(一)矿物组成
为便于研究黏土的矿物组成,根据其性质和数量可分成两大类,即黏土矿物和杂质矿物。
黏土矿物的种类和性质已如前所述,主要为高岭石类、蒙脱石类和伊利石类,以及较少见的水铝英石等。
除此之外,在黏土形成过程中,常由于岩石风化未完全,或由于其它因素而混入一些非黏土矿物和有机物质,这些物质我们统称为杂质矿物。杂质矿物通常以细小晶粒极其集合体分散于黏土中,常会影响甚至决定黏土的工艺性能。
杂质矿物的类别及其影响:
1)石英和母岩残渣。这些杂质一般以较粗颗粒混在黏土中,对黏土的可塑性和干燥后强度产生很大影响。工厂多采用淘洗法除去粗颗粒杂质。
2)碳酸盐及硫酸盐类。细颗粒的碳酸盐分布在黏土中对其影响不大,碳酸盐在高温下可分解出CaO、MgO,起熔剂作用,能降低陶瓷的烧成温度。较多的硫酸盐在氧化气氛中容易引起坯泡。
3)铁和钛的化合物。这类杂质矿物能使坯体呈色,降低黏土的耐火度,也会严重影响制品的介电性能、化学稳定性等。
4)有机杂质。黏土中存在少量的有机杂质,可以增加黏土的可塑性和泥浆的流动性,但有机物质过多时也可能会造成瓷器表面起泡与针孔。
(二)化学组成
由于黏土中的主要黏土矿物都是含水的铝硅酸盐。此外,还有少量的碱金属氧化物以及碱土金属氧化物等。
一般黏土原料的化学分析如包括以上九个项目,即已满足生产上的参考需要。
(三)颗粒组成
是指黏土中含有不同大小颗粒的质量分数。
为什么黏土中的细颗粒愈多愈好?由于细颗粒的比表面积大,其表面能也大,因此黏土中的细颗粒愈多时,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,烧后的气孔率也小,有利于成品的力学强度、白度和半透明度的提高。
此外,黏土的颗粒形状和结晶程度也会影响其工艺性质。片状结构比杆状结构的颗粒堆积致密,塑性大、强度高;结晶程度差的颗粒可塑性也大。
测定黏土原料颗粒大小的方法很多,有用显微镜、水簸法、浑浊计法、吸附法等。最简单和最普通的方法是筛分析(0.06mm以上)与沉降法(1~50um)。