1 第一章原料(粘土)解析
陶瓷工艺学原料
原顽辉石 缺陷：原料呈片状构造，不易粉碎，形成定向排列，1200 ～1350℃预烧，破坏其片状构造。
第一章 原 料
滑石可用作日用瓷、工业瓷、电瓷及陶瓷釉旳原料，使 用情况有下列几种:
﹡ (1)在瓷坯中加入少许滑石(1％一2％)，能降低烧成温度，
矿物构成、颗粒大小、液相数量及性质
4. 改善粘土（或坯料）可塑性旳措施
淘洗、风化、真空练泥、陈腐、加入无机或有机塑化 剂以提升坯料旳可塑性。
第一章 原料
（二）结合性
1.定义：粘土能粘结一定细度旳瘠性物料形成可塑泥 团并有一定干燥强度旳性能。 一般可塑性强旳粘土，其结合性也大。
2.表征：
①试验室一般以能够形成可塑泥团时所加入原则砂（颗粒构
从生产控制来考虑，希望粘土旳烧结温度范围（T2→T3 ）宽些。
第一章 原料
（七）耐火度 １定义： 粘土原料抵抗高温作用而不熔化旳性能。 ２测定： 截头三角锥(上底边2mm，下底边8mm,高30mm 旳正三角形) ３影响原因：化学构成 Al2O3/SiO2比值大，耐火度高，烧结温度范围宽。 可根据粘土旳化学构成计算：
第一章 原料
1. T 360 Al2 O3 RO
0.228
合用于Al2O3含量20%～50%旳粘土
2.
T 5.5A 1534 (8.3F 2MO) 30 A
合用于Al2O3含量15%～50%旳粘土
四、粘土在陶瓷生产中旳作用﹡
1.坯体成型旳基础
陶瓷坯料一般采用粘土、石英和长石等基本原料配制而成 。其中石英、长石均是瘠性原料,本身缺乏可塑性,更无结合 能力,所以必须依托粘土原料特有旳可塑性能、结合性能以及 泥浆旳悬浮稳定性能获取所需旳成型性能，以便使陶瓷坯体 得以成型；
陶瓷工艺学1绪论、 第一章 原料 PPT课件
湖南醴陵
所产的瓷器有日用瓷与陈设瓷，薄胎注浆，瓷质洁 白，装饰的主要特色是釉下五彩，闻名中外。另除有釉上 贴花和喷花等外，1958年还试制成功一种感光晒花的新 装饰法。建国以后，这个地区的瓷器在技术方面不断革新 创造，生产发展很快，已成为全国重要的瓷区之一。
广东石湾陶器
相传有八百多年的历史。以人物、鸟兽等雕塑陈列品为主。釉色丰富， 刻画细腻，形象生动，别具风格。此外还有大量的日用陶器。建国后， 还首创了“结晶釉”
3.1陶瓷研究的发展历程
陶器
高铝质、粘土和 瓷土的应用 釉的发明
原料纯化 陶瓷工艺的发展 陶瓷理论的发展
陶器 传统陶瓷
先进陶瓷 微米级
纳米陶瓷
高温技术
显微结构 分析的进步 性能研究的深入 无损评估的成就 相邻科学的推动
3.2陶瓷在现代化建设中的作用
•
除用于日常生活中外，陶瓷作为结构和功能材料广泛
用于科学技术和工农生产领域的重要性，对此人们仍没有
• 唐代：远销日本、印度、波斯、埃及。 • 宋代：远销50余国，远至欧洲。 • 明代：郑和七次下西洋，将中国瓷器输送至世界各国，与
世界各国在文化、经济、贸易、政治上建立了联系。 • 中国瓷器在国外有：“白如玉，明如镜，薄如纸，声如磬”
的美誉，被外国人视为奇珍异宝。 • 十七世纪以后，各国竞相仿造，并逐渐创立自己的风格。 • 中国瓷器为人类文化的进步所做出的重大贡献，是值得我
由于其高温下的缺点，在陶瓷 生产中多不采用
钡长石 熔点高（1710℃），熔融温度 普通瓷制品不选用 范围较窄
1.2.3 长石类原料在陶瓷生产中的作用
1）长石是熔剂型原料，可降低烧成温度，减少燃料消耗。 高温下熔化后能填充坯体的孔隙，熔解粘土及石英类
第一章 油田化学——粘土矿物
☞蒙脱石由于晶格取代作用产生的负电荷由K+来平衡，由于
蒙脱石取代位置主要在Si-O四面体中，产生的负电荷离晶层 表面近，故与K+产生很强的静电力， K+不易交换下来。
☞ K+的大小刚好嵌入相邻晶层间的氧原子网格形成的空穴
中，起到连接作用，周围有12个氧与它配伍，因此， K+连
吸附性越强交换能力越大，通常离子的交换能力由弱到强 的排列顺序为 Li+<Na+<K+(NH4+)<Mg2+<Ca2+<Ba2+<Al3+<Fe3+<H+ c. 离子浓度 离子浓度越大交换能力越强
粘土矿物的性质
四、 粘土的凝聚性
（1）概念：粘土矿物（颗粒）在水分散体系状态下， 通过不同的联结方式产生絮凝或聚结（集）的现象。 粘土颗粒的联结：絮凝和聚结（集）
②作用机理：浓差扩散。
粘土矿物的性质
1、 吸附：物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部 浓 度）的现象。 吸附质：被吸附的物质（钻井液处理剂） 吸附剂：吸附吸附质的物质（粘土） 2、分类 （1）物理吸附：范德华引力引起，一般无选择性， 吸附热较 小，容易脱附。例：阴离子和非离子处理剂在粘土上的吸附。 （2）化学吸附：化学键力引起，具有选择性，吸附热较大， 不易脱附。例：阳离子处理剂在粘土上的吸附。
构的）和非晶质，自然界中所见到的粘土矿物绝大多
粘 土
数是晶质的。 （2）粘土：疏松的尚未固结成岩的以粘土矿物为 主的（≥50%）沉积物。 （3）粘土岩（俗称：泥页岩）：粘土矿物经沉积、
土力学第一章参考答案
⼟⼒学第⼀章参考答案第⼀章参考答案⼀、简答题1.【答】⼟粒的⼤⼩及其组成情况，通常以⼟中各个粒组的相对含量（各粒组占⼟粒总量的百分数）来表⽰，称为⼟的颗粒级配（粒度成分）。
根据颗分试验成果绘制的曲线（采⽤对数坐标表⽰，横坐标为粒径，纵坐标为⼩于（或⼤于）某粒径的⼟重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以⼤致判断⼟的均匀程度或级配是否良好。
2. 【答】3. 【答】⼟是连续、坚固的岩⽯在风化作⽤下形成的⼤⼩悬殊的颗粒，经过不同的搬运⽅式，在各种⾃然环境中⽣成的沉积物。
与⼀般建筑材料相⽐，⼟具有三个重要特点：散粒性、多相性、⾃然变异性。
4. 【答】⼟的结构是指由⼟粒单元⼤⼩、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系，⼟中⽔的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。
基本类型⼀般分为单粒结构、蜂窝结（粒径0.075~0.005mm）、絮状结构（粒径<0.005mm）。
单粒结构：⼟的粒径较⼤，彼此之间⽆连结⼒或只有微弱的连结⼒，⼟粒呈棱⾓状、表⾯粗糙。
蜂窝结构：⼟的粒径较⼩、颗粒间的连接⼒强，吸引⼒⼤于其重⼒，⼟粒停留在最初的接触位置上不再下沉。
絮状结构：⼟粒较长时间在⽔中悬浮，单靠⾃⾝中重⼒不能下沉，⽽是由胶体颗粒结成棉絮状，以粒团的形式集体下沉。
5. 【答】⼟的宏观结构，常称之为⼟的构造。
是同⼀⼟层中的物质成分和颗粒⼤⼩等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
其主要特征是层理性、裂隙性及⼤孔隙等宏观特征。
6. 【答】强结合⽔影响⼟的粘滞度、弹性和抗剪强度，弱结合⽔影响⼟的可塑性。
7. 【答】⽑细⽔是存在于地下⽔位以上，受到⽔与空⽓交界⾯处表⾯张⼒作⽤的⾃由⽔。
⼟中⾃由⽔从地下⽔位通过⼟的细⼩通道逐渐上升。
它不仅受重⼒作⽤⽽且还受到表⾯张⼒的⽀配。
⽑细⽔的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响；在⼲旱地区，地下⽔中的可溶盐随⽑细⽔上升后不断蒸发，盐分积聚于靠近地表处⽽形成盐渍⼟。
陶瓷工艺学 第一章 原料
长石熔体对粘土、石英的溶解度
单位：%
被熔解的物质 1300℃的溶解度 钾长石 粘土分解产物 15~20 石英 5~10 钠长石 25~33 8~15
1500℃的溶解度 钾长石 40~50 15~25 钠长石 60~70 18~28
第五节 其他矿物原料
含碱硅酸铝类 碱土硅酸盐类原料 碳酸盐类 钙的磷酸盐类 高铝质矿物原料 锆英石 工业废渣
粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石 粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石 如长石、伟晶花岗岩、斑岩、片麻岩等经 如长石、伟晶花岗岩、斑岩、片麻岩等经 过漫长地质年代的风华作用或热液蚀变作 过漫长地质年代的风华作用或热液蚀变作 用而形成的。 用而形成的。
粘土的成因
例：
长石及绢云母转化为高岭石的反应大致如下：
塑性粘土指数7~15 或指标2.5~3.6 ; 弱
塑性粘土指数1~7 或指标<2.5 ; 非塑性
粘土指数<1
（二）结合性
粘土的结合性是指粘土能粘结一定细 度的瘠性物料，形成可塑泥团并有一定干 燥强度的性能。
（三）离子交换性
粘土种类 高岭土 高岭土类粘土 伊利石类粘土 叙永土 膨润土
单位：×10-1mmol/g
说，粘土的种类是确定生产何种陶瓷制品品种的
主要根据 粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石 晶体 的主要来源
六.我国的粘土原料
内蒙古地区
华北地区
东北地区
华东地区
中南地区
第三节 石英类原料 石英的种类和性质
石英的晶形转化
石英在陶瓷生产中的作用
（一）石英的种类和性质
自然界中的二氧 化硅结晶矿物统 称为石英，其中 纯度最高的成为 水晶
应用粘土科学(3篇)
第1篇摘要：粘土作为一种重要的非金属矿产，广泛应用于陶瓷、建筑材料、化工、环保等领域。
本文从粘土的原料特性、加工工艺、应用领域等方面对粘土科学进行了探讨，旨在为我国粘土资源的开发利用提供理论支持和实践指导。
一、引言粘土是一种具有粘结性和可塑性的细粒土，主要成分为硅酸盐。
粘土在我国有着丰富的资源，分布广泛，具有极高的经济价值。
随着科学技术的不断发展，粘土科学在原料、工艺、应用等领域取得了显著的成果。
本文将从以下几个方面对粘土科学进行探讨。
二、粘土原料特性1. 矿物成分：粘土主要由高岭石、伊利石、蒙脱石等矿物组成，这些矿物具有不同的化学成分和物理性质。
2. 化学成分：粘土的化学成分主要包括硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠等元素，这些元素的含量和种类对粘土的性质有重要影响。
3. 物理性质：粘土的物理性质包括颗粒大小、比表面积、孔隙率、塑性指数等，这些性质直接影响粘土的加工和应用。
4. 工艺性质：粘土的工艺性质包括可塑性、烧结性、粘结性等，这些性质是评价粘土质量的重要指标。
三、粘土加工工艺1. 原料开采：粘土原料的开采采用露天开采或地下开采，根据矿床类型和开采条件选择合适的方法。
2. 原料破碎：将开采的粘土原料进行破碎，破碎程度根据最终产品要求而定。
3. 精选：对破碎后的粘土原料进行筛选，去除杂质，提高原料纯度。
4. 混合：将精选后的粘土原料与其他原料（如石英、长石等）按比例混合，以满足不同产品的需求。
5. 成型：根据产品要求，采用挤出、压制成型、注浆成型等方法将混合原料制成坯体。
6. 烧结：将成型后的坯体进行高温烧结，使其达到一定的强度和密度。
四、粘土应用领域1. 陶瓷：粘土是陶瓷生产的主要原料，可用于制作日用陶瓷、卫生洁具、建筑陶瓷等。
2. 建筑材料：粘土可用于生产砖瓦、水泥、石膏等建筑材料。
3. 化工：粘土可用于制备催化剂、吸附剂、填料等化工产品。
4. 环保：粘土可用于处理废水、废气、固体废弃物等环保领域。
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。
第一章土壤的物质组成
❖ C6H12O6+9(O) 3C2H2O4(草酸)+3H2O
❖ C2H2O4+O2
4CO2+2H2O
❖ C6H12O6 ❖ H2+CO2
3C4H8O2(丁酸)+2H2 CH4+2H2O
主要是蛋白质的分解，是土壤氮素循环的主要过程。 包括4个过程： （1）水解过程：蛋白质在水解酶作用下分解成简单的氨 基酸； （2）氨化作用：在氨化细菌作用下，有机态氮变成无机 态氮即氨或铵的过程。 （3）硝化作用：氨在微生物作用下，经过亚硝酸的中间 阶段，进一步氧化为硝酸。需在有氧条件下进行。 （4）反硝化作用：在厌气条件如水淹、有机质含量过高 情况下。硝态氮在反硝化细菌作用下，转化为还原态氮 如氨、NO、N2O、N2、HNO2等
(磷灰石)
(磷酸二氢钙)
4、氧化作用
2FeS2 + 16H2O +7O2 2FeSO4 7H2O + 2H2SO4
(黄铁矿)
(硫酸亚铁)
（三）生物风化作用
指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石矿 物的风化作用。 1、根系的挤压；
植物根的机械破坏作用
2、地衣、苔藓保蓄水分，加强化学风化； 3、呼吸产生的二氧化碳和有机酸，分解矿物等。
Ø 腐殖物质：有机质经过微生物 分解和再合成的一种褐色或暗 褐色的大分子胶体物质，与矿 物质土粒紧密结合，是有机质 的主要成分。
可机械分离 占10-15%， 基本组成部分 作物养分重要来源， 形成腐殖质的原料
不可机械分离 占85-90%， 主要成分 作物营养主要物质 改良土壤性质 肥力水平主要标志
微 生 物
➢变质岩和沉积岩进入地 下深处后，在高温高压条 件下发生熔融形成岩浆， 经结晶作用而变成岩浆岩。
土力学习题集答案_第一章
第1章土的组成第1章土的组成一、简答题1.什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？2.土中水按性质可以分为哪几类？3.土是怎样生成的？有何工程特点？4.什么是土的结构？其基本类型是什么？简述每种结构土体的特点。
5.什么是土的构造？其主要特征是什么？6.试述强、弱结合水对土性的影响。
7.试述毛细水的性质和对工程的影响。
在那些土中毛细现象最显著？8.土颗粒的矿物质按其成分分为哪两类？9.简述土中粒度成分与矿物成分的关系。
10.粘土的活动性为什么有很大差异？11.粘土颗粒为什么会带电？二、填空题1.较平缓2.C U>10， C U<5，不均匀系数3.物理风化，化学风化，生物风化4.硅氧晶片（硅片），铝氢氧晶片（铝片）5.Cu = d60 / d10，Cc = d230 / (d60×d10 )6. Cu ≧5，Cc = 1～37.岩石风化，散粒性，多相性8.力学，土工测试9.筛分，水分1.根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较时表示土的级配良好。
2.工程中常把的土称为级配良好的土，把的土称为级配均匀的土，其中评价指标叫。
3.不同风化作用产生不同的土，风化作用有、、。
4. 粘土矿物基本上是由两种原子层(称为晶片)构成的，一种是，它的基本单元是S i—0四面体，另一种是，它的基本单元是A1—OH八面体。
5. 不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu＝、Cc＝。
6.砂类土样级配曲线能同时满足及的土才能称为级配良好的土。
7. 土是的产物，是各种矿物颗粒的集合体。
土与其它连续固体介质相区别的最主要特征就是它的和。
8.土力学是利用一般原理和技术来研究土的物理性质以及在所受外力发生变化时的应力、变形、强度、稳定性和渗透性及其规律一门科学。
9.最常用的颗粒分析方法有法和法。
10. 著名土力学家的《土力学》专著问世，标志着现代土力学的开始。
三、选择题1.C2.C3.D4.C5.C6.A7.C8.A9.D 10.C 11.B 12.B 13.D 14.D 15.D 16.D1．在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。
第一章 有机质与粘土矿物的研究现状
第一章有机质与粘土矿物的研究现状第一节问题的提出粘土矿物和有机质是泥质烃源岩的二大组成部分，一直是岩石矿物学家和有机地球化学家研究的重点。
在泥质烃源岩中有机质常以分散状、顺层富集状、局部富集状和生物残体等形式分布于粘土矿物中（苗建宇等，1999；张林晔等，2003），二者间相互共存，属统一的地质体，表明粘土矿物与有机质具有密不可分性。
纵观泥质烃源岩的粘土矿物成分主要为蒙脱石和伊利石，在不同地质历史时期油气储量的变化与蒙脱石的变化相一致（Weaver,1960；王行信，1990）；在含油气盆地中随着埋藏深度的增加，蒙脱石不断地向伊利石转化，这些特征表明蒙脱石与伊利石相比，具有更大的变化性和不稳定性，与油气的关系更为密切，是更值得重视的无机矿物。
有机地球化学理论认为干酪根是烃源岩中有机质的主体，可以细分为腐殖体、镜质体、壳质体和惰质体等（Durand, 1980; Tissot and Welte, 1984），表明有机质组成的多样性。
干酪根的获得是在实验室中利用各种酸对烃源岩进行处理(Durand, 1980)，除去无机矿物后得到的一些有机质，因而，破坏了自然状态下有机质与无机矿物间的相互关系；从干酪根的结构上来看，不论是Ⅰ型干酪根，还是Ⅲ型干酪根，其结构不稳定且多变（傅家谟和秦匡宗. 1995），表明它不是稳定的化合物，而是经各种处理后得到的有机质的混合物。
由此看来，干酪根虽属烃源岩中的有机质，但它脱离了与之共存的无机矿物，不能很好地反映有机质的赋存状态以及有机质与无机矿物间的相互关系，需要探索新的方法开展研究。
综合烃源岩、无机矿物和有机质的特征，认为开展烃源岩中无机矿物与有机质的相互关系研究很有必要，特选取泥质烃源岩中易变化的粘土矿物—蒙脱石与有机质的相互关系作为探索研究的重点。
在石油地质学领域存在有机质的早期成油理论和晚期成油理论之争（黄第藩等，2003）；到70年代树立了干酪根热降解的晚期生油理论的核心(Durand，1979,Tissot and Welte,1978)，并在此理论指导下不论在海相，还是在陆相的油气勘探中都取得了成果。
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。
粘土原料
三、粘土的工艺性质
粘土是陶瓷工业的主要原料，其性质对陶瓷的生产有很大的 影响，因此掌握粘土的性质，尤其是工艺性质是稳定陶瓷生 产的基本条件。粘土的工艺性质主要取决于粘土的矿物组成、 化学组成与颗粒组成，其矿物组成是基本因素。 如膨润土主要是蒙脱石矿物，由于其矿物类型及细颗粒含量 较多，表现出粘性强，成形水分高，收缩大，烧结温度低等 特性；苏州高岭土由于其含有大量杆状结构外形的高岭石， 因而可塑性低，干燥气孔率高，干燥强度低，烧成收缩大， 泥浆流动时的含水量多，且呈强烈触变性等特性。
3）根据可塑指数或可塑指标分类：
强可塑性粘土
中可塑性粘土 弱可塑性粘土 非可塑性粘土
指数>15或指标>3.6
指数7~15或指标2.5~3.6 指数1~7或指标<2.5 指数<1
4、提高坯料可塑性的措施
1）将坯料原矿进行淘洗，除去所夹杂的非可塑性物料， 或进行长期风化。
2）将浸润了的粘土或坯料长期陈腐。
1）富铝粘土 ；2）贫铝粘土。
（三）粘土的主要矿物类型
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。
高岭石
叶腊石
伊利石
1、高岭石类
因首先在江西景德镇东部的高岭村山头发现， 故国际上都把这种制瓷粘土称为高岭(Kaolin)土， 其主要矿物成分是高岭石(Kaolinite)和多水高岭 石。 高岭石的化学式：Al2O3•2SiO2•2H2O 多水高岭石： Al2O3· 2SiO2 · nH2O （n=4~6）
属于高岭石类的粘土矿物还有地(迪)开石
(Dickite)、珍珠陶土(Nacrite)和多水高岭石
创意粘土知识点总结大全
创意粘土知识点总结大全第一章：创意粘土的介绍1.1 创意粘土的概念和历史创意粘土是一种能够塑造各种形状和造型的材料，由塑料和颜料混合而成。
创意粘土在世界各地有着悠久的历史，最初是用于雕刻和制作陶器，后来才逐渐发展成为一种适合儿童和成人进行手工艺制作的材料。
1.2 创意粘土的特点创意粘土具有多种颜色和纹理，易于塑造，形状坚固，不易破碎，可以在干燥后保持原有的造型和颜色。
同时，创意粘土还具有可塑性和可追加性，可以按照自己的想象和创意进行塑造。
1.3 创意粘土的用途创意粘土广泛应用于手工艺制作、创意设计、教育教学和艺术表达等领域。
通过将不同的颜色和纹理的创意粘土混合使用，可以创作出各种各样的艺术品和手工作品，如雕塑、装饰品、摆件、模型等。
第二章：创意粘土的种类和特性2.1 普通创意粘土普通创意粘土是由塑料和颜料混合而成的，具有丰富的颜色和纹理，易于塑造，可以进行干燥后的涂装和装饰。
2.2 空气干燥创意粘土空气干燥创意粘土是一种不需要进行烘烤的创意粘土，可以在自然环境下进行干燥，适合儿童和家庭进行手工艺制作。
2.3 高温烧制创意粘土高温烧制创意粘土是通过高温烧制而成的，具有坚固的质地和耐高温性能，适合进行精细的雕刻和装饰。
2.4 水性创意粘土水性创意粘土是一种添加水分后可以软化，并且可以重复使用的创意粘土，适合儿童进行玩耍和创作。
第三章：创意粘土的制作与使用3.1 创意粘土的制作原料创意粘土的主要原料包括塑料和颜料，其中塑料可以是聚合物树脂、乙烯基聚合物、聚合酯、硅酮等材料，颜料则可以是天然颜料、合成颜料等。
3.2 创意粘土的制作工艺创意粘土的制作工艺包括原料混合、加热熔融、挤出成型、冷却固化等多个工序，通过这些工艺可以制作出各种类型和颜色的创意粘土。
3.3 创意粘土的使用方法创意粘土可以通过手工塑造、刻画和拼接等方式进行使用，也可以通过模具和雕刻工具进行加工和处理，通过烘烤或干燥后可以进行涂装和装饰。
第一节 粘土湿型
湿型砂的混制工艺
1.碾轮式混砂机混砂。混合和揉搓作用较 好，混制的型砂质量较高，但生产率低。 多用于面砂的混制。 2.摆轮式混砂机混砂。生产效率高，而且 在混砂机内能鼓风冷却型砂，但混制的型 砂质量较碾轮式的差，多用于机械化程度 较高的铸工车间混制单一砂和背砂。
3.叶片式泥砂机混砂。仅有混合作用而无 搓揉作用，只用于混制背砂或粘土含量 低的单一砂。
透气性的测定及表示： 目前，国内外普遍采用的气钟式及电动 式透气性测定仪，均是将标准试样让一恒压 气源经其排气，通过测定气源进入试样之前 的压力来表征试样材料透气性。测得压力值 越高说明透气性越差，反之则说明透气性好。
强 度
1.表示方法：用型砂标准试样在外力作用下 遭到破坏时的应力值（Mpa/KPa）来表示。 2.检测指标 3)湿态抗拉强度 1)湿态抗压强度 2)湿态抗剪强度 4)湿态劈裂强度 3.强度对铸件质量的影响 1) 强度不足 铸型损坏,引起砂眼或胀砂、跑火等现象。 2) 强度过高 增加湿度，降低透气性，增加生产成本， 增加加工难度。
型砂标准试样的湿压强度（104MPa）
2.韧性 1)定义：型砂抵抗外力破坏的性能。 2)影响因素： 粘土含量、含水量、粉尘和杂质含量等 3)检测标准
W0 e 100 % W
落球法或跌碎法
破碎指数e越大，表示韧性越好
光亮碳的形成与作用： 煤粉在高温下的挥发物在缺氧条件下 燃烧，热解成一层闪亮的碳膜沉积在型砂 表面，这层黑亮的碳膜就是光亮碳。 铸型中这种闪亮的碳膜是在600℃以 上，或在800℃左右由气相在铸型表面上 析出的一种微晶碳。金属与铸型之间的 光亮碳是由铁水浇入用煤粉面砂制成的 铸型时，产生的烟而形成的。
湿型砂性能要求
（一）湿度
（二）透气性 （三）强度
粘土矿物
一、粘土矿物的结构
（一）硅氧四面体与硅氧四面体晶片
• 其最基本的结构单元是 SiO4四面体，多个SiO4 四面体通过共用顶角上 的一个、二个或三个、 四个氧原子连成链状、 环状、片状或三维网状 结构。在空间重复形成 硅氧四面体晶片。
硅氧四面体晶片
硅氧四面体的六方网格结构 内切圆直径0.288 nm，硅氧四面体片的厚度0.5 nm
（三）粘土-水界面的吸附作用——离子交换吸附
1、离子交换吸附： 就是一种离子被吸附的同时从吸附剂表面顶替出等电量
的带相同电荷的另一种离子的过程。 由于粘土颗粒带负电荷，它在溶液中能吸附阳离子，进
行阳离子交换吸附。离子交换吸附是经常发生的，例如:在泥 浆 中 2Na+ 与 Ca2+ 的 交 换 吸 附 ， 又 如 饱 含 盐 水 泥 浆 pH 下 降 ， Na+与H+的交换吸附。
第一章 粘土矿物
• 粘土在钻井工艺中起着极其重要的作用，粘土的种 类和数量直接影响钻井液的性能、井眼的稳定性以 及油气层的保护。
• 粘土主要由粘土矿物（含水的硅铝酸盐）组成，呈 颗粒状，其颗粒大多数小于2μm。它在水中具有水 化性、分散性、带电性、离子交换性。这些性能对 于处理与配制钻井液都具有重要作用，是主要的配 浆用原料。
3、可变性（端面 ）正电荷 • 当粘土介质的pH值小于9时，粘土晶体端面上带正电荷，
这是因为裸露在边缘上的铝氧八面体在酸性条件下从介质 中解离出OH-:
＞Al-OH→＞Al++OH-（两性偏碱性）
粘土表面-OH的两性表现
4、净电荷数
粘土的正电荷与负电荷的代数和称为粘土晶体颗粒的净电 荷数。粘土的负电荷数一般多于正电荷，所以粘土颗粒总起来 讲是带负电荷。
1-1第一章土壤的组成与性质-矿物质
包括K、Na、Ca、Mg的碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和氯化物； 常见于干旱和半干旱地区以及滨海地区的土壤中。
2.次生氧化物类——由原生矿物风化而形成 Fe2O3 ：多见于湿热地区土壤，是土壤的重要染色物质， 因含结晶水数量不同形成多种矿物：褐红色—赤铁矿 （Fe2O3）、黄棕色—针铁矿（Fe2O3·H2O）、棕褐色— 褐铁矿（Fe2O3·nH2O）等。
2∶1型——蒙脱石类矿物，以蒙脱石、绿泥石、拜来石为代表。晶层 由两层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，晶层之间由氧键联结，氧键键 能较弱，晶层间连接松弛，层间距大且可变，遇水易膨胀，为胀缩性 矿物；因普遍具有同晶置换现象，常使矿物颗粒带有负电荷，具有较 强的吸附性、可缩性和胀缩性。
2∶1+K+型——水云母类矿物，以水云母、伊利石为代表。晶层构造 与蒙脱石类矿物相似，也由两层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，只是 在相邻晶层之间有K+存在，使晶层结合紧密，层间距缩小，遇水膨胀 受限，胀缩性较弱，同晶置换现象，可使矿物颗粒带有负电荷，其吸 附性介于高岭石类矿物和蒙脱石类矿物之间。
Al2O3 ：多见于湿热地区土壤，是铝硅酸盐矿物的风化 产物，性质极稳定，分为一水氧化铝（Al2O3·H2O）和 三水氧化铝（Al2O3·3H2O）两种类型。
MnO/MnO2 ：是原生矿物在湿热条件下高度风化或在潴 水条件下经氧化还原产生，在土壤结构表面上常呈棕、 黑色胶膜，或呈结核状存在。 SiO2 ：常见于温带森林土壤，由土壤溶液中溶解的 SiO2在酸性介质中凝聚产生，多以粉末状附着于土壤结 构表面。
基本粒级——砾石、砂粒、粉砂粒和粘粒
各粒级的矿物组成和性质
粒级 砾石 砂粒 粉粒 粘粒 粒径（mm） >1 1-0.05 0.05-0.005 <0.005 矿物组成 原生矿物 原生矿物 原生矿物 少量次生矿物 次生矿物 物理性质 肥力特性
高中化学黏土的主要成分是什么
高中化学 - 黏土的主要成分
黏土是一种常见的矿物，广泛应用于陶瓷、建筑材料、医药等领域。
在化学角度上，黏土主要由硅酸盐和氧化物组成。
硅酸盐的成分
硅酸盐是黏土的主要成分之一，其化学式为SiO2。
硅酸盐是一种具有硅元素和氧元素结合而成的化合物。
在黏土中，硅元素通过氧形成链状、层状或环状结构，使得黏土具有吸附性和膨胀性。
氧化物的成分
除了硅酸盐，黏土中还含有氧化物，例如氧化铝（Al2O3）和氧化铁
（Fe2O3）。
这些氧化物是黏土的次要成分，但对黏土的性质有重要影响。
氧化铝和氧化铁的存在可以影响黏土的颜色、硬度和稳定性。
黏土的结构
黏土的结构是由硅酸盐和氧化物的晶格排列所决定的。
黏土的微观结构呈现出层状堆积的排列方式，使得黏土具有很强的吸附性和交换性。
这种结构也赋予了黏土优良的塑性和粘附性，广泛用于陶瓷和涂料工业。
应用领域
基于黏土的主要成分，黏土在各个领域有着广泛的应用。
在陶瓷工业中，黏土被用于制作陶瓷制品，其塑性和可塑性使得制品更容易成型。
在建筑材料中，黏土常被用作砖块和瓦片的主要成分。
此外，黏土还在环境工程和医药领域有着重要作用，例如用于净化水质和药物的制备。
综上所述，高中化学中黏土的主要成分包括硅酸盐和氧化物，其结构和成分赋予了黏土独特的性质和广泛的应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
材料科学与工程学院
热液蚀变型
成因：热液作用于母岩所形成的。
高温岩浆冷凝结晶后，残余岩浆含大量挥发分和水分，当温 度进一步降低时，水分以液态存在，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。
材料科学与工程学院
材料科学与工程学院
化学组成在一定程度上反映其工艺性质：
但是干 燥后烧成收缩小。
（1）SiO2 ：若以石英状态存在的SiO2多时，粘土可塑性降低，
（2）Al2O3 ：含量多，耐火度增高，难烧结，高岭石类。
（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。 （4）K2O、Na2O：降低烧结温度，缩小烧结范围,伊利石类。 （5） CaO、MgO：降低粘土的耐火度，缩小烧结范围，过量
可使坯体起泡。
（6） H2O、有机质：可提高可塑性，但收缩大。
材料科学与工程学院
化学组成的意义
1）矿物鉴定 2）估计耐火度 3）制品的颜色 4）成型性能 5）制品在烧结中膨胀或气泡的可能性 6）示性分析
材料科学与工程学院
2、粘土的矿物组成
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。
特点：
一：蒙脱石显著的特点是能吸收大量的水，体积膨胀，如 以蒙脱石为主的膨润土其吸水后体积可膨胀20～30倍，这就是
膨润土的名称的由来。
二：离子交换能力强，晶格中的四面体层Ｓi4+部分被Ａ l3+、Ｐ5+置换。八面体层中Ａl3+被Ｍg2+、Ｆe3+、Ｚn2+、Ｌi+
等置换，使晶格中电价不平衡。晶层之间吸附阳离子如 Ｃa2+、
材料科学与工程学院
粘土的分类
按成因分： 原生粘土（一次粘土）
次生粘土（二次粘土） 两者区别： 化学组成 耐火度 成型性能
一次粘土 较纯 较高 塑性低 二次粘土 杂质含量高 较低 塑性高 按可塑性分： 高可塑性粘土 — 膨润土、球土、木节土
中等可塑性粘土 低可塑性粘土—焦宝石、瓷石、叶蜡石
按耐火度分： 耐火粘土（耐火度 > 1580 C) （细瓷等） 难熔粘土（耐火度1350～1580 C ）（瓷砖等） 易熔粘土（耐火度 < 1350 C ）（砖瓦等）
Ｎa+等，又增加了蒙脱石的离子交换能力。根据吸附离子不同 分为Ｎa蒙脱石，Ｃa蒙脱石。
材料科学与工程学院
三：膨润土可塑性大，触变厚化性强，严重影响泥浆性能。 煅烧时脱水过程长，收缩大，Ａl2Ｏ3含量低，又吸附了其它阳 离子，杂质较多。因此烧结温度低，烧后色泽差，会使坯体软 化变形，用量不宜太多，一般在５％左右。 四：随外界环境的温度和湿度而变化，引起Ｃ轴膨胀与收 缩，因此蒙脱石吸水性强，吸水后体积膨胀，容易破裂。颗粒 极细，可塑性强，干燥后强度大，干燥收缩也大，烧结温度低。
材料科学与工程学院
b．蒙脱石类 Ａl2O3· 4ＳiO2· nＨ2O（蒙脱石n>2，叶蜡石n=1）
2:1型层状结构，两端[SiO4]四面体，中间
夹一个Al－（O，OH）八面体，构成单元层。单
元层间靠O键相连，结合力较小，水分子及其它 极性分子易进入晶层中间形成层与工程学院
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。 粘土的成因是什么？ 风化残积型 热液蚀变型
沉积型
材料科学与工程学院
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(物理、化学、有机风化）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。
材料科学与工程学院
三、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）。
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。
风化残积型粘土矿床一般SiO2含量高，而A12O3含量低。
第一章 原料及预处理
原料是材料生产的基础
作用：主要是为产品结构、组成及性能提供合适的化学成 分和加工处理过程所需的各种工艺性能。
包括：天然原料、化工原料
特点：天然原料化学组成不纯，便宜；化工原料高纯度。 节约资源，物尽其用。
材料科学与工程学院
第一节 一、粘土
粘土类原料
定义：粘土是一种颜色多样，细分散的一种或者多种含 水铝硅酸盐矿物的混合体。 四个基本特征： 1、直径＜0.002mm的粘粒 2、含大量的粘土矿物 3、具有独特的物理化学—工艺性质 4、团结以后，可形成泥岩、页岩、泥板岩等半硬质岩石
材料科学与工程学院
c ．伊利石类
高岭石
叶腊石
伊利石
材料科学与工程学院
a．高岭石类 晶体结构式：Al4［Si4O10]（OH）8，1:1型层状结构硅酸盐， Si－O四面体层和Al－（O，OH）八面体层通过共用氧原子联系成
双层结构，构成结构单元层。层间以氢键相连，结合力较小，所
以晶体解理完全并缺乏膨胀性。 特点：吸附能力小，可塑性和结合性较 差，杂质少、白度高、耐火度高。
材料科学与工程学院
作用： 陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥工业的主要原料之一。 为陶瓷生产提供必需的可塑性、悬浮性和烧结性，其用量常 达40%以上。 高岭土：无碱玻璃、仪器玻璃和粘土质耐火材料。
水泥生产提供氧化硅和氧化铝，成球性能。生产1t水泥熟料
需要0.3～0.4t粘土质原料。
材料科学与工程学院
二、粘土的成因及分类
代表：苏州阳山、衡阳界碑
等地粘土矿多为热液蚀变型。
材料科学与工程学院
沉积型——二次粘土
成因：风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬
离母岩后，在低洼地方沉积而成的矿床，成为二次粘土 （也称为沉积粘土或次生粘土）。 代表：漳州黑泥、山西紫木节等粘土矿。 特点：杂质多，塑性好，干 燥强度大，收缩大，耐火度差。