陶瓷工艺学复习资料.ppt

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1、一一 陶瓷的概念与分类陶瓷的概念与分类u传统陶瓷（普通陶瓷）传统陶瓷（普通陶瓷）“陶瓷陶瓷”是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧成等过程而制成的各种制品。料经过粉碎、混炼、成形、烧成等过程而制成的各种制品。传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物(如如粘土、长石、石英等粘土、长石、石英等)，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品。料和制品。陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属属“硅酸盐工业

2、硅酸盐工业”的范畴。的范畴。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第一节第一节 原料概述原料概述 1 1 原料的分类原料的分类根据根据原料的获得方式原料的获得方式分：矿物原料，化工原料。分：矿物原料，化工原料。根据根据工艺特性工艺特性分：可塑性原料，非可塑性原料（瘠性），分：可塑性原料，非可塑性原料（瘠性），熔剂性原料。熔剂性原料。根据根据使用用途使用用途分：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。分：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。根据根据矿物组成矿物组成分：粘土质原料，硅质原料，长石质原料，分：粘土质原料，硅质原料，长石质原料，钙质原料，镁质原料等。钙质原料，镁质原料等。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学粘土的分

3、类粘土的分类按成因分：按成因分：按成因分：按成因分：一次粘土（残留粘土或原生粘土）一次粘土（残留粘土或原生粘土）风化残积型风化残积型二次粘土（沉积粘土或次生粘土）二次粘土（沉积粘土或次生粘土）沉积型沉积型陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学（1 1 1 1）高可塑性粘土）高可塑性粘土）高可塑性粘土）高可塑性粘土(软质粘土、结合粘土软质粘土、结合粘土软质粘土、结合粘土软质粘土、结合粘土)：特点：特点：特点：特点：颗粒较细，水中易分散，可塑性好，含杂质较多，颗粒较细，水中易分散，可塑性好，含杂质较多，颗粒较细，水中易分散，可塑性好，含杂质较多，颗粒较细，水中易分散，可塑性好，含杂质较多，多呈疏松状或板状多

4、呈疏松状或板状多呈疏松状或板状多呈疏松状或板状（2 2 2 2）低可塑性粘土）低可塑性粘土）低可塑性粘土）低可塑性粘土(硬质粘土、瘠性粘土硬质粘土、瘠性粘土硬质粘土、瘠性粘土硬质粘土、瘠性粘土):):):):特点：特点：特点：特点：在水中不易分散，可塑性较小，多呈致密块状、在水中不易分散，可塑性较小，多呈致密块状、在水中不易分散，可塑性较小，多呈致密块状、在水中不易分散，可塑性较小，多呈致密块状、石状石状石状石状按可塑性分：按可塑性分：陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学 耐火粘土（耐火度耐火粘土（耐火度耐火粘土（耐火度耐火粘土（耐火度1580 1580 1580 1580 C)C)C)C)：较纯，杂

5、质少较纯，杂质少较纯，杂质少较纯，杂质少瓷器、瓷器、瓷器、瓷器、耐火材料耐火材料耐火材料耐火材料 难熔粘土（耐火度难熔粘土（耐火度难熔粘土（耐火度难熔粘土（耐火度13501350135013501580 1580 1580 1580 C C C C）：）：）：）：杂质杂质杂质杂质1010101015151515炻器、陶器等炻器、陶器等炻器、陶器等炻器、陶器等 易熔粘土（耐火度易熔粘土（耐火度易熔粘土（耐火度易熔粘土（耐火度1350 1350 1350 1350 C C C C）：）：）：）：大量杂质大量杂质大量杂质大量杂质建筑砖瓦和建筑砖瓦和建筑砖瓦和建筑砖瓦和粗陶粗陶粗陶粗陶按耐火度分按耐火

6、度分按耐火度分按耐火度分陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学 二二 粘土的组成粘土的组成 粘土的性能取决于粘土的组成，包括粘土的粘土的性能取决于粘土的组成，包括粘土的化学组成、化学组成、矿物组成和颗粒组成。矿物组成和颗粒组成。1 1、粘土的化学组成、粘土的化学组成SiOSiO2 2，AlAl2 2O O3 3，FeFe2 2O O3 3，TiOTiO2 2，CaOCaO，MgOMgO，K K2 2O O，NaNa2 2O O，I.L.I.L.陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学u根据化学组成，可初步估计出粘土的矿物组成、粘土耐根据化学组成，可初步估计出粘土的矿物组成、粘土耐火度的高低、粘土的颜色及工艺性能等。

7、火度的高低、粘土的颜色及工艺性能等。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学2 2 2 2 矿物组成矿物组成矿物组成矿物组成粘土是粘土是多矿物组成的混合物多矿物组成的混合物，含有二种或二种以上的粘土，含有二种或二种以上的粘土矿物和在形成过程中由于风化不完全或在冲刷漂移过程中矿物和在形成过程中由于风化不完全或在冲刷漂移过程中混入其它杂质矿物。混入其它杂质矿物。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学特点：特点：特点：特点：吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、白度吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、白度吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、白度吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、白度高、耐火度高高、耐火度高

8、高、耐火度高高、耐火度高 。（1 1）高岭石类矿物）高岭石类矿物陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学uu多水高岭石（埃洛石、叙永石多水高岭石（埃洛石、叙永石多水高岭石（埃洛石、叙永石多水高岭石（埃洛石、叙永石 ）特特特特性性性性：易易易易吸吸吸吸附附附附水水水水化化化化离离离离子子子子与与与与有有有有机机机机物物物物，其其其其可可可可塑塑塑塑性性性性、结结结结合合合合性性性性比比比比高岭石强，干燥收缩大。高岭石强，干燥收缩大。高岭石强，干燥收缩大。高岭石强，干燥收缩大。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学uu以蒙脱石为主要矿物的粘土称以蒙脱石为主要矿物的粘土称以蒙脱石为主要矿物的粘土称以蒙脱石为主要矿物的粘土

9、称膨润土膨润土膨润土膨润土。uu特点一：吸水性强、吸水后体积膨胀特点一：吸水性强、吸水后体积膨胀特点一：吸水性强、吸水后体积膨胀特点一：吸水性强、吸水后体积膨胀 uu特点二：吸附性、离子交换能力很强特点二：吸附性、离子交换能力很强特点二：吸附性、离子交换能力很强特点二：吸附性、离子交换能力很强uu特特特特点点点点三三三三：易易易易粉粉粉粉碎碎碎碎，颗颗颗颗粒粒粒粒细细细细小小小小，可可可可塑塑塑塑性性性性好好好好，触触触触变变变变厚厚厚厚化化化化性性性性强强强强，干燥收缩较大，干燥收缩较大，干燥收缩较大，干燥收缩较大，干燥强度干燥强度干燥强度干燥强度高。高。高。高。uu坯体中用量不宜太多，一般

10、在左右。坯体中用量不宜太多，一般在左右。坯体中用量不宜太多，一般在左右。坯体中用量不宜太多，一般在左右。（2 2）蒙脱石类矿物）蒙脱石类矿物陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学陶瓷工业常用的原料。陶瓷工业常用的原料。陶瓷工业常用的原料。陶瓷工业常用的原料。叶叶叶叶蜡蜡蜡蜡石石石石无无无无可可可可塑塑塑塑性性性性、吸吸吸吸附附附附性性性性差差差差、硬硬硬硬度度度度低低低低。叶叶叶叶腊腊腊腊石石石石含含含含结结结结晶晶晶晶水水水水较较较较少少少少，总总总总收收收收缩缩缩缩不不不不大大大大，线线线线膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数小小小小，可可可可配配配配制制制制快快快快速速速速烧烧烧烧成成成成的的的的陶陶

11、陶陶瓷坯体。瓷坯体。瓷坯体。瓷坯体。u叶腊石（蜡石）叶腊石（蜡石）叶腊石（蜡石）叶腊石（蜡石）陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学uu绢云母绢云母 特特特特 性：性：性：性：一种水化不完全的白云母，是白云母与伊一种水化不完全的白云母，是白云母与伊一种水化不完全的白云母，是白云母与伊一种水化不完全的白云母，是白云母与伊利石之间的过渡产物，能单独成瓷。利石之间的过渡产物，能单独成瓷。利石之间的过渡产物，能单独成瓷。利石之间的过渡产物，能单独成瓷。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学uu瓷石瓷石 可塑性不高，结合强度不大，干燥速度快。可塑性不高，结合强度不大，干燥速度快。可塑性不高，结合强度不大，干燥速度快。可塑性

12、不高，结合强度不大，干燥速度快。绢云母绢云母绢云母绢云母起粘土及长石的作用起粘土及长石的作用起粘土及长石的作用起粘土及长石的作用，促进成瓷及烧结。可配制釉，促进成瓷及烧结。可配制釉，促进成瓷及烧结。可配制釉，促进成瓷及烧结。可配制釉料，称为料，称为料，称为料，称为“釉果釉果釉果釉果”或或或或“釉石釉石釉石釉石”。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学uu定定定定义义义义：指指指指粘粘粘粘土土土土中中中中含含含含不不不不同同同同大大大大小小小小颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的百百百百分分分分含含含含量量量量(体体体体积积积积百百百百分分分分比比比比或质量分数）或质量分数）或质量分数）或质量分数）。uu意义：意义：

13、意义：意义：可初步判断工艺性能。可初步判断工艺性能。可初步判断工艺性能。可初步判断工艺性能。uu 可初步判断矿物类型。可初步判断矿物类型。可初步判断矿物类型。可初步判断矿物类型。uu 判断粘土本身矿物类型。判断粘土本身矿物类型。判断粘土本身矿物类型。判断粘土本身矿物类型。3 3、颗粒组成颗粒组成陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学三三 粘土的工艺性质粘土的工艺性质1 1 1 1 可塑性可塑性可塑性可塑性uu定义：定义：定义：定义：粘土粘土粘土粘土-水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生变形而不开裂

14、，当外力解除后，仍能保持其形状不变，变形而不开裂，当外力解除后，仍能保持其形状不变，变形而不开裂，当外力解除后，仍能保持其形状不变，变形而不开裂，当外力解除后，仍能保持其形状不变，这种性质称为可塑性。这种性质称为可塑性。这种性质称为可塑性。这种性质称为可塑性。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学u表示方法：表示方法：表示方法：表示方法：可塑性指数，可塑性指标。可塑性指数，可塑性指标。可塑性指数，可塑性指标。可塑性指数，可塑性指标。可塑性可塑性可塑性可塑性可塑性指数可塑性指数可塑性指数可塑性指数陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学n n可塑性限度（塑限）可塑性限度（塑限）可塑性限度（塑限）可塑性限度（塑限）W

15、W W W1 1 1 1：粘土或（坯料）由粉末状态粘土或（坯料）由粉末状态粘土或（坯料）由粉末状态粘土或（坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量。进入塑性状态时的含水量。进入塑性状态时的含水量。进入塑性状态时的含水量。n n液性限度（液限）液性限度（液限）液性限度（液限）液性限度（液限）W W W W2 2 2 2：粘土或（坯料）由塑性状态进粘土或（坯料）由塑性状态进粘土或（坯料）由塑性状态进粘土或（坯料）由塑性状态进入流动状态时的含水量。入流动状态时的含水量。入流动状态时的含水量。入流动状态时的含水量。可塑性指数：液限与塑限之差可塑性指数：液限与塑限之差可塑性指数：液限与塑限之差可塑性指数：

16、液限与塑限之差 ；W=WW=W2 2-W-W1 1陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学可塑性可塑性可塑性可塑性可塑性指标可塑性指标可塑性指标可塑性指标 可塑性指标：可塑性指标：可塑性指标：可塑性指标：在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。根据粘上可塑指数或可塑指标大小可将其分为以下几类：根据粘上可塑指数或可塑指标大小可将其分为以下几类：根据粘上可塑指数或可塑指标大

17、小可将其分为以下几类：根据粘上可塑指数或可塑指标大小可将其分为以下几类：n n强塑性粘土强塑性粘土强塑性粘土强塑性粘土n n中塑性粘土中塑性粘土中塑性粘土中塑性粘土n n弱塑性粘土弱塑性粘土弱塑性粘土弱塑性粘土n n非塑性粘土非塑性粘土非塑性粘土非塑性粘土陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学2 2 结合性结合性n n定义：定义：定义：定义：粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团，并且有一定干燥强度的能力。成良好的可塑泥团，并且有一定干燥强度的能力。成良好的可

18、塑泥团，并且有一定干燥强度的能力。成良好的可塑泥团，并且有一定干燥强度的能力。n n表征：表征：表征：表征：粘土结合瘠性原料的结合力的大小来衡量。粘土结合瘠性原料的结合力的大小来衡量。粘土结合瘠性原料的结合力的大小来衡量。粘土结合瘠性原料的结合力的大小来衡量。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学定义：定义：粘土颗粒吸附的离子被其它同性电荷的离子置换，粘土颗粒吸附的离子被其它同性电荷的离子置换，发生离子交换的性质称为粘土的离子交换性。发生离子交换的性质称为粘土的离子交换性。3 3 离子交换性离子交换性陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学影响离子交换能力的因素：影响离子交换能力的因素：影响离子交换能力的因素：影响

19、离子交换能力的因素：n n离子性质；离子性质；离子性质；离子性质；n n粘土矿物的种类；粘土矿物的种类；粘土矿物的种类；粘土矿物的种类；n n粘土矿物的有序度及分散度；粘土矿物的有序度及分散度；粘土矿物的有序度及分散度；粘土矿物的有序度及分散度；n n有机物质的含量；有机物质的含量；有机物质的含量；有机物质的含量；n n粘土矿物结晶程度。粘土矿物结晶程度。粘土矿物结晶程度。粘土矿物结晶程度。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学4 4 触变性触变性定义：定义：定义：定义：粘土泥浆或可塑泥团粘土泥浆或可塑泥团粘土泥浆或可塑泥团粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌受到振动或搅拌受到振动或搅拌受到振动或搅拌时，时

20、，时，时，粘度粘度粘度粘度会降低而流动性增加会降低而流动性增加会降低而流动性增加会降低而流动性增加，静置后能恢复原来状态。，静置后能恢复原来状态。，静置后能恢复原来状态。，静置后能恢复原来状态。反之，泥料反之，泥料反之，泥料反之，泥料放置一段时间后放置一段时间后放置一段时间后放置一段时间后，在维持原有水分，在维持原有水分，在维持原有水分，在维持原有水分的情况下会增加粘度，的情况下会增加粘度，的情况下会增加粘度，的情况下会增加粘度，出现变稠和固化现象出现变稠和固化现象出现变稠和固化现象出现变稠和固化现象。这。这。这。这种性质统称为触变性。种性质统称为触变性。种性质统称为触变性。种性质统称为触变性

21、。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学产生触变性的原因：产生触变性的原因：产生触变性的原因：产生触变性的原因：粘土片状颗粒的活性边面上尚残留少量电荷未被完全中和，粘土片状颗粒的活性边面上尚残留少量电荷未被完全中和，粘土片状颗粒的活性边面上尚残留少量电荷未被完全中和，粘土片状颗粒的活性边面上尚残留少量电荷未被完全中和，以致形成局部以致形成局部以致形成局部以致形成局部边边边边边边边边或或或或边面边面边面边面结合，使粘土颗粒之间常组成结合，使粘土颗粒之间常组成结合，使粘土颗粒之间常组成结合，使粘土颗粒之间常组成封闭的网络状结构。封闭的网络状结构。封闭的网络状结构。封闭的网络状结构。大量的大量的大量的大量的自

22、由水被分隔和封闭在网络的空隙中自由水被分隔和封闭在网络的空隙中自由水被分隔和封闭在网络的空隙中自由水被分隔和封闭在网络的空隙中，使整个粘土，使整个粘土，使整个粘土，使整个粘土水系统好像水分减少，粘度增加，变稠及固化现象水系统好像水分减少，粘度增加，变稠及固化现象水系统好像水分减少，粘度增加，变稠及固化现象水系统好像水分减少，粘度增加，变稠及固化现象 网络状结构是疏松和不稳定的网络状结构是疏松和不稳定的网络状结构是疏松和不稳定的网络状结构是疏松和不稳定的，当稍有剪切力的作用或振动，当稍有剪切力的作用或振动，当稍有剪切力的作用或振动，当稍有剪切力的作用或振动时，网络即被破坏，又呈流动状态。时，网络

23、即被破坏，又呈流动状态。时，网络即被破坏，又呈流动状态。时，网络即被破坏，又呈流动状态。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学6 6 收缩收缩uu基本概念：基本概念：基本概念：基本概念：干燥收缩干燥收缩干燥收缩干燥收缩 、烧成收缩和总收缩、烧成收缩和总收缩、烧成收缩和总收缩、烧成收缩和总收缩uu影响因素：影响因素：影响因素：影响因素：组成，含水量，阳离子交换能力，细度等。组成，含水量，阳离子交换能力，细度等。组成，含水量，阳离子交换能力，细度等。组成，含水量，阳离子交换能力，细度等。uu表示方法：表示方法：表示方法：表示方法：线收缩率线收缩率线收缩率线收缩率与与与与体积收缩率体积收缩率体积收缩率体积收缩

24、率S S S SV V V V。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学7 7 烧结性能及耐火度烧结性能及耐火度定义：定义：定义：定义：烧烧烧烧结结结结性性性性能能能能：粘粘粘粘土土土土在在在在烧烧烧烧结结结结过过过过程程程程中中中中所所所所表表表表现现现现出出出出的的的的各各各各种种种种物物物物理理理理变变变变化化化化及性能。及性能。及性能。及性能。耐火度：耐火度：耐火度：耐火度：粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。表征方法：表征方法：表征方法：表征方法：烧结性：烧结性：气孔率、吸水率、体积密度、

25、收缩率等气孔率、吸水率、体积密度、收缩率等陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学vv保证泥坯的可塑性；保证泥坯的可塑性；保证泥坯的可塑性；保证泥坯的可塑性；vv使注浆料与釉料具有悬浮性和稳定性；使注浆料与釉料具有悬浮性和稳定性；使注浆料与釉料具有悬浮性和稳定性；使注浆料与釉料具有悬浮性和稳定性；vv在在在在坯坯坯坯料料料料中中中中结结结结合合合合其其其其它它它它瘠瘠瘠瘠性性性性原原原原料料料料，使使使使具具具具有有有有一一一一定定定定干干干干坯坯坯坯强强强强度度度度及最大堆积密度；及最大堆积密度；及最大堆积密度；及最大堆积密度；vv影响坯体的烧结性能。影响坯体的烧结性能。影响坯体的烧结性能。影响坯体的烧

26、结性能。vv是是是是瓷瓷瓷瓷坯坯坯坯中中中中AlAlAlAlO O O O的的的的主主主主要要要要来来来来源源源源，也也也也是是是是烧烧烧烧成成成成时时时时生生生生成成成成莫莫莫莫来来来来石晶体的主要来源。石晶体的主要来源。石晶体的主要来源。石晶体的主要来源。v四四 粘土在陶瓷生产中的作用粘土在陶瓷生产中的作用陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第三节第三节 石英类原料石英类原料 二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO2 2）在地壳中的丰度约为）在地壳中的丰度约为6060。自然界。自然界中的结晶态二氧化硅统称为石英。由于经历的地质作用及中的结晶态二氧化硅统称为石英。由于经历的地质作用及成矿条件不同，石英呈现

27、多种状态，并有不同的纯度。成矿条件不同，石英呈现多种状态，并有不同的纯度。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学vSiOSiO2 2多晶转变的特点多晶转变的特点（1 1）高温型的缓慢转化（横向转化或一级转化）高温型的缓慢转化（横向转化或一级转化）（2 2）低温型的快速转化（纵向转化或二级转变）低温型的快速转化（纵向转化或二级转变）陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学vvSiOSiOSiOSiO2 2 2 2晶型转化与生产应用晶型转化与生产应用晶型转化与生产应用晶型转化与生产应用 石英预烧，利于粉碎石英预烧，利于粉碎。陶瓷生产过程中必须注意陶瓷生产过程中必须注意升降温速度升降温速度的问题：在制品烧成的问题：在制品

28、烧成和冷却时，处于晶型转化的温度阶段，应适当控制升温与和冷却时，处于晶型转化的温度阶段，应适当控制升温与冷却速度，以保证制品不开裂。冷却速度，以保证制品不开裂。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学u釉釉料料中中,SiO,SiO2 2是是玻玻璃璃质质的的主主要要成成分分，提提高高釉釉料料的的机机械械强强度度，硬硬度，耐磨性，耐化学侵蚀性；提高釉料的熔融温度与粘度。度，耐磨性，耐化学侵蚀性；提高釉料的熔融温度与粘度。三三 在陶瓷生产中的作用在陶瓷生产中的作用u烧成前，烧成前，调节泥料的可塑性调节泥料的可塑性，为生坯水分快速排除提供通路，为生坯水分快速排除提供通路，增加渗水性，有利于施釉工艺，增加渗水性，有

29、利于施釉工艺，降低干燥收缩并加快干燥降低干燥收缩并加快干燥。u烧成时，石英的加热膨胀可部分抵消坯体的收缩；高温时烧成时，石英的加热膨胀可部分抵消坯体的收缩；高温时石英部分溶解于液相，增加熔体的粘度，未溶解的石英颗粒石英部分溶解于液相，增加熔体的粘度，未溶解的石英颗粒构成坯体的骨架，构成坯体的骨架，防止坯体软化变形防止坯体软化变形。u可提高坯体的机械强度，透光度，白度。可提高坯体的机械强度，透光度，白度。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第四节第四节 长石类原料长石类原料 一一 长石的种类和性质长石的种类和性质 长石类矿物是长石类矿物是架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅酸

30、盐。酸盐。主要是含钾、钠、钙和少量钡的铝硅酸盐。主要是含钾、钠、钙和少量钡的铝硅酸盐。主要是含钾、钠、钙和少量钡的铝硅酸盐。主要是含钾、钠、钙和少量钡的铝硅酸盐。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学44钾长石：范围宽，高温粘度大，且粘度随温度逐渐降低钾长石：范围宽，高温粘度大，且粘度随温度逐渐降低钾长石：范围宽，高温粘度大，且粘度随温度逐渐降低钾长石：范围宽，高温粘度大，且粘度随温度逐渐降低。44钠长石：液相粘度较低，熔融温度较窄，且其粘度随温度的升高钠长石：液相粘度较低，熔融温度较窄，且其粘度随温度的升高钠长石：液相粘度较低，熔融温度较窄，且其粘度随温度的升高钠长石：液相粘度较低，熔融温度较窄，且其

31、粘度随温度的升高而降低的速度很快。而降低的速度很快。而降低的速度很快。而降低的速度很快。2 2 长石的熔融特性长石的熔融特性 陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学&长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用。长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用。长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用。长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用。&希望坯料长石有希望坯料长石有希望坯料长石有希望坯料长石有较低的熔化温度较低的熔化温度较低的熔化温度较低的熔化温度，较宽的熔化温度范围较宽的熔化温度范围较宽的熔化温度范围较宽的熔化温度范围。&要求釉料具有要求釉料具有要求釉料具有要求釉料具有较高的始熔温度，较宽

32、的熔融温度范围较高的始熔温度，较宽的熔融温度范围较高的始熔温度，较宽的熔融温度范围较高的始熔温度，较宽的熔融温度范围。注意！注意！陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学高温粘度和高温粘度系数要求高温粘度和高温粘度系数要求 一般要求高温粘度大，高温粘度系数小。一般要求高温粘度大，高温粘度系数小。二二 陶瓷工业对长石质量要求陶瓷工业对长石质量要求熔点的要求熔点的要求化学组成的要求化学组成的要求矿物组成的要求矿物组成的要求陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学vv坯料中碱金属氧化物的主要来源，降低陶瓷坯体组分的熔化坯料中碱金属氧化物的主要来源，降低陶瓷坯体组分的熔化坯料中碱金属氧化物的主要来源，降低陶瓷坯体组分的熔化坯

33、料中碱金属氧化物的主要来源，降低陶瓷坯体组分的熔化温度，温度，温度，温度，利于成瓷和降低烧成温度。利于成瓷和降低烧成温度。利于成瓷和降低烧成温度。利于成瓷和降低烧成温度。vv减减减减少少少少气气气气孔孔孔孔率率率率，增增增增大大大大致致致致密密密密度度度度，提提提提高高高高瓷瓷瓷瓷体体体体的的的的机机机机械械械械强强强强度度度度和和和和化化化化学学学学稳稳稳稳定定定定性性性性。vv提高陶瓷制品的透光度提高陶瓷制品的透光度提高陶瓷制品的透光度提高陶瓷制品的透光度。vv作作作作为为为为瘠瘠瘠瘠性性性性原原原原料料料料，提提提提高高高高坯坯坯坯体体体体疏疏疏疏水水水水性性性性，提提提提高高高高干干干

34、干燥燥燥燥速速速速度度度度，减减减减少少少少坯坯坯坯体体体体的干燥收缩和变形。的干燥收缩和变形。的干燥收缩和变形。的干燥收缩和变形。vv在釉料中做熔剂，形成玻璃相。在釉料中做熔剂，形成玻璃相。在釉料中做熔剂，形成玻璃相。在釉料中做熔剂，形成玻璃相。三三 长石在陶瓷生产中的作用长石在陶瓷生产中的作用陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第五节第五节 碱土硅酸盐类原料碱土硅酸盐类原料一、滑石一、滑石一、滑石一、滑石u作用：作用：降低烧成温度，扩大烧成温度范围。降低烧成温度，扩大烧成温度范围。提高坯体白度，透明度，机械强度和热稳定性。提高坯体白度，透明度，机械强度和热稳定性。在精陶坯体中用滑石代替长石，可降低

35、釉的后期龟裂在精陶坯体中用滑石代替长石，可降低釉的后期龟裂。提高釉的弹性，热稳定性，增加釉的熔融温度范围。提高釉的弹性，热稳定性，增加釉的熔融温度范围。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学uu二、硅灰石二、硅灰石二、硅灰石二、硅灰石uu可以快速烧成。可以快速烧成。可以快速烧成。可以快速烧成。uu降低烧成温度，节省能耗。降低烧成温度，节省能耗。降低烧成温度，节省能耗。降低烧成温度，节省能耗。改善生坯质量，提高产品性能。改善生坯质量，提高产品性能。改善生坯质量，提高产品性能。改善生坯质量，提高产品性能。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学提高釉面质量；提高釉面质量；提高釉面质量；提高釉面质量；烧成范围窄；烧成范围

36、窄；烧成范围窄；烧成范围窄；坯体白度降低。坯体白度降低。坯体白度降低。坯体白度降低。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学uu透辉石：透辉石：透辉石：透辉石：uu降低烧成温度降低烧成温度降低烧成温度降低烧成温度。快速烧成快速烧成快速烧成快速烧成。减少烧成收缩减少烧成收缩减少烧成收缩减少烧成收缩。提高机械强度提高机械强度提高机械强度提高机械强度。改善热稳定性改善热稳定性改善热稳定性改善热稳定性。陶陶 瓷瓷 工工 艺艺 学学第六节第六节 碳酸盐、硫酸盐及硼酸盐类原料碳酸盐、硫酸盐及硼酸盐类原料配料配料v满足产品的物理、化学性质和使用要求满足产品的物理、化学性质和使用要求 v考虑生产工艺及设备条件考虑生产工艺

37、及设备条件 v拟定配方时应考虑经济上的合理性拟定配方时应考虑经济上的合理性 v借鉴成熟配方借鉴成熟配方 v各原料在陶瓷材料中的作用各原料在陶瓷材料中的作用 坯料组成的表示方法v实际配料量（比）表示法实际配料量（比）表示法v化学组成表示法化学组成表示法v实验公式实验公式(赛格式赛格式)表示法表示法v矿物组成（示性组成）表示法矿物组成（示性组成）表示法坯料的种类和品质要求一、坯料的种类一、坯料的种类 （1 1）注浆坯料，含水率）注浆坯料，含水率282835%35%；（2 2）可塑坯料，含水率）可塑坯料，含水率181825%25%；（3 3）压制坯料，含水率）压制坯料，含水率3 36%6%（干压坯料

38、）；（干压坯料）；含水率含水率7 715%15%（半干压坯料）；（半干压坯料）；坯料：坯料：陶瓷原料经配料和一定的工艺加工，得陶瓷原料经配料和一定的工艺加工，得到的具有成形性能的多组分均匀的配合料到的具有成形性能的多组分均匀的配合料。二、坯料的品质要求二、坯料的品质要求 坯料的总体质量要求坯料的总体质量要求配方准确配方准确 组分均匀组分均匀 细度合理细度合理空气含量少空气含量少 u良好的可塑性良好的可塑性u满足成型和半成品的干燥强度满足成型和半成品的干燥强度u细度细度u含水量适当含水量适当u空气含量空气含量u干燥强度高干燥强度高u收缩率小收缩率小 1 1 1 1、可塑泥料的品质要求可塑泥料的品

39、质要求2 2、注浆坯料的品质要求、注浆坯料的品质要求 流动性好。流动性好。悬浮性好。悬浮性好。触变性恰当。触变性恰当。滤过性好。滤过性好。泥浆含水量少。泥浆含水量少。脱模性好。脱模性好。3 3、压制粉料的品质要求、压制粉料的品质要求 流动性好流动性好 堆积密度大堆积密度大 含水率及水分均匀性含水率及水分均匀性形状、大小及粒度分布形状、大小及粒度分布坯料制备的主要工序及设备坯料制备的主要工序及设备一、原料的处理（原料精选、原料预烧）二、原料粉碎（粗碎、中碎和细碎（磨）三、筛分、除铁、搅拌四、泥浆脱水（浆料 泥团；浆料 粉料）五、练泥（塑性泥料）六、造粒（压制粉料）七、陈腐二、原料粉碎二、原料粉碎

40、u根据粉碎后粉料的粒度可分为：根据粉碎后粉料的粒度可分为：粗碎粗碎（40-50mm40-50mm），），颚式破碎机颚式破碎机；中碎中碎（0.3-0.5mm0.3-0.5mm），），轮辗机轮辗机、雷蒙机；、雷蒙机；细碎细碎（60m60m），），球磨机球磨机、雷蒙机；、雷蒙机；超细粉碎超细粉碎（几个（几个mm），振动磨、气流粉碎等。），振动磨、气流粉碎等。u原料粉碎：原料粉碎：块状固体物料在机械力的作用下块状固体物料在机械力的作用下而破碎使块度或粒度达到要求的操作。而破碎使块度或粒度达到要求的操作。粉碎的四种方法粉碎的四种方法粉碎的四种方法粉碎的四种方法压碎；研磨；劈裂；撞击压碎；研磨；劈裂；撞击

41、压碎；研磨；劈裂；撞击压碎；研磨；劈裂；撞击球磨机球磨机u陶瓷行业多采用陶瓷行业多采用间隙式球间隙式球磨机，采用湿磨磨机，采用湿磨。u影响效率的主要因素：影响效率的主要因素：球磨转速、研磨介质（多少、大小、形状、级配、球磨转速、研磨介质（多少、大小、形状、级配、密度）、料球水比、加料粒度、加料方式。密度）、料球水比、加料粒度、加料方式。三、筛分、除铁、搅拌三、筛分、除铁、搅拌1 1、压压滤滤脱脱水水（机机械械脱脱水水）：2020-25%25%间间歇歇式式压压滤机滤机2 2、喷雾干燥脱水、喷雾干燥脱水（热风脱水）：（热风脱水）：喷雾干燥塔喷雾干燥塔v 真空练泥的作用真空练泥的作用 经真空练泥后，

42、可经真空练泥后，可排除空气排除空气，使，使泥料水分、组成分布均匀泥料水分、组成分布均匀，收缩减小，提高干燥强度收缩减小，提高干燥强度,提高泥料的可塑性、致密度。提高泥料的可塑性、致密度。v 练泥分为练泥分为粗练和真空练泥（精练）粗练和真空练泥（精练）。（真空）练泥机（真空）练泥机五、五、练泥练泥v影响泥料质量的因素影响泥料质量的因素 1 1）泥饼的水分高低及均匀性）泥饼的水分高低及均匀性。2 2）加料速度。）加料速度。3 3）真空度。）真空度。4 4）泥饼的温度和练泥机室内的温度。）泥饼的温度和练泥机室内的温度。5 5）练泥机结构。）练泥机结构。1)1)颗粒取向的定义：颗粒取向的定义：经过练泥

43、的可塑泥团，其片状颗粒受外力的作用会沿其尺寸经过练泥的可塑泥团，其片状颗粒受外力的作用会沿其尺寸最大方向（长轴方向）重叠排列。最大方向（长轴方向）重叠排列。这种颗粒在平面内择优取这种颗粒在平面内择优取向的现象就是颗粒取向。向的现象就是颗粒取向。v可塑泥团的颗粒取向可塑泥团的颗粒取向3 3）颗粒取向与收缩、变形的关系）颗粒取向与收缩、变形的关系无定向排列：无定向排列：在任何方向上颗粒取向是统计地均匀排列。在任何方向上颗粒取向是统计地均匀排列。定向排列：定向排列：颗粒沿一个方向排列。颗粒沿一个方向排列。无定向排列的坯体在各方向上的收缩是一致的。无定向排列的坯体在各方向上的收缩是一致的。定向排列收缩

44、有差异，定向化程度越高，则各方向收缩越定向排列收缩有差异，定向化程度越高，则各方向收缩越大。大。六、六、陈腐陈腐陈腐：陈腐：坯料陈放一段时间后进入下一工序，坯料水分均匀，性坯料陈放一段时间后进入下一工序，坯料水分均匀，性能提高。能提高。陈腐的作用机理陈腐的作用机理陈腐的作用机理陈腐的作用机理 ：1 11 1）通过）通过）通过）通过毛细管的作用毛细管的作用毛细管的作用毛细管的作用，使坯体中水分更加均匀。，使坯体中水分更加均匀。，使坯体中水分更加均匀。，使坯体中水分更加均匀。2 22 2）水和电解质的作用水和电解质的作用水和电解质的作用水和电解质的作用使粘土颗粒充分水化，发生离子使粘土颗粒充分水化

45、，发生离子使粘土颗粒充分水化，发生离子使粘土颗粒充分水化，发生离子交换，同时非可塑性物质转变为粘土，可塑性提高。交换，同时非可塑性物质转变为粘土，可塑性提高。交换，同时非可塑性物质转变为粘土，可塑性提高。交换，同时非可塑性物质转变为粘土，可塑性提高。3 33 3）有机物：有机物：有机物：有机物：发酵腐烂可塑性提高。发酵腐烂可塑性提高。发酵腐烂可塑性提高。发酵腐烂可塑性提高。压制成形用坯料-墙地砖 墙地砖产品的显著特点是外形均为规则的薄板状。因而大多采用半干压法成形。含水率及水分均匀程度含水率及水分均匀程度 粒度和粒度分布粒度和粒度分布 粉料的堆积性质粉料的堆积性质 容重容重 粉料的流动性粉料的

46、流动性（二）粒度和粒度分布 压制成形粉料必须具有适当的粒度和粒度分布，以满足坯压制成形粉料必须具有适当的粒度和粒度分布，以满足坯料加工过程及烧结过程的要求。料加工过程及烧结过程的要求。造粒后粉料的假颗粒粒度和粒度分布应能满足压制成形的造粒后粉料的假颗粒粒度和粒度分布应能满足压制成形的要求，具有良好流动性、高的堆积密度、良好排气功能。要求，具有良好流动性、高的堆积密度、良好排气功能。通常压制成型所用粉料颗粒的最大尺寸是砖坯最小尺寸的通常压制成型所用粉料颗粒的最大尺寸是砖坯最小尺寸的1/51/101/51/10。(三)粉料的堆积性质 拱桥效应拱桥效应拱桥效应拱桥效应颗粒堆积情况颗粒堆积情况颗粒堆积

47、情况颗粒堆积情况(四)粉料的流动性 喷雾造粒喷雾造粒离心式雾化离心式雾化离心式雾化离心式雾化气流式物化气流式物化气流式物化气流式物化压力式雾化压力式雾化压力式雾化压力式雾化坯料制备过程工艺控制 一、原料水分的测定及配料的调配一、原料水分的测定及配料的调配二、球石质量的检查二、球石质量的检查三、泥料的细度控制三、泥料的细度控制四、泥浆性能的控制四、泥浆性能的控制水分、比重、流动性、稠化度水分、比重、流动性、稠化度等。等。五、坯粉性质的控制五、坯粉性质的控制(一一)坯粉干容重坯粉干容重(二二)坯粉流动性坯粉流动性(三三)坯粉水分坯粉水分u常用成形方法：常用成形方法：包括包括可塑法成形、注浆成形和压

48、制成形可塑法成形、注浆成形和压制成形成形概述成形概述u成形：成形：将坯料加工成具有一定形状和尺寸的半成品。将坯料加工成具有一定形状和尺寸的半成品。可塑成形可塑成形可塑成形可塑成形塑性坯料塑性坯料注浆成形注浆成形注浆成形注浆成形浆料浆料压制成形压制成形压制成形压制成形粉料粉料可塑成形原理：可塑成形原理：利用模具或刀具等的运动所造成的压力、利用模具或刀具等的运动所造成的压力、剪力，挤压等外力对具有可塑性的坯料进行加工，迫使剪力，挤压等外力对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力的作用下发生可塑变形，制成坯体坯料在外力的作用下发生可塑变形，制成坯体。第一节第一节 可塑成形可塑成形塑性变形塑性变形塑

49、性泥团塑性泥团受外力受外力坯体坯体一一 塑性坯料成型性能塑性坯料成型性能1 1、可塑泥团的流变特性、可塑泥团的流变特性uu可塑性泥团受到应力发生形变时既有弹性性质，又可塑性泥团受到应力发生形变时既有弹性性质，又可塑性泥团受到应力发生形变时既有弹性性质，又可塑性泥团受到应力发生形变时既有弹性性质，又有假塑性变形。有假塑性变形。有假塑性变形。有假塑性变形。空气空气0.51u可塑性泥团由固相、液相、少量气相组成的弹性可塑性泥团由固相、液相、少量气相组成的弹性塑性系统。塑性系统。粘土泥团的应力应变曲线粘土泥团的应力应变曲线当应力很小时，受应力当应力很小时，受应力的作用产生形变的作用产生形变，两者呈直线

50、关系，且可逆。，两者呈直线关系，且可逆。当当y y，则出现假塑性变形，不可逆。，则出现假塑性变形，不可逆。假塑性变形：假塑性变形：除去泥团受到的应力，会部分地回复到原除去泥团受到的应力，会部分地回复到原来状态（来状态（用用y y表示表示），剩下的不可逆变形部分），剩下的不可逆变形部分n n叫做叫做假塑性变形。假塑性变形。屈服值：屈服值：由弹性变形过渡到假塑性变形的极限应力由弹性变形过渡到假塑性变形的极限应力y y，称为流动极限（或称流限），称为流动极限（或称流限）强度极限强度极限p p，泥团会开裂破坏，泥团会开裂破坏u泥团的成形性能的评价指标泥团的成形性能的评价指标 一般可以近似地用一般可以近