陶瓷生产技术卫生陶瓷的原料及工艺流程PPT课件

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料在坯体中的作用 卫生陶瓷坯料有多种多样，但主 要原料可分为粘土、长石、石英三大类。
❖ 粘土
❖ 粘土是一种含水铝硅酸盐产物，是由地壳中含长石类岩石 经过长期风化和地质的作用而生成的，一种颜色多样、细 分散的多种含水硅铝酸盐矿物的混合体。
❖ 当它与水拌和后具有一定的可塑性，可塑造成各种形状， 干燥后能够保持其形状不变，且具有一定的机械强度，而 煅烧后能够具有岩石般坚硬的性质。
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2.1 卫生陶瓷的原料及工艺流程
❖ 泥浆中各种化学成份在坯料中的作用
❖ 卫生陶瓷坯料的化学组成对烧成工艺和制品的质量有着重 要的影响，各种原料的化学组成有很大的差别，但其中起 主要作用的化学成份是：SiO2、Al2O3、K2O和Na2O、 CaO、MgO、Fe2O3、TiO2和烧失量。它们之间既有特性 又有共性，相互作用，相互联系。
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❖ Al2O3
❖ 三氧化二铝是中性氧化物，也是坯料中的主要化 学成份。由粘土和长石引入，在坯料中的含量一 般为19～28%，其中一部份在高温下与SiO2生成 莫来石晶体，另一部分熔于熔体中以玻璃相存在， Al2O3可以提高瓷坯的白度、化学稳定性、热稳 定性、机械强度等。但含量过高会提高烧成温度， 甚至使制品瓷化不完全；含量过少会使制品烧成 温度降低和烧成范围变窄，使产品容易变形和热 稳定性变差。
粘土的种类不同，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。有的粘土疏松柔软且可在水中自然分散，有的粘土则 呈致密坚硬的块状。
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❖ 根据生成情况，粘土可分为原生粘土（Primary clay）和次生粘土 （Secondary clay），原生粘土是指长石经风化后生成高岭土及其 他含水硅酸盐矿物、石英等，未完全风化的碎屑残留原地，而可溶 性盐类则被溶解；次生粘土是由原生粘土在自然动力条件下转移到 其他地方再次结晶的粘土。
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陶瓷生产技术
赵营刚
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第二章 卫生陶瓷生产技术及原理
❖ 主要内容 ❖ 2.1 卫生陶瓷的原料及工艺流程 ❖ 2.2 卫生陶瓷的泥浆制备 ❖ 2.3 卫生陶瓷的釉料制备 ❖ 2.4 卫生陶瓷的成型 ❖ 2.5 卫生陶瓷的干燥 ❖ 2.6 卫生陶瓷的施釉及装饰 ❖ 2.7 卫生陶瓷的烧成、隧道窑及冷加工 ❖ 2.8 卫生陶瓷的性能测试 ❖ 2.9 辊道窑 ❖ 2.10 梭式窑
❖ SiO2
❖ 二氧化硅是酸性氧化物，是坯料的主要成份，由石英、长 石、粘土等原料引入，含量一般在60～70%之间，其中一 部分SiO2在高温下与Al2O3生成莫来石晶体，与半安定方 石英、残余石英一起形成坯体的骨架，提高制品的白度和 机械强度，另一部分SiO2则与碱金属氧化物在高温下熔融 生成玻璃，增大高温粘度，增强抵抗变形的能力。如果坯 料中的SiO2含量过多，则会形成过多的游离石英，降低制 品的热稳定性和机械强度，同时使产品的开裂增多；反之 如果坯料中的SiO2含量过少，则有可能使产品瓷化不完全 或发生变形
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❖ Fe2O3
❖ Fe2O3的着色能力较强，还有助熔作用，影响制 品的白度、烧成温度和外观质量，一般要求 Fe2O3的含量应控制在1.5%以下。
❖ TiO2
❖ TiO2的着色能力比Fe2O3更强，危害更大，一般 含量应控制在0.8%以下。
❖ 烧失量
❖ 烧失量是指坯体在烧成过程中所排出的结晶水、 碳酸盐分解放出CO2、硫酸盐分解放出SO3，以 及有机杂质被氧化排除的总的质量损失，如坯体 的烧失量大，则总收缩也大，容易产生开裂、变 形、针孔等缺陷，一般烧失量应控制在8%以下， 必要时可将部分粘土预烧或使用少量废瓷粉，以 减少烧失量和坯体收缩。
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❖ K2O和Na2O
❖ 氧化钾和氧化钠是碱金属氧化物，是瓷坯中的主 要熔剂，由长石引入，有时也由瓷土或瓷石引入， 它们能熔解部分的SiO2和Al2O3生成玻璃相，填 充于坯体骨架的空隙中，使制品烧结。当K2O和 Na2O含量过多时，能明显降低坯体的烧成温度， 使制品容易变形和热稳定性变差；而含量过少时， 则产生的玻璃相减少，制品不易烧结。一般K2O 和Na2O总量应控制在5%以下，其中Na2O的含 量应在1%以下。
❖ 粘土具有颗粒细、可塑性强、结合性好，触变性过度，收 缩适宜，耐火度高等工艺性能，因而，粘土是成为瓷器的 基础。它主要有瓷土、陶土和耐火土粘土等三类，据矿物 的结构与组成的不同，陶瓷工业所用粘土中的主要粘土矿 物有高岭石类、蒙脱石类和伊利石（水云母）等三种，另 外还有较少见的水铝石。
❖ 粘土矿物的两种基本构造单位为硅一氧四面体和铝一氧八 面体
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❖ CaO
❖ CaO是碱土金属氧化物，在坯体中起助熔作用， 一般情况下不是特别引入的，含量应控制在0.8% 以下，含量太高会使烧成范围变窄，出现针孔、 烟熏、发黄等缺陷。
❖ MgO
❖ MgO也是一种碱土金属氧化物，由滑石或镁质粘 土引入，它能降低制品的烧成温度，提高制品的 白度。由于MgO的热膨胀系数较小，能促进坯釉 中间层的生成，改善制品的热稳定性，但含量过 多时容易引起釉面龟裂，一般含量应控制在1.5% 以下。
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2. 热液蚀变型：高温岩浆冷凝结晶后，残余岩浆中含有大量的挥发分及水， 温度进一步降低时，水分则以液态存在，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，如苏州阳山、衡阳界牌土。
3. 沉积型粘土矿床：是指风化了的粘土矿物借雨水或风力的搬运作用搬离 原母岩后，在低洼的地方沉积而成的矿床，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。
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粘土类原料
（一）粘土的成因与产状
粘土（clay）是一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合 体，其矿物粒径一般小于2 µm，主要由粘土矿物以及其它一些杂质矿物组成。
粘土的成因：
1. 风化残积型：指深成的岩浆岩（如花岗岩、伟晶岩、长英岩等） 在原地风化后即残留在原地，多成为优质高岭土的主要矿床类型。 风化型粘土矿床主要分布在我国南方(如景德镇高岭村、晋江白安、 潮州飞天燕等地），一般称为一次粘土（也称为残留粘土或原生粘 土）。