶型转变， 使其结构松散，便于粉碎；同时经过煅 烧，石英中的杂质变得更为明显，易于 拣选剔除。
24
滑石属片状结构，也可通过煅烧，破坏 其片状结构。
35
4）形成的坯体要有一定的强度，包括刚脱模 的湿坯要有一定强度，经干燥后的干坯也要 有一定的强度。这是大件坯体进行后续作业 的必要条件； 5）对水的滤过性要好，以利于石膏模吸水， 从而缩短吸浆时间和巩固时间，并可降低由 于内处干燥收缩不均引起的开裂；
第二篇坯体工艺基础
第二篇 坯体工艺基础坯体由若干种原料按比例配合，经规定的工 艺制度加工而成，具有一定的组成与结构。
坯体组成的确定 坯料的成型与干燥 坯体的结构与形成 坯体性质的控制 使用性能组 成 与 （工程） 性质 结 构 （化学） （物理学） 合成与制备过程 第一章坯体组成的确定要求： 1了解常见普通陶瓷的坯体组成的特点。
2 掌握陶瓷配方的计算和坯式的计算。
第一节 普通陶瓷坯体的组成 一 陶器坯体的组成 主要包括粗陶、细陶、釉陶、精陶等。
粗陶，日常用具如缸、盆、罐等，偶尔也作 装饰用，很有民间风味。
细陶主要指对原料加工制备较精，工艺制作 较细致。
其胎质细腻，既可作日常用具也可 用作陈设。
釉陶指有色釉的陶器，包括单色釉、复色釉、 花釉等品种。
精陶指覆盖透明釉，坯体呈白色或象牙色的 多孔性陶瓷制品。
十八世纪出现于英国。
我 国温州，宜兴，河南禹县出名。
传统的精陶以粘土为主，用长石或石灰石，白云 石为熔剂。
可分为石灰质精陶，长石质精陶。
配方为粘土50~60%，石英30~45%，长石6~12%， 或外加2~4%滑石，石灰石，1250~1280℃烧成。
日用精陶的坯体由石英，玻璃相（25%~30%）， 莫来石，方石英组成，气孔20%。
品种以成套餐具、茶具为主，还有文具、灯具、 花瓶、花插、挂盘等陈设艺术品。
具有较好的耐冷热急变性能和抗冲击强度，兼有 陶和瓷的特点，洁白无瑕，华丽精致。
精陶圆角淋浴盆 二、 炻器坯体的组成 通常坯体带色，无半透明性，气孔率较低 （3~7%，细炻器小于1%），是致密烧结的。
高的机械强度，良好的耐酸性，导热率较低， 热稳定性较好。
按用途分为建筑炻器（如马赛 克），化工炻器（耐酸塔），日用炻器。
原料为耐火粘土，其次是石英及长石等熔剂， 1150~1400℃烧成。
可分为粗炻器和细炻器。
坯体中玻璃相15~35%，石英与方石英 25~50%，莫来石15~35%，气孔5%左右， 或玻璃相60%以上，石英与方石英25%左右。
陶瓷坯体组成的确定
（氧化焰烧成时）可减少Fe、Ti的着色，形成视觉上的
白。用量5/10000。
⑧ 加少量的着色剂，得到不同的着色泥坯。
种类
长 石 质 瓷
概
念
特
点
以长石作助熔剂的“长石-石英- 瓷质洁白，薄层呈半透明，断面 高岭土”三元系统瓷。 呈贝壳状，不透气，吸水率很低， 瓷质坚硬，机械强度高，化学稳 K2O-Al2O3-SiO2 定性好。 以绢云母为助熔剂的“绢云母
(1) Si02
一部分Si02与A1203在高温时生成莫来石晶体，莫来石晶 体与残余石英一起形成瓷坯的骨架；一部分Si02则与碱性金属 氧化物在高温下生成玻璃相，使制品具有半透明性。
Si02 是瓷的主要组成，含量很高，它直接影响陶瓷的强度
和其他性能。但含量不能过高，如果超过75％，陶瓷制品烧后
的热稳定性变环，易出现炸裂现象。
它们的含量在瓷中一般比较少，但它们对产品呈色的有害影
响却特别大，可使瓷染上色调不好的色泽，影响其外观质量。值
得注意的是一般要求白瓷坯料组成中的Fe2O3含量在1％以下， 否则会使制品呈黄褐色或暗灰色(依烧成气氛而异)，还可能出现 黑点或熔洞。而TiO2的含量控制在0.2％以下，否则将使制品发 黄或阴暗。特别是当TiO2 与Fe2O3同时存在时，将会严重影响制
分粘土煅烧为熟料。用量一般小于10％。
③ 长石：长石中钠长石＜30％，钾钠比＞3。
④ 石英：用量不超过25～35％。
其它成分：
⑤ 加入1～２％的滑石，引入MgO，扩大烧结范围。
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
(4) 碱土金属氧化物(CaO、MgO等)
白。用量5/10000。
⑧ 加少量的着色剂，得到不同的着色泥坯。
种类
长 石 质 瓷
概
念
特
点
以长石作助熔剂的“长石-石英- 瓷质洁白，薄层呈半透明，断面 高岭土”三元系统瓷。 呈贝壳状，不透气，吸水率很低， 瓷质坚硬，机械强度高，化学稳 K2O-Al2O3-SiO2 定性好。 以绢云母为助熔剂的“绢云母
(1) Si02
一部分Si02与A1203在高温时生成莫来石晶体，莫来石晶 体与残余石英一起形成瓷坯的骨架；一部分Si02则与碱性金属 氧化物在高温下生成玻璃相，使制品具有半透明性。
Si02 是瓷的主要组成，含量很高，它直接影响陶瓷的强度
和其他性能。但含量不能过高，如果超过75％，陶瓷制品烧后
的热稳定性变环，易出现炸裂现象。
它们的含量在瓷中一般比较少，但它们对产品呈色的有害影
响却特别大，可使瓷染上色调不好的色泽，影响其外观质量。值
得注意的是一般要求白瓷坯料组成中的Fe2O3含量在1％以下， 否则会使制品呈黄褐色或暗灰色(依烧成气氛而异)，还可能出现 黑点或熔洞。而TiO2的含量控制在0.2％以下，否则将使制品发 黄或阴暗。特别是当TiO2 与Fe2O3同时存在时，将会严重影响制
分粘土煅烧为熟料。用量一般小于10％。
③ 长石：长石中钠长石＜30％，钾钠比＞3。
④ 石英：用量不超过25～35％。
其它成分：
⑤ 加入1～２％的滑石，引入MgO，扩大烧结范围。
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
(4) 碱土金属氧化物(CaO、MgO等)
陶瓷工艺学第二章坯料
2、绢云母质瓷
绢云母〔KAl2(Al·Si)4O10](OH)2n·H2O+SiO2 作为熔剂。 绢云母通过瓷石引入。瓷石原料熔融后粘度高。 原因：含石英，石英溶于液相提高液相的高温粘度； 绢云母可分解为玻璃相和白榴石，具有长石的特性。
岩相组成 石英，方石英，莫来石，玻璃相。
瓷的特点 半透明性好，瓷体中熔体含量高； 相同烧成条
第三节
配料计算
▲ 从化学组成计算实验式： ▲ 由实验式计算化学组成： ▲ 由配料量计算实验式：
▲ 由化学组成计算配料量
▲ 由实验式计算配料量：
▲ 由示性矿物组成计算配料
（坯）化学组成 ④ ② ⑥ ③ ⑤ 配料量 （知原料化学组成） ④
① 实验式（坯式）
示性矿物组成
1、从化学组成计算实验式
计算步骤
(5)用各种氧化物的摩尔数除以0.2577，得到各氧化物的摩尔系 数。 氧化物 SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 系数 4.5204 0.9899 0.0101 0.0318 0.0629 0.0955 0.0722
(6)将各氧化物按规定的顺序排列，得到坯料的实验式。
(2)计算各氧化物所占的质量百分数即为各氧化物的化 学组成
组成 SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 总和 % 66.09 27.29 0.78 1.364 0.1099 3.081 1.301 100.00
3、由配料量计算实验式
步骤
（1）知道所用的各种原料的化学组成，并换算为不含 灼减的化学百分组成； 系数按规定的顺序排列，得实验式。
0.0872 K2O 0.1224 Na2O 0.0823 CaO 0.0319 MgO
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