1、第一章第一章 原料原料第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料 原料是制備無機非金屬資料制品的根底，陶瓷制品的性質(zhì)不僅與工藝過程有關(guān)，而且與原料有關(guān)。1 1 原料是根底原料是根底原料原料構(gòu)造構(gòu)造工藝工藝內(nèi)因內(nèi)因外因外因第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料2 2 選用原料的本卷須知選用原料的本卷須知 質(zhì)量達標不是越純越好質(zhì)量達標不是越純越好 儲量要大保證長期供應(yīng)儲量要大保證長期供應(yīng) 性能穩(wěn)定穩(wěn)定壓倒一切性能穩(wěn)定穩(wěn)定壓倒一切 運輸方便防止等米下鍋運輸方便防止等米下鍋 本錢要低當(dāng)?shù)卦蟽?yōu)先本錢要低當(dāng)?shù)卦蟽?yōu)先第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料 3 3 原料的分類原料的分類據(jù)原料的獲得方式：天然礦

2、物原料，化工原料、合成原料。據(jù)原料的獲得方式：天然礦物原料，化工原料、合成原料。據(jù)工藝特性：可塑性原料，非可塑性原料瘠性，據(jù)工藝特性：可塑性原料，非可塑性原料瘠性， 熔劑性原料。熔劑性原料。據(jù)運用用途：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。據(jù)運用用途：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。據(jù)礦物組成：粘土質(zhì)原料，硅質(zhì)原料，長石質(zhì)原料，據(jù)礦物組成：粘土質(zhì)原料，硅質(zhì)原料，長石質(zhì)原料， 鈣質(zhì)原料，鎂質(zhì)原料等。鈣質(zhì)原料，鎂質(zhì)原料等。第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料天然礦物原料粘土類粘土類長石類石英類石英類鈣質(zhì)類其他礦物類第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料一、粘土類原料一、粘土類原料1.1.定義定義 粘土

3、粘土clayclay是自然界中硅酸鹽巖石經(jīng)是自然界中硅酸鹽巖石經(jīng)長期風(fēng)化作用而構(gòu)成的疏松狀或膠狀密實長期風(fēng)化作用而構(gòu)成的疏松狀或膠狀密實的塊狀礦物，是多種微細礦物和雜質(zhì)的混的塊狀礦物，是多種微細礦物和雜質(zhì)的混合體。合體。 特點：特點：a.a.顏色：多色顏色：多色紅、白、黃、黑、灰等。紅、白、黃、黑、灰等。b.b.外形：片狀、管狀、球狀、六角鱗片狀等。外形：片狀、管狀、球狀、六角鱗片狀等。c.c.大?。毫酱笮。毫?m1580 C)： 較純，雜質(zhì)少瓷器、耐火資料 難熔粘土耐火度01580 C ： 雜質(zhì)1015炻器、陶器等 易熔粘土耐火度0 C ： 大量雜質(zhì)建筑磚瓦和粗陶第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原

4、料天然礦物原料4.4.組成組成 粘土的性能取決于粘土的組成：化學(xué)組粘土的性能取決于粘土的組成：化學(xué)組成、礦物組成和顆粒組成。成、礦物組成和顆粒組成。1 1粘土的化學(xué)組成粘土的化學(xué)組成u主要化學(xué)成分為主要化學(xué)成分為SiO2SiO2、A12O3A12O3和結(jié)晶水和結(jié)晶水H2OH2O。 u含有少量的含有少量的 堿金屬氧化物堿金屬氧化物K2OK2O、Na2ONa2O，u 堿土金屬氧化物堿土金屬氧化物 CaOCaO、MgOMgO，以及，以及u 著色氧化物著色氧化物Fe2O3Fe2O3、TiO2TiO2等。等。 u有灼減量化合水、有機物、碳酸鹽、硫酸鹽等。有灼減量化合水、有機物、碳酸鹽、硫酸鹽等。 分解、

5、揮發(fā)第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料 i2： 含量多可塑性低收減少 l23：含量高耐火度高難于燒結(jié)高嶺石類 e23 ，i2：使坯體著色，隨含量添加顏色加深； a、g：降低粘土的耐火度，減少燒結(jié)范圍，過量可使 坯體起泡 2，a2：含量高燒結(jié)溫度較低 I L： 有機雜質(zhì)較多灼減量大，粘土顏色深，吸水性強， 可塑性好，枯燥強度大，但收縮也大。 根據(jù)化學(xué)組成，可初步估計出粘土的礦物組成、根據(jù)化學(xué)組成，可初步估計出粘土的礦物組成、粘土耐火度的高低、粘土的顏色及工藝性能等。粘土耐火度的高低、粘土的顏色及工藝性能等。第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料粘土礦物粘土礦物高嶺石類高嶺石類Al2O3.2S

6、iO2.2H2O包括高嶺石、包括高嶺石、多水高嶺石等多水高嶺石等蒙脫石類蒙脫石類 Al2O3.4SiO2.nH2O 包括蒙脫石、包括蒙脫石、葉蠟石等葉蠟石等伊利石類伊利石類K0.1(Si, Al)4O10(OH)2.nH2O也稱水云母類也稱水云母類 2 2礦物組成礦物組成 粘土是多礦物組成的混合物，含有二種或二種以上的粘土是多礦物組成的混合物，含有二種或二種以上的粘土礦物和在構(gòu)成過程中由于風(fēng)化不完全或在沖刷漂移過粘土礦物和在構(gòu)成過程中由于風(fēng)化不完全或在沖刷漂移過程中混入其它雜質(zhì)礦物。程中混入其它雜質(zhì)礦物。粘土礦物粘土礦物高嶺石類高嶺石類Al2O3.2SiO2.2H2O包括高嶺石、包括高嶺石、多

7、水高嶺石等多水高嶺石等蒙脫石類蒙脫石類 Al2O3.4SiO2.nH2O 包括蒙脫石、包括蒙脫石、葉蠟石等葉蠟石等伊利石類伊利石類K0.1(Si, Al)4O10(OH)2.nH2O也稱水云母類也稱水云母類 粘土礦物粘土礦物高嶺石類高嶺石類Al2O3.2SiO2.2H2O包括高嶺石、包括高嶺石、多水高嶺石等多水高嶺石等蒙脫石類蒙脫石類 Al2O3.4SiO2.nH2O 包括蒙脫石、包括蒙脫石、葉蠟石等葉蠟石等第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料u定義：指粘土中含不同大小顆粒的百分含量定義：指粘土中含不同大小顆粒的百分含量( (體積百分比體積百分比 u 或質(zhì)量分數(shù)或質(zhì)量分數(shù) u意義：可初步判別

8、工藝性能：顆粒越小，可塑性越大，意義：可初步判別工藝性能：顆粒越小，可塑性越大，枯燥收縮越大，枯燥后強度高，燒結(jié)溫度低，易變形。枯燥收縮越大，枯燥后強度高，燒結(jié)溫度低，易變形。u 可初步判別礦物類型：粘土礦物粒徑小于可初步判別礦物類型：粘土礦物粒徑小于2 2微米，微米，非粘土礦物大于非粘土礦物大于2 2微米，多數(shù)在微米，多數(shù)在101060 60 微米。微米。判別判別粘土非粘土及相對含量。粘土非粘土及相對含量。u 判別粘土本身礦物類型：高嶺土類粗，蒙脫石、判別粘土本身礦物類型：高嶺土類粗，蒙脫石、伊利石類粘土細。伊利石類粘土細。 3 3顆粒組成顆粒組成第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料方法或

9、儀器方法或儀器基本原理基本原理 測定范圍測定范圍m m 特特 點點 ）通過一組篩子將樣品分級，通過一組篩子將樣品分級，稱重各粒級，可得粒度重量稱重各粒級，可得粒度重量累積分布累積分布 38 381000 1000 方法簡單、快速，但精方法簡單、快速，但精確度低；可得平均粒徑確度低；可得平均粒徑和粒度分布和粒度分布 移液管法移液管法（沉降法）（沉降法） 分散在沉降介質(zhì)中的樣品顆分散在沉降介質(zhì)中的樣品顆粒的沉降速度是顆粒大小的粒的沉降速度是顆粒大小的函數(shù)，通過測定分散體因顆函數(shù)，通過測定分散體因顆粒沉降而發(fā)生的濃度變化，粒沉降而發(fā)生的濃度變化，測定顆粒大小和粒度分布測定顆粒大小和粒度分布 1 11

10、00 100 儀器便宜，方法簡單，儀器便宜，方法簡單，應(yīng)用廣。缺點是測定時應(yīng)用廣。缺點是測定時間長，分析、計算工作間長，分析、計算工作量很大量很大 根據(jù)夫瑯和費衍射原理測定根據(jù)夫瑯和費衍射原理測定顆粒粒度和粒度分布顆粒粒度和粒度分布 2 2176 176 自動化程度高、操作簡自動化程度高、操作簡單、測定速度快、重復(fù)單、測定速度快、重復(fù)性好、可用于在線粒度性好、可用于在線粒度分析分析 X X射線透過法射線透過法 測定因分散濃度變化引起的測定因分散濃度變化引起的濁度變化，測定樣品的粒度濁度變化，測定樣品的粒度分布分布 0.1 0.1100 100 自動測定，數(shù)據(jù)不需處自動測定，數(shù)據(jù)不需處理便可得到

11、分布曲線，理便可得到分布曲線，可用于在線粒度分析可用于在線粒度分析 u 顆粒組成顆粒組成測定方法測定方法 規(guī)范篩規(guī)范篩 篩分法篩分法激光粒度激光粒度分析儀分析儀第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料目是個數(shù)量概念，是25.4mm長度上的網(wǎng)孔個數(shù)。 目是個數(shù)量概念，是25.4mm長度上的網(wǎng)孔個數(shù)。 第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料1可塑性2結(jié)合性3離子交換性4觸變性5收縮6燒結(jié)性能第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料1 1可塑性可塑性定義：粘土與適量的水混煉后構(gòu)成泥團，在外力作用定義：粘土與適量的水混煉后構(gòu)成泥團，在外力作用下泥下泥 團發(fā)生變形而不開

12、裂，當(dāng)外力解除后，仍能堅團發(fā)生變形而不開裂，當(dāng)外力解除后，仍能堅持其持其 外形不變，這種性質(zhì)稱為可塑性。外形不變，這種性質(zhì)稱為可塑性。第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料 可塑性限制塑限可塑性限制塑限W1W1：粘土或坯料由粉末形狀進入：粘土或坯料由粉末形狀進入塑性形狀時的含水量。塑性形狀時的含水量。 液性限制液限液性限制液限W2W2：粘土或坯料由塑性形狀進入流：粘土或坯料由塑性形狀進入流動形狀時的含水量。動形狀時的含水量。第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料可塑性目的可塑性目的: : 在任務(wù)水分下，粘土或坯料受外在任務(wù)水分下，粘土或坯料受外力作用最初出現(xiàn)裂紋時應(yīng)力與應(yīng)變的乘積。力作用最初出

13、現(xiàn)裂紋時應(yīng)力與應(yīng)變的乘積。 可塑性目的可塑性目的反映粘土的成型性能反映粘土的成型性能一定的含一定的含水率水率根據(jù)粘土可塑指數(shù)或可塑目的大小可將其分為以下幾類：根據(jù)粘土可塑指數(shù)或可塑目的大小可將其分為以下幾類：強塑性粘土：指數(shù)強塑性粘土：指數(shù)1515或目的或目的3.63.6中塑性粘土：指數(shù)中塑性粘土：指數(shù) 7 71515，目的，目的 2.52.53.63.6弱塑性粘土：指數(shù)弱塑性粘土：指數(shù) l l 7 7，目的，目的 2.52.5非塑性粘土：指數(shù)非塑性粘土：指數(shù)1Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+ +Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+

14、陰離子取代才干陰離子取代才干 ： OH-CO32-P2O74-CNS-I-Br-Cl-NO3-F-OH-CO32-P2O74-CNS-I-Br-Cl-NO3-F-SO42- SO42- 表示方法：離子交換才干用交換容量來表示，表示方法：離子交換才干用交換容量來表示，100g100g干粘干粘土所吸附可以交換的陽離子或陰離子的量。土所吸附可以交換的陽離子或陰離子的量。 單位：單位：m molm mol100g100g第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料影響離子交換才干的要素：影響離子交換才干的要素：離子性質(zhì)：離子性質(zhì)：粘土礦物的種類：蒙脫石伊利石高嶺石粘土礦物的種類：蒙脫石伊利石高嶺石構(gòu)造構(gòu)造決

15、議決議粘土礦物的有序度及分散度：粘土礦物的有序度及分散度： 有序度高那么交換才干差；有序度高那么交換才干差；吸附在外表吸附在外表 分散度大那么交換才干高：分散度大那么交換才干高：顆粒越細，斷顆粒越細，斷鍵多鍵多有機物質(zhì)的含量：活性基因有機物質(zhì)的含量：活性基因-OH-OH，-COOH-COOH具有吸附陽具有吸附陽離子的才干。離子的才干。粘土礦物結(jié)晶程度：結(jié)晶程度差，存在類質(zhì)同晶置粘土礦物結(jié)晶程度：結(jié)晶程度差，存在類質(zhì)同晶置換，交換才干強。換，交換才干強。 第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料4 4觸變性觸變性定義：定義： 粘土泥漿或可塑泥團遭到振動或攪拌時，粘度粘土泥漿或可塑泥團遭到振動或攪拌

16、時，粘度會降低而流動性添加，靜置后能恢復(fù)原來形狀。會降低而流動性添加，靜置后能恢復(fù)原來形狀。 反之，泥料放置一段時間后，在維持原有水分反之，泥料放置一段時間后，在維持原有水分的情況下會添加粘度，出現(xiàn)變稠和固化景象。這的情況下會添加粘度，出現(xiàn)變稠和固化景象。這種性質(zhì)統(tǒng)稱為觸變性。種性質(zhì)統(tǒng)稱為觸變性。第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料產(chǎn)生觸變性的緣由：產(chǎn)生觸變性的緣由：粘土片狀顆粒的活性邊面上尚殘留少量電荷未被完粘土片狀顆粒的活性邊面上尚殘留少量電荷未被完全中和，以致構(gòu)成部分邊邊或邊面結(jié)合，使粘全中和，以致構(gòu)成部分邊邊或邊面結(jié)合，使粘土顆粒之間常組成封鎖的網(wǎng)絡(luò)狀構(gòu)造。土顆粒之間常組成封鎖的網(wǎng)絡(luò)

17、狀構(gòu)造。大量的自在水被分隔和封鎖在網(wǎng)絡(luò)的空隙中，使整大量的自在水被分隔和封鎖在網(wǎng)絡(luò)的空隙中，使整個粘土水系統(tǒng)好似水分減少，粘度添加，變稠及個粘土水系統(tǒng)好似水分減少，粘度添加，變稠及固化景象固化景象網(wǎng)絡(luò)狀構(gòu)造是疏松和不穩(wěn)定的，當(dāng)稍有剪切力的作網(wǎng)絡(luò)狀構(gòu)造是疏松和不穩(wěn)定的，當(dāng)稍有剪切力的作用或振動時，網(wǎng)絡(luò)即被破壞，又呈流動形狀。用或振動時，網(wǎng)絡(luò)即被破壞，又呈流動形狀。第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料 表征：觸變性的大小用稠化度或厚化度來表示表征：觸變性的大小用稠化度或厚化度來表示 (1) (1)泥漿厚化度：泥漿的厚化度以泥漿厚化度：泥漿的厚化度以100ml100ml的泥漿靜置的泥漿靜置30mi

18、n30min和和30s30s后其相對粘度之比表示。后其相對粘度之比表示。 泥漿厚化度泥漿厚化度30min30min30s30s 30min100ml30min100ml泥漿靜置泥漿靜置3030分鐘后由恩式粘度計中流出的時間分鐘后由恩式粘度計中流出的時間 30s 100ml30s 100ml泥漿靜置泥漿靜置3030秒鐘后由恩式粘度計中流出的時間秒鐘后由恩式粘度計中流出的時間(2)可塑泥團的厚化度：靜置一段時間后，球體或錐體壓入泥團達一定深度時剪切強度添加的百分數(shù)。 泥團厚化度1 -001000泥團開場接受的負荷,g 1泥團靜置一定時間后，球體或圓錐體壓力一樣深度時，泥團接受的負荷,g第一節(jié)第一節(jié)

19、 天然礦物原料天然礦物原料5 5收縮收縮根本概念：枯燥收縮根本概念：枯燥收縮 、燒成收縮和總收縮、燒成收縮和總收縮緣由：緣由：粘土泥料在粘土泥料在: : 枯燥時，顆粒的水化膜水分排出，使顆粒靠攏枯燥時，顆粒的水化膜水分排出，使顆粒靠攏- -枯枯燥收縮；燥收縮； 煅燒時，發(fā)生的物理化學(xué)變化，使顆?？繑n煅燒時，發(fā)生的物理化學(xué)變化，使顆粒靠攏- -燒成燒成收縮。收縮。成型試樣成型試樣: : 經(jīng)枯燥、煅燒后的尺寸總變化經(jīng)枯燥、煅燒后的尺寸總變化- -總收縮?？偸湛s。 表示方法：線收縮率與體積收縮表示方法：線收縮率與體積收縮SVSV率。率。第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料(1)線收縮率：制品的長度

20、變化百分率 -100%試樣成型后的原始尺寸長度試樣枯燥后或燒成后的長度(2)體積收縮率：制品的體積變化百分率 SV V V V 100%V試樣成型后的原始體積 V試樣枯燥后或燒成后的體積留意：留意： 枯燥線收縮以成型后試樣的長度為基準；枯燥線收縮以成型后試樣的長度為基準； 燒成線收縮是以枯燥后試樣的長度為基準；燒成線收縮是以枯燥后試樣的長度為基準； 總收縮不等于枯燥線收縮與燒成線收縮之和。總收縮不等于枯燥線收縮與燒成線收縮之和。第一節(jié)第一節(jié) 天然礦物原料天然礦物原料(6) (6) 燒結(jié)性能及耐火度燒結(jié)性能及耐火度定義：定義：燒結(jié)性能：燒結(jié)過程中表現(xiàn)出的各種物理變化及性能。燒結(jié)性能：燒結(jié)過程中表現(xiàn)出的各種物理變化及性能。耐火度：粘土原料抵抗高溫作用不致熔化的才干。耐火度：粘土原料抵抗高溫作用不致熔化的才干。表征方法：表征方法： 燒結(jié)性：氣孔率、吸水率、體積密度、收縮率燒結(jié)性：氣孔率、吸水率、體積密度、收縮率 耐火度：或根據(jù)化學(xué)成分計算耐火度：或根據(jù)化學(xué)成分計算Al2O3-Al2