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1第二章陶瓷原料1、原料的分类；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。（1）根据原料的工艺特性分为:可塑性原料；非可塑性原料（或瘠性原料）；熔剂性原料。(2）根据原料的用途分为：瓷坯原料；瓷釉原料；色料及彩料原料。（3）根据原料的矿物组成分为:粘土类原料；硅质原料；长石质原料；钙质原料；镁质原料。（4）根据原料的获得方式分为：矿物原料；化工原料。一般，我们把所需的陶瓷原料归纳为三大类原料，即具有可塑性的粘土类原料，具有非可塑性的石英类原料，熔剂原料。2、粘土粘土是多种微细矿物的混合体，其矿物的粒径多数小于2um，主要是由粘土矿物和其他矿物组成的并具有一定特性的(其中主要是具有可塑性)的土状岩石。粘土矿物：主要是一些含水铝硅酸盐矿物，其晶体结构是由[SiO4]四面体组成的(Si2O5)n层和由铝氧八面体组成的A1O(OH)2层相互以顶角联接起来的层状结构。这种结构在很大程度上决定了粘土矿物的各种性能。3、粘土的成因粘土是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石（如长石、伟晶花岗岩、斑岩、片麻岩等）经过漫长地质年代的风化作用或热液蚀变作用而形成的。经风化或蚀变作用而生成粘土的岩石统称为粘土的母岩。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。4、粘土的分类A.按成因分类(1)原生粘土:又称一次粘土、残留粘土，是母岩风化崩解后在原地残留下来的粘土。特点：此种粘土因由风化而产生的可溶性盐类溶于水中，被雨水冲走，只剩下粘土矿物和石英砂等，故质地较纯，耐火度较高，但往往含有母岩杂质(石英、云母、石膏、方解石、黄铁矿等)，颗粒较粗，因而可塑性较差。高岭土常为原生粘土。(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、河流的漂流(有时也有风力作用)，迁移至盆地或湖沼水流缓慢的地方沉积下来，而形成的粘土层。特点：由于漂流迁移而沉积下来的粘土颗粒很细，而且在漂流和沉积过程中夹带了有机物质和其他杂质，因而可塑性较好，耐火度较差，并因混入呈色杂质而显色。B.按可塑性分类(1)高可塑性粘土。又称软质粘土或结合粘土。其分散度大，多呈疏松状、板状或页状。如粘性土、膨润土、木节土、球土等。(2)低可塑性粘土又称硬质粘土。其分散度小，多呈致密块状如：焦宝石、碱石、瓷石等。C.按耐火度分类(1)耐火粘土。耐火度在1580℃以上，是比较纯的粘土，含杂质较少，为细陶瓷、耐火制品、耐酸制品的重要原料。(2)难熔粘土。耐火度介于1350-1580℃之间，含易熔杂质在10-15%。可作炻瓷器、陶器、耐酸制品、装饰砖及瓷砖的原料。(3)易熔粘土。耐火度在l380℃以下，含有大量的各种杂质，其中危害大的是黄铁矿，在一般烧成温度下它能使制品产生气泡、溶洞等缺陷，多用于建筑砖瓦和粗陶等制品。D.根据其主要矿物组成类型进行分类粘土矿物是具有层状结构硅酸盐矿物，其基本结构单2位是硅氧四面体层和铝氧八面体层。由于四面体层和八面体层的结合方式、同形置换以及层间阳离子等不同，从而构成了不同类型的层状结构粘土矿物。5、高岭石类矿物的工艺特点；(1)纯度越高的高岭土其耐火度越高，烧后越洁白，莫来石晶体发育越多，从而其机械强度、热稳定性、化学稳定性越好。但其分散度较小，可塑性较差。(2)反之，杂质越多，耐火度越低，烧后不够洁白，莫来石晶体较少，但可能其分散度较大，可塑性较好。6、蒙脱石类矿物的工艺特点；①蒙脱石的特性是能够吸收大量的水，体积膨胀；以蒙脱石为主要成分的膨润土其吸水后体积可膨胀20-30倍。这就是膨润土的名称由来。膨润土在水中呈悬浮和凝胶状，并具有良好的阳离子交换特性。②蒙脱石可塑性好，干燥后强度大，但干燥收缩也大。蒙脱石中A12O3的含量较低，又吸附了其他阳离子，杂质较多，故烧结温度较低，烧后色泽较差。蒙脱石矿物的产地在我国分布很广。东北、华北及南方各地都有出产。辽宁黑山膨润土、江苏祖党山泥、浙江宁海粘土都是以蒙脱石为主要矿物的粘土。7、粘土化学组成在生产上的指导意义1)化学组成可以作为鉴定粘土的矿物组成的参考。2)可以估计粘土的耐火度的大小。3)可以推断粘土煅烧后的呈色。4)可以估计粘土的成形性能。5)可以推断粘土在烧结过程中产生膨胀或气泡的可能性。8、可塑性、结合性、离子交换性、触变性、干燥收缩、烧成收缩、总收缩；耐火度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。可塑性是粘土的主要工业技术指标，是粘土能够制成各种陶瓷制品的成形基础。2.结合性：粘土的结合性是指粘土能结合非塑性原料形成良好的可塑泥团、有一定干燥强度的能力。粘土的这一性质能保证坯体有一定的干燥强度，是坯体干燥、修理、上釉等的基础。3.离子交换性：粘土颗粒带有电荷。其来源是其表面层的断键和晶格内部被取代的离子。因此必须吸附其它异号离子来补偿其电价，粘土的这种性质称为离子交换性。4.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。粘土的触变性在生产中对泥料的输送和成形加工有较大影响。5.膨胀性：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。6.收缩：测定收缩是模型放尺的依据。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。粘土煅烧时，由于发生一系列的物理化学3变化（如脱水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以及熔化物充满质点间空隙等等），因而使粘土再度产生的收缩，称为烧成收缩。这两种收缩构成粘土泥料的总收缩。7.耐火度:当煅烧温度达到粘土软化温度后，继续升温，粘土逐渐软化熔融，直至全部熔融变为玻璃态物质。为了表征材料在高温使用中，虽已发生软化但没有全部熔融所能承受的高温度，称为耐火度。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。9、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。4)粘土是陶瓷坯体烧结时的主体。5)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。10、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)在陶瓷烧成时，石英影响陶瓷坏体的体积收缩。烧成过程中，石英的体积膨胀可以补偿坯体的收缩。4)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震性和机械强度。5)在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大的影响。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（reinforce)的作用6)石英对陶瓷釉料的性能有很大影响。11、长石的熔融特性1)钾长石的熔融温度范围较宽，熔融后形成粘度较大的熔体，并且随着温度升高熔体的粘度缓慢降低。这种特性，在陶瓷生产中有利于烧成控制和防止变形。所以在陶瓷坯料中以选用正长石或微斜长石为宜。2)钠长石的开始熔融温度比钾长石低，形成的液相粘度较低，故熔融范围较窄，且其粘度随温度的升高而降低的速度较快。所以，一般认为在坯料中使用钠长石容易引起产品变形。3)钙长石的熔化温度较高，熔融温度范围窄，高温下熔体不透明、粘度也小。冷却时容易析晶，化学稳定性也差。4)钡长石的熔点更高，其熔融稳定范围不宽，普通陶瓷产品不采用它。传统陶瓷一般选用含钾长石较多的钾钠长石，一般要求K20与Na20总量不小于11％，其中K20：Na20质量比应大于3为宜。12、长石在陶瓷生产中的作用1)长石在高温下熔融，形成粘稠的玻璃熔体，是坯料中碱金属氧化物（K2O，Na2O）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。2)熔融后的长石熔体能熔解部分高岭土分解产物和石英颗粒。3)长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和减少空隙。4)在釉料中，长石是主要熔剂。45)长石作为瘠性原料，可以缩短坯体干燥时间、减少坯体的干燥收缩和变形等。