无机材料工艺学陶瓷2原料.pptx

◆ 特点比较：一次粘土杂质较少，颗粒较粗，可塑性较差，干 燥强度较低、干燥收缩较小，烧结温度较高。二次黏土的特点 相反。
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一、粘土的概念与分类
第一章 陶瓷原料
● 根据粘土的可塑性强弱分类： 强塑性粘土
中等塑性粘土 弱塑性粘土
● 根据粘土的耐火度高低分类：
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粘土矿物是具有层状结构硅酸盐矿物，其基本结构单位是硅氧四面 体层和铝氧八面体层，由于四面体层和八面体层的结合方式、不等价离 子同晶置换以及层间阳离子等不同，从而构成了不同类型的层状结构粘
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第一章 陶瓷原料
一、粘土的概念与分类
（二）成因：
物理风化：暴晒、冰冻、水力及风力的破坏作用等
自然风化
化学风化：自然界中的化学物质对岩石造成的蚀变作用
例如：
K2O·Al2O3·SiO2+ CO2+ H2O
钾长石
Al2O3·2SiO2·2H2O+ K2CO3+ 4SiO2
高岭土
● 风化过程中产生的可溶性盐类将被雨水洗去，剩下的难溶盐和氧化
从外观看：（i）由于所含杂质种类及数量不同，粘土可呈多种颜色。 (ii) 由于地质成因不同，粘土有的松软，有的坚硬。
● 但只要是粘土，或多或少都具有一定的可塑性。
（二）成因：粘土主要是由铝硅酸盐类岩石，如长石、片麻岩、 伟晶花岗岩等经过漫长的自然风化作用形成的。
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绪言
第一章 陶瓷原料
◆ 原料选择的基本要求
质量达标（并非越纯越好）； 储量要大（原料来源稳定）； 价格合理； 性能稳定（对原料的最基本要求）； 运输方便。
◆ 原料选择原则：
● 原料的组成应能保证产品的质量性能要求； ● 原料的工艺性能应能满足生产加工过程的工艺要求。
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耐火粘土：耐火度＞1580℃ 难熔粘土：耐火度介于 1350℃ ~1580℃ 易熔粘土：耐火度＜1350℃
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二、粘土的组成
粘土的性能取决于粘土的组成，包括粘土的矿物组成、 化学组成和颗粒组成。
1、粘土的化学组成
主要化学成分为 SiO2、A12O3和结晶水（H2O）。 杂质化学成分：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。
绪言
第一章 陶瓷原料
◆ 原料选择的重要性
原料是陶瓷制品质量的基础。影响产品质量的两 因素：（1）原料质量；（2）生产工艺过程。
● 传统陶瓷制品所用原料多为天然矿物原料；陶瓷制品
的性质不仅与叶工艺腊过石程有关，而且与原料的种类有关钾。 长石
钠长石
石英
高岭石
伊利石
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（1）SiO2 ：若SiO2多，意味着游离石英较多，则粘土可塑性降低，干 燥及烧成收缩较小。
（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。若含量过高，坯体 颜色将变深，甚至还影响电绝缘性。
（4）CaO、MgO、K2O、Na2O：降低烧结温度，缩小烧结范围。
物（如SiO2）将成为粘土矿中的杂质矿物。
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一、粘土的概念与分类
（三）分类：
● 根据粘土的成因分类： I. 一次粘土（原生粘土）：母岩风化后的产物滞留于原地，再 经地质作用而形成的粘土。
II. 二次粘土（次生粘土）：母岩的风化产物经过自然力（洪水、 大风）搬迁，在别处沉积下来而形成的粘土。此即为沉积型粘 土矿，如唐山子木节土、黑山膨润土。
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绪言
第一章 陶瓷原料
◆ 陶瓷原料的分类
高岭土
1. 从工艺性能分： 可塑性原料 非可塑性原料（瘠性原料）
钾长石
2. 从来源分： 天然原料
石英
化工原料
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第一章 陶瓷原料
§1-1 粘土类原料 一、粘土的概念与分类
（一）概念：粘土（clay）是由多种微细矿物（主要是含水铝 硅酸盐矿物）构成的混合体，其矿物晶体粒径一般小于2 µm。
所以，粘土的化学全分析数据包括上述各成分，外加烧失量 一项。
◆ 不同成因的粘土，其化学组成有差别。如一次粘土一般SiO2含量
较高，而A12O3含量较低；铁多于钛，富含游离石英和长石残岩。
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§1-1 粘土类原料
● 粘土的化学组成在一定程度上反映了其工艺性质:
高岭石
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叶腊石
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伊利石
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2. 粘土的矿物组成
a．高岭石类（Kaolinite，Al2O3·2SiO2·2H2O）
高岭石族矿物包括高岭石、地开石、珍珠陶土和多水高岭石等。高岭石 是粘土中常见的粘土矿物，主要由高岭石组成的粘土称为高岭土。
b．蒙脱石类（Montmorillonite, Al2O3·4SiO2·nH2O (n＞2) ） 蒙脱石也是一种常见的粘土矿物，以蒙脱石为主要组成矿物的粘土称
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。
c. 伊利石类 (Illite)
伊利石是白云母经强烈的化学风化作用转变为蒙脱石或高岭石过程中
的中间产物，故其化学组成介于白云母与高岭石或蒙脱石之间。与白云母
比较，伊利石多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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硅灰石
第一章 陶瓷原料
◆ 原料选择的重要性
● 陶瓷制品的性能由坯体显微结构决定，而坯体显微结 构则由原料的种类和加工工艺决定。
使用性能
Performance
加工工艺
Processing
物化性能
Property
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河南省组精织品课结程构——/成陶瓷分工艺原理
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Structure/Composition
（5） H2O、有机质：含量多时可塑性较好，但收缩大——从“烧失 量”一项判断。
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2. 粘土的矿物组成
粘土很少由单一矿物组成，而是多种微细矿物的混合体。因 此，粘土所含各种微细矿物的种类和数量是决定其工艺性能的主 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）和伊利石类（也称水云母）等等。