陶瓷工艺学粘土原料
陶瓷工艺学第2章-原料课件
第二章 原料
2.3、长石类原料
— 、长石的种类
1、钾长石 2、钠长石 3、钙长石 4、钡长石
K2O·Al2O3·6SiO2 ； Na2O·Al2O3·6SiO2 ； CaO·Al2O3·2SiO2 ； BaO·Al2O3·2SiO2 ；
第三篇 陶瓷工艺学
钾长石
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
二、长石的作用
二、粘土的组成
粘土的组成包括化学组成、矿物组成和颗粒组成。 1、 化学成分 (1) SiO2：40~78%
SiO2高，砂性重，成型可塑性差，但干燥烧成收缩小。 (2) AL2O3：12~40%
AL2O3高，耐火度高，难烧结 (3)R2O+RO：R2O=0.5~5%，RO=1~6% R2O+RO高，耐火度低，烧成
陶瓷生产的主要原料，占配料中的 40~60%。 一、粘土的定义与分类 1、粘土的定义
是一种或多种呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合物。 2、特点：是一混合物，无固定化学式，无固定熔点。 3、成因：粘土主要是由铝硅酸盐类岩石，如长石等经过长期地质 年代自然风化作用或热液浊变作用而形成。
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
第三篇 陶瓷工艺学
1 矿物组成
高岭石和伊利石加水时，水分子仅渗入颗粒间；而蒙脱石水分子除进 入颗粒间，还可渗入单位晶胞之间，故其遇水后膨胀要比前者大，触变性
比前者大。
2 粒度大小、形状 颗粒愈细，形状愈不对称，愈易成触变结构。
3 含水量 水量大的泥浆，不易形成触变结构，反之易成触变结构。
特点：常呈色，但可塑性较好，耐火度较差。
第三篇 陶瓷工艺学
第二章 原料
2）按可塑性分类 1 高可塑性粘土。
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-第一章_陶瓷的原料_PPT
8.耐火度
耐火度是耐火材料的重要技术指标之一，它表征材料无荷重时抵抗 高温作用而不熔化的性能。
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。
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
为主要组成矿物的粘土称为膨润土（bentonite），一般呈白色、灰白色、
粉红色或淡黄色，被杂质污染时呈现其它颜色。 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。组成成分与白云母相似，但比正常的白云母多SiO2和H2O而少K2O。 与高岭石比较，伊利石含K2O较多而含H2O较少。
膨胀性是指粘土吸水后体积增大的现象。这是由于粘土在吸 附力、渗透力、毛细管力的作用，水分进入粘土晶层之间、或者胶团之
间所致，因此可分为内膨胀性与外膨胀性两种。
2019/4/20
陶瓷材料学
6.收缩 粘土泥料干燥时，因包围在粘土颗粒间的水分蒸发、颗粒相互靠拢
而引起的体积收缩，称为干燥收缩。粘土泥料煅烧时，由于发生一系列
土则呈致密坚硬的块状。
2019/4/20
陶瓷材料学
(二）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）。
陶瓷工艺学
原料的分类根据工艺特性：可塑性原料，非可塑性原料（瘠性），熔剂性原料。
根据用途：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。
根据矿物组成：粘土原料，硅质原料，长石原料，钙质原料，镁质原料等。
根据原料的获得方式：天然矿物原料，化工原料，工业废渣原料等。
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。
粘土：粘土很少由单一矿物组成，而是多种微细矿物的混合体。
因此，粘土所含各种微细矿物的种类和数量是决定其工艺性能的主要因素。
粘土的工艺性质：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、膨化性、收缩、烧结性能、耐火度等。
石英的晶型转化类型有两种：（1）高温型的缓慢转化（2）低温型的快速转化石英的工艺性质：（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）烧成过程中，石英的体积膨胀可以补偿坯体的收缩（4）高温下石英会部分熔解而提高液相的粘度，未熔化的石英可作为坯体的骨架，起到增强的作用（5）冷却时石英晶型转化的体积效应使坯体内产生相当大的内应力，导致裂纹产生，从而影响陶瓷的抗热振性和机械强度（6）釉料中的石英对其性能有很大影响。
长石：是陶瓷生产中的主要熔剂性原料。
钾长石：异成分熔融，高温下熔体粘度大。
钾长石的熔融温度不是太高，且其熔融温度范围宽。
高温下钾长石熔体的粘度很大，且随着温度的增高其粘度降低的较慢，在陶瓷生产中有利于烧成控制和防止变形。
钠长石：同成分熔融，高温熔体的粘度小。
钠长石的开始熔融温度比钾长石低，熔化时没有新的晶相产生，液相组成和未熔长石的组成相似，但液相的粘度较低。
钠长石的熔融范围较窄，且其粘度随温度的升高而降低的速度较快，因而在烧成过程中易引起产品的变形。
长石在陶瓷生产中的作用：1. 长石是熔剂性原料，高温下熔融形成粘稠的玻璃熔体，是坯料中碱金属氧化物的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，有利于成瓷和降低烧成温度。
第三章陶艺的原料制作工具和设备
第三章陶艺的原料制作工具和设备陶艺是一门古老的工艺，其材料和工具的选择对最终的成品质量和效果有着重要的影响。
本文将介绍陶艺的原料、制作工具和设备。
一、原料1.黏土：陶艺的原料主要是黏土，也称为陶土。
黏土是由各种矿物质、有机物和水分等组成的粘性物质。
根据不同的用途和效果，选择合适的黏土非常重要。
常见的黏土有赤陶、白陶、黑陶、粉陶等。
一般来说，赤陶含铁氧化物，烧制后呈红色或棕红色；白陶相对纯净，烧制后呈白色；黑陶含有较多的有机物质和金属氧化物，烧制后呈黑色。
2.矿物颜料：为了给陶艺品增添色彩，可以使用矿物颜料进行上釉。
常见的矿物颜料有赤铁矿、绿矾、蓝甙等。
这些颜料会在高温下发生化学反应，使陶瓷表面呈现出不同的色彩。
3.砂岩：砂岩是陶艺中常用的辅助原料，用于增加陶瓷的强度和耐磨性，同时也可以改变陶瓷的质地和色泽。
1.制陶用具：包括陶轮、木锤、陶刀等。
陶轮是陶艺制作的主要工具，可以用来旋转陶坯，帮助制作出各种形状的陶艺品。
而木锤和陶刀则用于修整和创作陶艺品的细节。
2.窑炉：窑炉是陶艺最重要的设备之一、陶艺品需要通过烧制来完成最终的形态和质地。
根据不同的烧制工艺和需求，窑炉的类型也有很多，例如电窑、煤气窑、木炭窑等。
不同的窑炉可以根据需要调整烧制温度和其他参数，以获得不同的效果。
3.炭斗：炭斗是用来烧制陶艺品的重要工具，它可以提供稳定的火源和恒定的温度。
炭斗通常由铁制成，并有一个装炭和排气的设备，以便调节烧制过程中的温度和通风量。
4.窑具：窑具是烧制陶瓷时使用的陶制品，它可以保护陶艺品免受火焰和热量的直接接触，并提供良好的环境来控制温度和通风。
三、陶艺的制作流程陶艺的制作流程通常包括以下几个步骤：1.准备工作：选择适合的黏土和矿物颜料，并将黏土准备好，进行适当的翻揉和调整水分。
2.造型：将准备好的黏土放在陶轮上，并通过旋转和手工塑造的方式制作出想要的形状。
3.干燥：将造型完成的陶艺品放置在通风处，使其逐渐干燥。
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。
陶瓷工艺学复习重点
原料分类按原料工艺特征分为: 可塑性原料; 非可塑性原料（也称瘠性原料）; 熔剂性原料。
粘土: 凡粒径多数小于2μm, 关键由粘土矿物组成土状岩石均称为粘土, 为细而分散含多个含水铝硅酸盐矿物混合体, 其关键化学组成为SiO2、Al2O3和结晶水。
母岩: 粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物岩石经过风化作用或热液蚀变作用而形成。
这类经风化或蚀变作用而生成粘土岩石统称为粘土母岩。
成因: 风化残积型; 热液蚀变型; 沉积型粘土矿床。
粘土分类: 1、按成因分类: 原生粘土、次生粘土2、按可塑性分类: 高可塑性粘土、低可塑性粘土粘土关键矿物类型: 高岭石类、蒙脱石类、伊利石类高岭石化学式: Al2O3•2SiO2•2H2O（地(迪)开石、珍珠陶土和多水高岭石）蒙脱石: Al2O3·4SiO2 ·nH2O、特征: 1）吸湿膨胀性: 吸水后体积可膨胀20-30倍; 2）离子交换性: 在水中呈悬浮和凝胶状, 含有良好阳离子交换特征。
问题: 描述粘土组成（1）矿物组成; （2）化学组成; （3）颗粒组成。
为何粘土中细颗粒愈多愈好？因为细颗粒比表面积大, 其表面能也大, 所以粘土中细颗粒愈多时, 则其可塑性愈强, 干燥收缩大, 干后强度高, 在烧成时也易于烧结, 烧后气孔率也小, 有利于成品力学强度、白度和半透明度提升。
可塑性概念: 可塑性是指粘土与适量水结合后所形成泥团, 在外力作用下产生变形但不开裂。
当外力去掉后仍保持其形状不变能力提升坯料可塑性方法: 1）将坯料原矿进行淘洗, 除去所夹杂非可塑性物料, 或进行长久风化。
2）将浸润了粘土或坯料长久陈腐。
3）将泥料进行真空处理, 并数次练泥。
4）掺用少许强可塑性粘土。
5）添加糊精、胶体SiO2 、羧甲基纤维素等胶体物质。
降低方法1）加入非可塑性粘土, 如石英、瘠性粘土、熟瓷粉等。
2）将部分粘土预先煅烧。
结合性: : 指粘土能粘结一定细度瘠性物料, 形成可塑泥团并有一定干燥强度性能。
陶瓷工艺学原料
黏土的可塑性主要取决于其所含黏土矿物的结构与性能。 黏土矿物主要是一些含水铝硅酸盐矿物，其晶体结构是由硅氧四面体组成 的[Si4O10]4- 层和由铝氧八面体组成的[AlO(OH)2 ] 层相互以顶角连接起来的 层状结构，这种层状结构在很大程度上决定了各种黏土矿物的性能。 除可塑性外，黏土通常还具有较高的耐火度、良好的吸水性、膨胀性和吸 附性。
生产陶瓷产品的成本结构中，原料部分占8%~10%。原料是陶 瓷工业的基础，原料的质量是影响坯釉料工艺性能、生产工艺 控制及产品性能的一个重要因素。研究和掌握各类原料的性能 和作用，对我们制订理想的配方，合理使用原料及确定适当的 生产工艺流程都有重要的意义。
第4页/共117页
1.1 黏土类原料
黏土（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，主要由黏土矿物以及其它 一些杂质矿物组成。
高岭村
第11页/共117页
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，会形成黏土矿床，这 就称为热液蚀变型黏土矿，如苏州阳山土。
3. 沉积型黏土矿床 风化了的黏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，称为二次黏土（也称沉积黏 土或次生黏土），如南安康垅，清远源潭。
第9页/共117页
粘土的分类
• 按成因分类 1.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； 2.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
- 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)。
2）按用途分为：瓷坯原料；瓷釉原料；色 料及彩料原料。
3）按原料的矿物组成：粘土质原料；硅质 原料；长石质原料；镁质原料。
4）根据原料获得的方式不同分为：矿物原 料；化工原料。
陶瓷工艺学粘土原料
陶瓷制品所选用的原料必须满足以下两项要求： 1）要保证供给其经过加工后能生成制品所需
在10~15%。 3）易熔粘土：其耐火度在1380℃ 以下，含有大量的
杂质。 4、按化学组成分类 1）富铝粘土 ；2）贫铝粘土。
陶瓷工艺学粘土原料
（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
风化作用类型有：1）机械的（物理的）；2）化学 的；3）生物的。
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，如衡阳界牌土。
陶瓷工艺学粘土原料
陶瓷工艺学粘土原料
天然原料－－总论
粘土类原料 石英类（硅质）原料 长石类原料 钙质类原料 铝质原料 其它类原料
陶瓷工艺学粘土原料
第二节 粘土类原料
一、粘土的成因与分类 二、粘土的组成 三、粘土的工艺性质 四、粘土的加热变化 五、粘土在陶瓷生产中的作用 六、我国的粘土原料
陶瓷工艺学粘土原料
一、粘土的成因与分类 （一）粘土的成因
粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石经过 风化作用或热液蚀变作用而形成的。这类经风 化或蚀变作用而生成粘土的岩石统称为粘土的 母岩。
陶瓷工艺学粘土原料
母岩经风化作用而形成的粘土产于地表或不太深的 风化壳以下；母岩经热液蚀变作用而形成的粘土常 产于地壳较深处。
要的各种晶相和玻璃相等结构物； 2）要保证能适应在加工处理过程中制品所需
要的各种工艺性能。
陶瓷工艺学粘土原料
综合上述两方面的要求，可以把所需要的陶瓷原料主 要归纳为三大类：
1）具有可塑性的粘土类原料； 2）具有非可塑性的石英类原料； 3）熔剂原料。
此外，还常需要各种特殊的熔剂原料，包括采用各种 化工原料。陶瓷工业需用的辅助材料主要是石膏和耐 火材料，以及各种外加剂如助磨剂、助滤剂、解凝剂、 增塑剂和增强剂等。
陶瓷工艺学粘土原料
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）
特性：1）吸湿膨胀性：吸水后体积可膨胀20-30倍；2） 离子交换性：在水中呈悬浮和凝胶状，具有良好的阳 离子交换特性。
陶瓷工艺学粘土原料
3、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。
组成成分与白云母(化学通式为 K2O·3Al2O3·6SiO2 ·2H2O)相似，但比正常的白 云母多SiO2和H2O而少K2O。与高岭石比较，伊 利石含
2、蒙脱石类
概述：蒙脱石（Montmorillonite）也是一种常见的粘 土矿物，以蒙脱石为主要组成矿物的粘土称为膨润土 （bentonite），一般呈白色、灰白色、粉红色或淡黄 色，被杂质污染时呈现其它颜色。其理论化学通式为： Al2O3·4SiO2 ·nH2O（n通常大于2）。其晶粒呈不规则 细粒状或鳞片状。
（二）粘土的分类
1、按成因分类
1）原生粘土：又称一次粘土，残留粘土，是母岩风 化崩解在原地残留下来的粘土。特点：颗粒较粗， 可塑性较差，耐火度高。
2）次生粘土：又称二次粘土，沉积粘土，是由风化 形成的粘土，经雨水河流的冲刷及有时外加风力 的作用，迁移至盆地或其他地势较低处沉积下来， 而形成粘土层。特点：颗粒较细，可塑性较好， 耐火度差 。
凡粒径多数小于2μm，主要由粘土矿物组成的 土状岩石均称为粘土，为细而分散的含多种含水 铝硅酸盐矿物的混合体，其主要化学组成为SiO2、 Al2O3和结晶水。
粘土矿物是由SiO4四面体组成的(Si2O5)n层和 由铝氧八面体组成的AlO(OH)2层相互以顶角联接 起来的层状结构。
陶瓷工艺学粘土原料
陶瓷工艺学粘土原料
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 (埃洛石Hallysite，又称叙永石，为我国四川 叙永县以盛产这种矿物为主的粘土而得名)等。
陶瓷工艺学粘土原料
杆状高岭石
陶瓷工艺学粘土原料
片状高岭石
陶瓷工艺学粘土原料
陶瓷工艺学粘土原料
品质优良的原料，是生产优质陶瓷制品的基础， 但不同性能的陶瓷制品，并不要求完全采用优质 的原料，一般性能的陶瓷制品，可以选用一般品 质的原料。
陶瓷工艺学粘土原料
二、原料分类 通常，陶瓷原料的分类是根据不同的工艺特性、 传统习惯及原料性质等不同角度进行的。综合 起来，有如下几种分类方法： 1）按原料的工艺特性分为：可塑性原料；非 可塑性原料（也称瘠性原料）；熔剂性原料。
陶瓷工艺学粘土原料
2、按可塑性分类 1）高可塑性粘土：软质粘土。其分散度大，多呈疏
松状。如粘性土、膨润土、木节土等。 2）低可塑性粘土：硬质粘土。其分散度小，多呈致
密块状。如叶蜡石、焦宝石、瓷石等。
陶瓷工艺学粘土原料
3、按耐火度分类 1）耐火粘土：一般耐火粘土的耐火度在1580℃ 以上，
较纯，含杂质较少。 2）难熔粘土：其耐火度在1350~1580℃ ，含易熔杂质
第1章 原料
第一节 原料分类
一、概述
陶瓷材料制品是由多相的无机非金属材料所构成， 所用原料大部分是天然的矿物原料或岩石原料， 其中多为硅酸盐矿物。某些陶瓷材料制品对原料 要求很高，需要人工合成原料。
陶瓷工艺学粘土原料
陶瓷制品的性能和品质的好坏，既取决于所选用 的原料，也与所采用的生产工艺过程有关。