粘土原料篇
影响陶瓷产品性能及质量的因素有很多,其中最主要的因素无非是:①与原料质量有关的因素,②与生产工艺过程有关的各类因素。一般而言,没有高质量的原料就很难产出性能和质量较好的产品。
粘土的成因与分类
自然界的粘土是多种含水铝硅酸盐矿物的混合体,外观多为土状或致密块状,呈白,黄,红,黑,灰等多种颜色,颗粒微细,将其与水拌和能塑成各类形状,干后形状不变且有一定强度,煅烧后坚硬如石。
自然界的粘土是由含长石的铝硅酸盐矿物的岩石经过漫长的风化,水解,热液蚀变等地质作用而形成的。
粘土根据其结构,组成的不同分为:高岭石类,蒙脱石类,伊利石类三种
。
高岭石类:
高岭土中的高岭石类矿物为多数时杂质必定较少,纯度较高,相应耐火度也高。烧后较白,高温时发育较好,机械强度,热稳定性。化学稳定性较好。因其分散度较小,故可塑性较差。
蒙脱石类:
蒙脱石易粉碎,颗粒细小,可塑性好,干燥收缩较大,干燥强度高,烧成温度较低,烧后色泽不理想。
伊利石类:
伊利石结构与蒙脱石相似,伊利石的晶体较蒙脱石粗,因此可塑性差,干燥强度低,干燥及烧成收缩较小,烧结温度低,烧结范围窄,用的时候特别注意。
粘土的工艺性能:
粘土的工艺性质取决于粘土的化学成分,矿物组成,颗粒组成。如景德镇的高岭土,是含有大量杆状结构形状的高岭石,因此可塑性低,干燥气孔率高,干燥强度低,烧成收缩大,泥浆含水量较多,触变性较强。
粘土原料性质:
可塑性:当泥土与适量的水混练后形成泥团,此泥团在外力作用下产生变形但不开裂,当外力去掉以后,仍能保持其形状不变,粘土的这种性质成为可塑性。
结合性: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性泥团,并且有一定干燥强度的能力。
触变性:粘土泥浆或可塑泥团受到震动或者搅拌,粘度会降低,泥浆的流动性会增加,静置后恢复原状。
收缩性:粘土泥料在干燥时颗粒间的水分排出,颗粒互相靠拢,引起体积收缩,称之为干燥收缩。
烧结性能:粘土是由多种矿物组成的物质,它无固定熔点,而是在一个较大的温度范围内逐渐软化。当粘土在煅烧的过程中,温度超过800~900℃以上时,低共熔物出现,并填充在固体颗粒之间由于表面张力的作用,使固体颗粒进一步靠拢,引起体积急剧收缩,气孔率下降,密度提高,这种开始急剧变化时的温度叫开始烧结温度。
耐火度:耐火度系粘土原料抵抗高温作用下不致熔化的能力。
高岭土加热过程中的变化:
100~110℃湿存水(大气吸附水)与自由水的排除;
110~400℃其他矿物杂质带入水的排除(如多水高岭土中的水)
400~450℃结构水开始缓慢排出
450~550℃结构水快速排出
550~800℃脱水变缓,到800℃时近与停滞
800~1000℃ 残余水排除完毕。