《无机非金属材料概论》第7章陶瓷原料.ppt

* * 石英的结构与晶型转化: 石英在陶瓷生产中的作用： 1. 石英是瘠性料，可降低可塑性，减少收缩变形，加快干燥 2. 高温时，增加粘度，减小坯体变形 3. 未熔石英与莫来石一起构成坯体骨架，增加强度 4. 在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融温度，提高釉的耐磨性和抗化学腐蚀性 7.3 长石类原料 钾长石 K2O·Al2O3·6SiO2 钠长石 N2O·Al2O3·6SiO2 钙长石 CaO·Al2O3· 2SiO2 钡长石 BaO·Al2O3·2SiO2 SiO2，Al2O3是长石的主要化学组成，另含有K2O ，Na2O， Fe2O3 钠长石 钾长石 钙长石 钡长石 长石的特性： 1. 长石作熔剂使用，降低烧成温度 2. 长石是瘠性物质，可提高坯体的疏水性 3. 钾长石高温粘度大，钠长石相对粘度小，K2O ，Na2O能显著降低长石的熔化温度和粘度 4. 长石有利于提高坯体的力学强度和化学稳定性 5. 斜长石、钡长石因熔融温度范围窄，只在特种陶瓷中使用 总之：传统陶瓷由粘土、石英、长石三组分构成。 粘土提供了可塑性，保证成型的工艺要求 石英是耐熔的骨架成分 长石是助熔剂，促进烧结时玻璃相的形成 7.4 其他天然矿物原料 霞石（霞石正长岩）： 主要矿物组成是正长石，微斜长石，霞石 特点：熔融后粘度较高，制品不易变形 常用霞石正长岩代替长石 7.4 其他天然矿物原料 滑石： 3 MgO .4SiO2 . H2O 滑石是天然的含水硅酸镁矿物。 滑石有良好的耐热性、润滑性、抗酸碱性、绝缘性及对油类有强烈吸附性等优良特性，是陶瓷工业常用原料之一 无线电陶瓷中的滑石瓷、镁橄榄石瓷均是以滑石为主要原料 我国滑石产地有闻名于世的辽宁海城和山东掖南，另有山西、两广、湖南等地 7.4 其他天然矿物原料 硅灰石： CaO.SiO2 硅灰石属链状结构的偏硅酸钙类矿物。 特点： 硅灰石不含有机物和结构水，干燥收缩和烧成收缩都很小，是制作陶瓷的优良原料 热膨胀系数小，适用于快速烧成 抗热冲出性能高，介电损失小 但烧成范围小 7.4 其他天然矿物原料 辉石 辉石是辉石族矿物的总称，陶瓷工业用的透辉石和锂辉石均属于单斜晶系的辉石 透辉石是CaMg (Si2O6)或CaO. MgO .2SiO2，作为主要原料，适于低温、快速烧成，也可作用为助熔剂 锂辉石LiAl (Si2O6)或Li2O. Al2O3 .4SiO2，用作助熔剂 7.4 其他天然矿物原料 石灰石 石灰石属沉积岩的碳酸盐类矿石，以CaCO3为主，主要矿物是方解石 CaCO3在860~976℃分解生成CaO和CO2，分解后起熔剂作用 可在较低温度时与粘土和石英发生反应，降低烧成温度，缩短烧成时间，增加产品的透明度，增加坯釉结合强度 陶瓷原料 7.5 化工原料 7.5.1 氧化物原料 简单氧化物: Al2O3 ， ZrO2 ， SiO2 ， CaO ， BaO 复合氧化物: 3Al2O3 . 2SiO2 ~ 2Al2O3 . 2SiO2 金属盐 BaCO3 MgCO3 陶瓷原料 7.5.1 氧化物原料 氧化铝： 氧化铝的特点：熔点高、硬度大、绝缘性好等 用于电子陶瓷、高温陶瓷、耐磨陶瓷等 氧化铝的三种变体 α- Al2O3 β- Al2O3 γ- Al2O3 氧化铝的预烧 各种先进陶瓷的市场占有率 材 料 市 场 占 有 率 % 氧化铝 35--38 氧化铍 1--2 堇青石 3--4 铁氧体 8--9 碳化硅 6--7 氮化硅 1--2 钛酸盐 20--21 氧化锆 6--8 其他 15 -- 16 Bayer工艺生产Al2O3 氧化铝陶瓷阀片 耐磨损、耐腐蚀、耐高温 陶瓷原料 7.5.1 氧化物原料 二氧化锆： 二氧化锆熔点高、硬度大、化学稳定性好、有导温导电性、密度5.68~6.27。 二氧化锆有三种晶型 ZrO2 的稳定化 ZrO2的相变增韧 ZrO2的制备 锆英石法，中和共沉淀法， 锆醇盐法 锆英石 氧化锆永不磨损表带，珠宝材料，首饰挂件，核工业激光工业零件 陶瓷原料 7.5.1 氧化物原料 莫来石： 3Al2O3 . 2SiO2 ~ 2Al2O3 . 2SiO2 莫来石有良好的化学、力学、高温性能 莫来石的制备有烧结法和熔融法 陶瓷原料 7.5.2 非氧化物原料 碳化物： 碳化物的特点：电阻率小、导热系数高、熔点高、硬度高、热膨胀系数小 碳化物的制备 直接化合 (