单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,第 二篇,陶瓷制备工艺,土与火的艺术,2,原料,加工,混料,(造粒),成型,干燥,烧成,配料,(施釉),陶瓷生产的工艺过程,3,陶瓷原料在一定程度上决定了陶瓷的工艺选择范围,也决定了陶瓷的质量陶瓷所用的原料主要来自天然硅酸盐矿物或岩石风化物这些资源在地壳中分布广泛,取之不尽、用之不竭第一章陶瓷原料,4,原料三类,可塑性原料:,粘土,作用,:,赋坯体以塑性与注浆成形性能,瘠性原料:,石英,作用,:,可降低坯料的粘性,防止高温变形,冷却后在坯体中起骨架作用熔剂原料:,长石,作用,:,在高温下熔融后可溶解一部分石英及高岭土分解产物,熔融后的高粘度玻璃可以起到高温胶结作用5,粘土类,石英,类,长石,类,新型原料(氧化物、碳化物、氮化物),传统原料,6,1.,粘土类原料,粘土,(,clay,),是一种含水铝硅酸盐矿物,,具有独特的可塑性和结合性,,调水后能塑造成形,,烧后变得致密坚硬,是最经典的陶瓷原料颜色多样、,其矿物粒径一般小于,2,m.,7,(1).,风化残积型,:,指,深成的,岩浆岩,(如花岗岩、伟晶岩、长英岩等),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。
多成为,优质高岭土,的主要矿床类型一般称为,一次粘土,(,残留粘土或原生粘土,)1.1.,粘土的 分类,(,按成因,),8,(2).,沉积型粘土,:,是指风化了的粘土矿物借自然动力(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,9,(3).,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10,主要,化学成分,为,:,SiO,2,、,A1,2,O,3,和结晶水(,H,2,O,)风化残积型粘土矿床一般,SiO,2,含量高,而,A1,2,O,3,含量低1.2.,粘土的,化学,组成与结构,11,1.3,粘土的矿物类型,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,12,a,高岭石类(,Kaolinite,),主要由高岭石组成的粘土称为高岭土目前世界上有,60,多个国家和地区拥有高岭土资源,美国、英国、巴西、乌克兰、中国是世界最主要的高岭土生产国,其产量占世界总产量的,78,。
中国是高岭土资源十分丰富的,国家,矿质优良、成因类型齐全,主要产地有,江苏,苏州、湖北均县、,四川,叙永县等地高岭石族矿物包括,高岭石、地开石、珍珠陶土和多水高岭石,等13,高岭土陶瓷原料,是一种主要由高岭石组成的粘土因首先发现于江西省景德镇东北的高岭村而得名它的化学实验式为:,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,,,重量的百分比依次为:,39.50%,、,46.54%,、,13.96%,纯净高岭土为致密或松疏的块状,外观呈白色、浅灰色被其他杂质污染时,可呈黑褐、粉红、米黄色等,具有滑腻感,易用手捏成粉末,煅烧后颜色洁白,耐火度高,是一种优良的制瓷原料14,高岭土的加工大多采用湿法矿石,经破碎、洗矿、浆化、除砂、分级、精选、漂白、过滤,最后经,喷雾干燥,得产品,15,b,蒙脱石类,(,Montmorillonite,),16,c,伊利石类,伊利石是,白云母,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包括水云母、绢云母、绿鳞石和海绿石等,具有较大可塑性、助熔性、悬浮性、附着性可作为高岭土、长石使用17,1.4,粘土的工艺性质,1).,可塑性,可塑性是指粘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,。
可塑性是塑性成形的基础2).,结合性,是指粘土具有粘结非塑性材料的能力,即使成型后的砖坯能保持其形状,且具有一定的机械强度的性能18,3,),粘土的颗粒度,一般粘土的颗粒在,1,纳米,5,微米之间,大部分在,2,微米以下,重量,20%,的粘土颗粒直径在,1,微米以下4,),粘土的吸附性,粘土颗粒能从周围介质中吸附气态物质、液态物质、有机物质等各种色素的能力称为粘土的吸附性粘土的吸附性与它的矿物组成和分散性有关,蒙脱石粘土的吸附性最强19,5,),干燥收缩和烧成收缩,塑性泥料干燥后,因水份蒸发,空隙减少,颗粒之间的距离缩短而产生的体积收缩称为干燥收缩烧成以后,由于粘土中产生液相填充在空隙中,以及某些结晶物质生成,又使体积进一步收缩,称为烧成收缩20,6).,触变性(稠化性),粘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粘土的上述性质统称为触变性,也称为稠化性21,1.5,粘土在陶瓷生产中的作用,1.),粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础2.),粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定,性。
3.),粘土一般呈细分散颗粒,同时具有结合性这可在坯料中结合其他瘠性料并具有一定的干燥强度有利于坯体的成型加工4.),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莫来石为非定组成的计量型化合物,在,Al,2,O,3,-SiO,2,系中,Al,2,O,3,/SiO,2,摩尔比介于,2:1,和,1:1,之间的连续型固溶体,22,2,石英类原料,(Quartz),二氧化硅(,SiO,2,)在地壳中的丰度约为,60,石英占瓷坯体配方中,20,30,含二氧化硅的矿物种类,很多,部分以,硅酸盐,化合物的状态存在,构成各种矿物、岩石另一部分则以,独立状态,存在,成为单独的矿物实体,其中,结晶态二氧化硅统称为石英,23,由于经历的,地质作用,及,成矿条件,不同,石英呈现多种状态,并有不同的纯度a.,水晶,(,巴西是个水晶王国,80%,、江苏连云港东海,),b.,脉石英,c.,砂岩(硅质),d.,石英岩,e.,石英砂,f.,燧石、硅藻土,2.1,石英矿石的种类,24,莫氏硬度,:,滑石,2.,石膏,3.,方解石,4.,萤石,5.,磷灰石,6.,正长石,7.,石英,8.,黄玉,9.,刚玉,10.,金刚石,密度:,2.649g/cm,3,;,熔点:,1750,化学性能稳定,:,不受强酸的腐蚀,在一般情况下不溶解于水,不产生潮解,但石英晶体在氢氟酸和水玻璃中能够溶解。
微溶于,KOH,溶液25,2.3,石英在陶瓷生产中的作用,1.),石英是瘠性原料,可对泥料的可塑性起调节作用2.),提供了生坯中水分快速排出的通道,可缩短干燥时间,减少干燥收缩3,)在烧成过程中石英的加热膨胀,可部分补偿坯体收缩;,4,)高温时部分石英溶于液相,从而增加熔体粘度,增进抗变形能力;,5,)未熔化的石英则与莫来石构成架,防止弯曲、变形等,使瓷器具有机械强度,增加瓷器透光度和白度26,2.4,陶瓷工业对石英类原料的质量要求,在陶瓷工业石英类原料一般要求二氧化硅含量大于,97,,氧化铁和二氧化钛小于,0.5,,杂质成分愈少愈好不论块状、砂状或粉状矿石,经,1350,煅烧后要求色洁白或无色27,3,长石类原料(,feldspar,),长石是一种瘠性原料,;,长石是陶瓷生产中的主要,熔剂性原料,,一般用作,坯料、釉料、色料熔剂,等的基本成分,用量较大,是日用陶瓷的三大原料之一长石掺入量视矿石化学成分及配方而异,一般胎料加入,20,30,,釉料中加入,35,50,28,3.1,长石的种类和性质,钠长石,(,Ab,),钾长石,(Or),钙长石,(An),钡长石,(,Cn,),辽宁海城,湖南平江,山西祁县,包头长石等,29,3.2,长石在陶瓷生产中的作用,1.,烧成前,它在坯体中起降低可塑性,减少坯体收缩,缩短干燥时间,;,2.,在烧成中,它起熔剂作用,形成粘度较大的玻璃物质,降低制品的烧成温度,可以起到高温热塑作用与高温胶结作用,防止高温变形,;,3.,增加陶瓷胎体的致密度和半透明度,提高光泽与透明度,改善瓷的外观质量与使用效能。
30,传统原料,:,粘土类、石英,类、,长石,类,新型原料(化工原料):(氧化物、,碳化物、氮化物),。