第二节 陶瓷的组成、PPT课件.ppt

1,第二节陶瓷显微结构与性质YujunWuhanuniversityofscienceandtechnology,2,1、玻璃相：,一、陶瓷显微结构相组成,2、莫来石：形成瓷坯骨架的主要成分。,3、残余石英：与莫来石晶体一起构成瓷坯骨架，提高制品的强度和稳定性。,4、气孔：瓷坯显微结构中的气相成分，是烧成时坯内气体没有完全排净而残留在瓷胎之内。,显微结构：显微镜下观察到陶瓷相组成的种类、形状、大小、数量、分布及取向，各种杂质与显微缺陷的存在形式、分布及晶界特征。,3,二、陶瓷原料,可塑性原料：粘土矿物。既有加工所需的可塑性，也能在烧成后形成结构晶相的原料石英类原料：非可塑性的硅、铝氧化物及含氧盐。如石英、蛋白石。可降低粘土的塑性,减少坯体的收缩,防止高温变形。既是非可塑性原料，同时也是能生成晶相的料；熔剂性原料：也具有非可塑性质。包括碱金属、碱土金属氧化物及含氧盐。如长石、石灰石等。功能性原料：其他辅助原料。如氧化锌、色料等。,4,（一）粘土的成因与产状,粘土（clay）是一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体，其矿物粒径一般小于2m，主要由粘土矿物以及其它一些杂质矿物组成。,粘土的成因：,风化残积型：指深成的岩浆岩（如花岗岩、伟晶岩、长英岩等）在原地风化后即残留在原地，多成为优质高岭土的主要矿床类型。风化型粘土矿床主要分布在我国南方(如景德镇高岭村、晋江白安、潮州飞天燕等地），一般称为一次粘土（也称为残留粘土或原生粘土）。,一、粘土矿物原料,5,2.热液蚀变型：高温岩浆冷凝结晶后，残余岩浆中含有大量的挥发分及水，温度进一步降低时，水分则以液态存在，但其中溶有大量其它化合物。当这种热液（水）作用于母岩时，会形成粘土矿床，这就称为热液蚀变型粘土矿，如苏州阳山、衡阳界牌土。,3.沉积型粘土矿床：是指风化了的粘土矿物借雨水或风力的搬运作用搬离原母岩后，在低洼的地方沉积而成的矿床，称为二次粘土（也称沉积粘土或次生粘土），如南安康垅，清远源潭。,粘土的种类不同，物理化学性能也各不相同。粘土可呈白、灰、黄、红、黑等各种颜色。有的粘土疏松柔软且可在水中自然分散，有的粘土则呈致密坚硬的块状。,6,（二）粘土的组成,粘土的性能取决于粘土的组成，包括粘土的矿物组成、化学组成和颗粒组成。其中，矿物组成是基本因素。,1、粘土的化学组成,主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水（H2O）。,含有少量的碱金属氧化物K2O、Na2O，碱土金属氧化物CaO、MgO，以及着色氧化物Fe2O3、TiO2等。,风化残积型粘土矿床一般SiO2含量高，而A12O3含量低。,7,化学组成对粘土性能的影响（1）SiO2：若以石英状态存在的SiO2多时，粘土可塑性降低，但是干燥后烧成收缩小。（2）Al2O3：含量多，耐火度增高，难烧结。（3）Fe2O31，TiO20.5：瓷制品呈白色，含量过高，颜色变深，还影响电绝缘性。（4）CaO、MgO、K2O、Na2O：降低烧结温度，缩小烧结范围。（5）H2O、有机质：可提高可塑性，但收缩大。,8,2、粘土的矿物组成,粘土很少由单一矿物组成，而是多种微细矿物的混合体。因此，粘土所含各种微细矿物的种类和数量是决定其工艺性能的主要因素。,粘土矿物主要为高岭石类（包括高岭石、多水高岭石等）、蒙脱石类（包括蒙脱石、叶蜡石等）和伊利石类（也称水云母）等等。,高岭石,叶腊石,伊利石,9,a高岭石类（Kaolinite）高岭石族矿物包括高岭石、地开石、珍珠陶土和多水高岭石等。高岭石是粘土中常见的粘土矿物，主要由高岭石组成的粘土称为高岭土。,b蒙脱石类蒙脱石（Montmorillonite）也是一种常见的粘土矿物，以蒙脱石为主要组成矿物的粘土称为膨润土（bentonite），一般呈白色、灰白色、粉红色或淡黄色，被杂质污染时呈现其它颜色。,c伊利石类伊利石是白云母经强烈的化学风化作用而转变为蒙脱石或高岭石过程中的中间产物。组成成分与白云母相似，但比正常的白云母多SiO2和H2O而少K2O。与高岭石比较，伊利石含K2O较多而含H2O较少。,10,3、颗粒组成,颗粒组成：粘土中含有的不同大小颗粒的体积百分比含量。），急剧降低烧成温度，热稳定性大大降低，一般控制含量在以下。可提高白度。,33,4、CaO、MgO碱土金属氧化物，一般含量较少，不特别加入。少量时，和碱金属氧化物共同起助熔作用。引入可提高热稳定性和力学强度，提高白度和透明度，改进色调，减弱铁、钛氧化物的不良着色影响。,34,5、Fe2O3、TiO2来自粘土、长石等中的杂质，含量较微。有害影响较大，可使瓷被着色成不好的色泽，影响其外观品质。,35,1、玻璃相：来源：由坯料中的熔剂组份熔融及其与石英、粘土等组份在一定温度下共熔，然后在冷却中凝结而成。玻璃相在瓷坯形成中的作用：填满烧成过程中所产生的空隙，获得烧结致密的胎体。溶解石英和高岭土的分解产物，促进莫来石晶体的成长。,三、陶瓷显微结构相组成来源,2、莫来石：形成瓷坯骨架的主要成分。来源：一部分是高岭土矿物烧成过程中分解生成的新相；另一部分是在长石玻璃中析出的针状莫来石晶体。,36,白度：顾名思义是物体表面含白色的程度，其定义为光谱反射比为100%的理想表面的白度为100度，光谱反射比为零的绝对黑表面的白度为零度。反映了入射光在釉面上的漫反射光的强弱。光泽度：反映了物体受光照射时表面反射光的能力。即釉面上镜面反射光的强弱。材料表面愈光滑，则光泽度愈高。透光度：反映釉面与胎体对入射光的透过能力。,四、陶瓷性质,37,机械强度热稳定性化学稳定性吸湿膨胀性：多孔材料暴露在空气中或水中洗涤时，材料吸收水分而引起坯体膨胀的性质。,38,五、陶瓷性质的影响因素,本征物理量：1.如热膨胀系数