陶瓷习题答案

1.陶瓷原料按工艺特性可分为哪四类原料？

一般按原料的工艺特性分为：可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料和功能性原料四大类。

2.传统陶瓷的三大类原料是什么？

答：粘土、石英、长石

3.指出粘土、粘土矿物、高岭土、高岭石的差异

答：黏土是一类岩石的总称，这有利于区分黏土、黏土矿物、高岭土、高岭石等这些名词的不同

黏土矿物：含水铝硅酸盐，组成黏土的主体，其种类和含量是决定黏土类别、工业性质的主要因素。

高岭土主要由高岭石组成的黏土称为高岭土。

4.说明原生粘土和次生粘土的特点

答：原生粘土：一次粘土，母岩风化后在原地留下来的粘土，产生的可溶性盐被水带走，因此质地较纯，耐火度高，颗粒较粗，可塑性差；

次生粘土：二次粘土、沉积粘土，由河水或风力将风化产生的粘土迁移至低洼地带沉淀所成。颗粒较细，可塑性好，夹杂其它杂质，耐火度差。

5.粘土按耐火度可分为哪几类，各自特点是什么？P17

6.粘土的化学组成主要是什么？主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水（H2O）。

分别说明氧化铝、二氧化硅、氧化铁/二氧化钛、碱金属/碱土金属氧化物、有机质对粘土烧结的影响（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。

（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.粘土中根据矿物的性质和数量可以分为哪两类？哪些是有益杂质矿物，哪些是有害杂质？

根据性质和数量分为两大类：黏土矿物和杂质矿物

有益杂质：石英、长石

有害杂质：碳酸盐、硫酸盐、金红石、铁质矿物

8.指出碳酸盐、硫酸盐对陶瓷烧结的影响

碳酸盐主要是方解石、菱镁矿；硫酸盐主要是石膏、明矾石等。一般影响不大，但以较粗的颗粒存在时。往往使坯体烧成后吸收空气中的水分而局部爆裂。

9.粘土矿物主要有哪三类？各自结构上有什么特点？试用材料分析手段说明如何鉴别高岭石、蒙脱石等

粘土矿物。a．高岭石类:高岭石属三斜晶系，常为细分散状的晶体，外形常呈六方鳞片状、粒状和杆状以及蠕虫状。二次高岭土中粒子形状不规则，边缘折断，尺寸较小。

b．蒙脱石类:蒙脱石晶体为单斜晶系，晶粒呈不规则细粒状或鳞片状，可塑性好。理论化学通式为Al2O3·4SiO2·nH2O

c．伊利石类:伊利石(Illite)类矿物是白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2 经强烈的化学风化作用而转变为蒙脱石或高岭石过程中的中间产物。

10.高岭石的理论化学式和结构特点

主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，理论化学通式是Al2O3·2SiO2·2H2O

高岭石为1:1型层状结构硅酸盐矿物，是由硅氧四面体层和铝氧八面体层通过共用的氧原子联系而成

的双层结构，从而构成高岭石晶体的基本结构单元层。

11.蒙脱石的理论化学通式？为什么膨润土容易膨胀？

蒙脱石晶体为单斜晶系，晶粒呈不规则细粒状或鳞片状，可塑性好。理论化学通式为Al2O3·4SiO2·nH2O 两个结构单元层之间以分子间力连结，结构较松散，在外力或极性水分子的作用下层间会产生相对运动而膨胀或剥离。水分子或其它有机分子可以进入层间，可膨胀20~30倍！具有强吸水膨胀性、高分散性、悬浮性、触变性、润滑性和吸附性等

12.粘土的工艺性能有哪几类？1. 可塑性2. 结合性3. 离子交换性4. 触变性5. 膨胀性6. 收缩7. 烧结性

能8. 耐火度

13.粘土的颗粒大小对成型、烧结和制品性能有何影响

由于细颗粒的比表面积大，其表面能也大，因此当黏土中的细颗粒愈多时，其可塑性愈强，干燥收缩愈大，干后强度愈高，而且烧结温度低，烧成的气孔率亦小，从而有利于制品的力学强度、白度和半透明性的提高。

14.如何表征粘土的可塑性？怎么改变浆料的可塑性？

可塑性是指黏土粉碎后用适量的水调和、混练后捏成泥团，在一定外力的作用下可以任意改变其形状而不发生开裂，除去外力后，仍能保持受力时的形状的性能。

15.如何表征粘土的离子交换性能表征方法：交换容量，100g干黏土能够交换的离子量。

16.粘土的触变性是指什么？产生的原理？举例说明在生产中如管道输送、注浆成型的应用。

黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加，静置后又能逐渐恢复原状。反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化现象。上述情况可以重复无数次。黏土的上述性质统称为触变性，也称为稠化性。

本质：黏土颗粒表面电荷与水形成的网络结构

含水率提高，温度升高，均能减弱网络结构，减小触变性

表征：稠化度，泥料的黏度变化之比或者剪切应变变化的百分数

触变性过小，生坯强度不够，影响成型、脱模和修坯质量；触变性太大，泥浆在管道运输困难，生坯容易变形

17.高岭土磨细会产生膨胀，蒙脱石吸水也发生膨胀，二者的差异？

答：高岭石为1:1型层状结构硅酸盐矿物，是由硅氧四面体层和铝氧八面体层通过共用的氧原子联系而成的双层结构，从而构成高岭石晶体的基本结构单元层。其晶体结构与高岭石的不同之处在于晶层间填充着按一定取向排列层间水分子，，因而沿c轴方向晶格常数增大，层间水能抵消大部分氢键结合力，使得晶层只靠微弱的分子键相连，使水分子进入层间形成层间水，使其膨胀

蒙脱石是2：1层状结构，两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体两个结构单元层之间以分子间力连结，结构较松散，在外力或极性水分子的作用下层间会产生相对运动而膨胀或剥离。水分子或其它有机分子可以进入层间，可膨胀20~30倍！具有强吸水膨胀性

18.一个长度100mm的生坯，干燥线收缩5%，烧成线收缩10%，体积收缩多少？

19.对两种粘土，试判断哪种粘土的可塑性好，哪种粘土的耐火度高？