[材料科学]_原料的选择与加工处理.ppt

本章主要内容 4.1 原料的选择 4.2 原料的加工处理 重点：各种原料的性能特点,粘土的工艺特性 难点：精细加工技术 4.1 原料的选择 一.原料的传统分类 二.原料的来源分类 三.原料的选择依据 陶瓷工业所用的主要原料 可塑性类原料：主要是粘土类原料； 瘠性类原料：石英类原料； 熔剂类原料：长石类原料。 水泥工业所用的主要原料 石灰质原料：石灰岩、泥灰岩、白垩等； 粘土质原料：粘土、页岩等； 校正原料：硅质原料(石英砂） 铁矿石、炼铁厂尾矿等。 玻璃工业所用的主要原料 引入酸性氧化物的原料:SiO2，B2O3，Al2O3； 引入碱金属氧化物的原料：Na2O，K2O，Li2O； 引入碱土金属氧化物的原料：CaO，MgO，BaO。 耐火材料工业所用的主要原料 硅酸铝及刚玉质耐火材料的原料：粘土、硅质粘土、高铝矾土、工业氧化铝、烧结氧化铝等； 硅质耐火材料的原料：硅石等； MgO–CaO系耐火材料的原料：菱镁矿、白云石 4.1 原料的选择 一.原料的传统分类 二.原料的来源分类 三.原料的选择依据 二.原料的来源分类 1.粘土类原料 2.石英 3.长石 4 KAlSi3O8+ 6H2O --→ 2(Al2O3·2SiO2·2H2O) 钾长石 高岭石 + 8SiO2 + 4KOH 2KAlSi3O8 + H2O + CO2--→ Al2O3·2SiO2·2H2O 钾长石 高岭石 + 4SiO2 + K2CO3 1、粘土类原料 自然界中硅酸盐岩石（主要是长石）经过长期风化或热液蚀变作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或块状矿物，是一种或多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。 1、粘土类原料 1）粘土的组成 2）粘土分类 3）粘土的工艺性能 粘土的化学组成 主要成分是SiO2，Al2O3和结晶水； 含有少量碱金属氧化物(K2O，Na2O)； 碱土金属氧化物(CaO，MgO)； 着色氧化物(Fe2O3，TiO2) 等。 基本结构单位 硅氧四面体和铝氧八面体 粘土的矿物组成 高岭石类（Al2O3·2SiO2·2H2O） 伊利石类（K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O·nH2O） 蒙脱石类（Al2O3·4SiO2·nH2O,n2） 高岭石类（Al2O3·2SiO2·2H2O） 最常见的粘土矿物， 高岭土：由高岭石作为主要成分的粘土 特点：吸附能力小，可塑性、结合性（南软北硬）差异较大，杂质少，白度高，耐火度高。 水云母结构示意图 蒙脱石类（Al2O3·4SiO2·nH2O, n2）： 特点：遇水体积膨胀形成胶状物，具有很强的吸附力和阳离子交换能力。 膨润土：以蒙脱石为主要矿物的粘土； 其颗粒细小，可塑性极强，能提高坯料可塑性和干坯强度； 但杂质较多、收缩大、烧结温度低，坯料中膨润土的用量一般为5%以下。 蒙脱石结构示意图 粘土的颗粒组成 粘土中含有不同大小颗粒的百分含量。 粘土矿物颗粒较细，一般直径在2μm以下。蒙脱石、伊利石类粘土的颗粒比高岭石类粘土细小。 粘土颗粒越细，可塑性越强，干坯强度、干燥收缩也越大。 1、粘土类原料 1）粘土的组成 2）粘土分类 3）粘土的工艺性能 ①按成因分类 一次粘土：称残留粘土或原生粘土，母岩经风化崩碎后就地残留下来的粘土。 特点：质地较纯，耐火度较高，但颗粒较粗，可塑性较差。 二次粘土 ①按成因分类 一次粘土 二次粘土：称沉积粘土或次生粘土，由一次粘土经雨水、河川的漂流及风力作用，而迁移在低洼的地方沉积形成的粘土层。 特点：颗粒细小，可塑性强，耐火度较低，常因混入呈色杂质而带各种颜色。 ②按耐火度分类 耐火粘土：耐火度在1580℃以上。 难熔粘土：耐火度在1350~1580 ℃。 易熔粘土：耐火度在1350 ℃以下。 ③按可塑性分类 高塑性粘土：颗粒较细，水中易分散，可塑性好，呈疏松状。如：膨润土。 低塑性粘土：水中不易分散，较坚硬，可塑性较小，呈致密块状。如：叶腊石、 瓷石。 1、粘土类原料 1）粘土的组成 2）粘土分类 3）粘土的工艺性能 可塑性： 定义：粘土与适量水混练后形成的泥团，在外力作用下，可塑造成各种形状而不开裂，当外力去除以后仍能保持该形状不变的性能。 可塑性指数：液性限度-塑性限度 可塑性指标：工作水分下，泥料受外力作用最初出现裂纹时应