第 2 章坯料及其计算

1、第二章 坯 料1第一节坯料组成的表示方法第三节 配料计算第二节 坯料的类型2第一节 坯料组成的表示方法(p69)配料量表示法 化学组成表示方法 实验式表示法 示性矿物组成表示法31、配料量表示法： 用原料的质量百分数（或质量）来表示配方组成的方法。最常见的表示方法。 石英 13% 长石 22% 宽城土 65% 滑石 1% 优点：具体反映了原料的名称和数量，直观，易记。 便于生产和试验。缺点：各地区、各厂所用原料的组成和性质不同，无法相互对照或直接引用。42、化学组成表示方法： 以坯料中的各组成氧化物的质量百分比来表示配方组成的方法。或称氧化物质量百分比表示法。 SiO2 Al2O3 Fe2O3

2、 CaO MgO K2O Na2O I.L 总计 63.37 24.87 0.81 1.15 0.32 2.05 1.89 5.54 100 单位：wt优点：1.根据组成含量的多少，对坯料烧成温度、变化趋势、收缩大小、坯体颜色等进行初步判断。2.可以利用所用原料的化学组成，计算符合给定化学组成的配方。缺点：原料和产品中的这些氧化物不是孤立的，关系复杂，此法有局限性。5 3、实验式表示法： 以各种氧化物的摩尔数的比例来表示。 (碱性 ) (中性或两性=1 ) (酸性) 4.232 SiO20.9795 Al2O3 0.0205 Fe2O3 0.0872 K2O 0.1224 Na2O 0.082

3、3 CaO 0.0319 MgO 6特点：1.可以明确的看出各组分之间的关系，判断组成特性，估价高温性能，以利于坯料的配置与调整，用来指导生产。2.直观反映各氧化物之间的相互关系。74、示性矿物组成表示法： 坯料配方组成以纯理论的粘土，石英，长石等矿物来表示的方法。 粘土矿物 63.08% 长石矿物 28.62% 石英矿物 8.3%优点：进行配料计算较为简便。依据：同类型的矿物在坯料中所起的作用基本相同。（其实，矿物种类非常多，差异很大）缺点：反映的情况粗略。8第二节 坯料的类型长石质瓷 绢云母质瓷 骨灰瓷 镁质瓷9一 长石质瓷 属长石石英高岭土为主的三组分配料。 一般烧成温度在1250 C-

4、1350 C 岩相组成（T1450C）时， 一般相组成： 玻璃相5060%，莫来石 10-20% ，残余石英 8-12% ，方石英 6-10%10瓷的特点： 、长石质瓷的白度高。 、具有半透明性。 3、烧成温度在1250C 以上的长石质瓷，成瓷后，不透气，吸水率低，瓷质坚硬，断面呈光泽的贝壳状，机械强度高，化学稳定性好。 11 ）由于配料中粘土含量高，所以坯料的可塑性好，易于成型。 ）玻璃相含量高，但由于玻璃相为钾玻璃，烧成温度范围宽。其熔体的高温粘度大，高温粘度系数小，尽管玻璃熔体含量大，但出现的速度慢且粘度大，所以，高温变形小，烧成容易控制。 ）产品一般做日用瓷，餐，茶，酒具，工艺美术瓷，

5、要求性能不高的工业瓷。 工艺性能： 12特点：烧成温度高，机械强度高，热稳定好，透明性差。 应用：化学瓷，耐热瓷，高压电瓷，研磨体（球磨罐），日用瓷。 注意：因为粘土含量高，为防止收缩太大，可加入的熟 粘土。）高长石质瓷 长石含量大于30%，石英1030，粘土2550。 特点：烧成温度低，易变形。半透明性好，脆。热稳定性差。 应用：艺术瓷，日用瓷。常见类型： ）高粘土质硬质瓷 粘土的含量大于，石英小于（常用），长石大约。13 长石质瓷的物理化学基础：K2OAl2O3SiO2系统三元相图。14化学组成波动的范围：（P47表2-5）SiO2 65%75% Al2O319%25% R2O+RO46.

6、5%15 瓷坯中各种氧化物的作用及其相互关系SiO2：由粘土和长石引入，不足部分由石英补充。一部分SiO2与Ai2O3在高温时生成莫来石晶体，莫来石晶体与残余石英一起，形成瓷坯的骨架；一部分SiO2则与碱性金属氧化物在高温下生成玻璃相，使制品具有半透明性。16SiO2是瓷坯的主要成分，含量很高，它直接影响陶瓷的强度和其他性能。但含量不能过高，如果超过75%，陶瓷制品烧后热稳定性变坏，易出现炸裂现象。17Al2O3：瓷中的Al2O3也是瓷坯的主要组成，主要由长石和高岭土引入。一部分存在于莫来石晶体中，另一部分熔解在熔体中以玻璃相的形式存在。 Al2O3的含量增加，可以提高陶瓷制品的物理化学性能和

7、机械强度，提高白度和烧成温度。但它的含量过高（超过28%），会导致制品不易烧熟；含量过低（低于15%），则又易使制品趋于变形和软塌。18K2O和Na2O：K2O和Na2O主要由长石引入，它们是成瓷的主要成分，起助溶剂作用，存在于玻璃相中提高透明度。一般K2O、Na2O含量在5%左右。若含量过高，则会急剧降低瓷的烧成温度与热稳定性。经研究发现， K2O和Na2O作用有差异。在化学稳定性、弹性、热稳定性方面， K2O的性能比较好，制品的烧成温度范围也比较宽，得到的瓷质音韵洪亮、铿锵有声。特别是在南方瓷区，这一特性尤为明显。具湖南界牌瓷厂研究， Na2O过多，瓷的声音沉哑。一般控制K2O、Na2O含

8、量低于5%。19碱土金属氧化物（CaO、MgO）：在我国的瓷坯中，一般不专门引入碱土金属氧化物，因而含量较少。它与碱金属氧化物共同起助熔作用，若引入一定量的CaO、MgO，还可以提高瓷的热稳定性、机械强度、白度和透光度，改善瓷的色调，减弱铁钛的不良着色作用。20Fe2O3、TiO2和MnO：含量很少，但对制品染色的危害很大。提别是Fe2O3 ，不仅使制品呈黄褐色或暗灰色（视烧成气氛而异），还可能出现黑点儿或熔洞。 TiO2的着色虽比Fe2O3轻，但亦使瓷发黄或阴暗，且含量多时会出现淡棕色。对以上几种着色氧化物必须严加控制。一般要求坯料组成中Fe2O3含量在1%一下， TiO2含量在0.2%以下

9、。21瓷中各氧化物之间的关系：采用坯式中的硅铝坐标图说明。22令坯式中的碱性氧化物的摩尔数为1，以Al2O3摩尔数为纵坐标，以SiO2的摩尔数为横坐标，标出一系列瓷坯的组成点。瓷区1：是我国日用瓷组成区 Al2O31.9-4.5 SiO212-20烧成温度1300左右瓷区2：是国外瓷和个别国内瓷的组成区： Al2O34.0-6.0 SiO220.5-27.5烧成温度1400左右规律：1. Al2O3/ SiO2=1:5左右； 2.坯料中Al2O3的摩尔数应不低于2。2324配方调试： 在示性矿物组成的基础上，考虑到实际原料及生产工艺因素而定的。25.配方中的粘土，应用高岭土或烧后白色的粘土，视

10、其成型性能，应采用一定量的高可塑性粘土。 .配方中的长石调整（主要为钾长石，钠长石） .石英：用量不超过。 .其它成分： a.加入-的滑石，引入MgO。(助熔、堇青石提高热稳定性、与FeO形成固溶体提高白度) b.加入废瓷粉，不超过10%。 c.铁，钛含量过高，加入少量磷酸盐，可适当降低坯体的烧成温度，提高瓷体的白度。 d.加少量的着色剂，得到不同的着色泥坯。26二.绢云母质瓷 绢云母（K2O3Al2O36SiO22H2O）KAl2(AlSiO2Si)4O10(OH)2nH2+SiO2 作为熔剂。 绢云母通过瓷石引入的。 瓷石由石英和绢云母及少量其它矿物所组成。 瓷石原料熔融后粘度高（原因：含

11、石英，石英溶于液相提高液相的高温粘度；绢云母可分解为玻璃相和白榴石，具有长石的特性。）27岩相组成： 石英，方石英，莫来石，玻璃相 瓷的特点： 、半透明性好，瓷体中熔体含量高。 、相同条件下，烧成温度低，石英颗粒细，易熔。 、还原焰烧成，瓷质白里泛青。28工艺特点： .绢云母质瓷的成瓷范围： 绢云母3050%，石英 1525% ，高岭土 3050%，其它510% 实际配方：瓷石7030%，高岭土3070% .绢云母可形成莫来石，且形成莫来石温度较低而量多，具有粘土的特征，具有一定的塑性。随绢云母含量不同烧成温度不同，一般在13501300。 3.烧成用还原焰，成瓷后色调柔和。29三.磷酸盐质瓷

12、（骨灰瓷、骨质瓷） 以骨灰（磷酸盐），高岭土，长石，石英配料。 1.岩相组成： 玻璃相40%，-Ca3（PO4）240%，Ca-长石20%，少量的方石英，气孔，莫来石。 302.配方： 化学组成： 主要化学成分：P2O5，SiO2，Al2O，CaO。其中的CaO ，P2O5由骨灰引入。 坯式的大致范围： 1.979.08 SiO2 1.158.3RO Al2O3 0.352.67 P2O5 31实际配方范围： 骨灰 4050% 长石 10%， 高岭土 30%， 石英 10% 如某厂实际配方： 石英8， 长石10，滑石2，生砂石7，骨灰40，碱干6， 木节5， 宽城土22323.瓷质特点： 1）

13、半透明性好 -Ca3（PO4）2 ，Ca-长石晶相与玻璃相折射率接近，散射不大，所以，在玻璃相不太高的情况下，具有很好的半透明性。 332）白度高，粘土用量少，原料中铁含量极低，且少量的铁在磷酸盐中以6配位存在，此时铁离子不显色。其白度一般在80 以上。 343）光泽好，一般采用二次烧成，特别是高温素烧，低温釉烧时，因为釉烧过程中基本无素烧时的化学反应，所以不再有气体排除。 354）装饰效果好，瓷釉通常采用熔块釉，和半低温熔块釉，釉面平整度好。 36 5）机械强度低，热稳定性差。 主要由-Ca3（PO4）2晶相和Ca-长石晶相决定（晶相的机械强度低，线胀系数大）。374、工艺特点： 1）坯料中

14、瘠性料含量多，需加入一定量的粘土，以保证成型性能和生坯的干燥强度。但用量不能太多，否则，半透明性减弱，失去骨灰瓷的特点。所以需加高可塑性的粘土。382）烧成温度范围窄。 原因：（1）在接近烧成温度附近，生成的钙长石溶于液相，且速度快，则此时液相急剧增加，导致烧成温度范围窄， （2）磷酸盐玻璃的高温粘度小，高温粘度系数大，导致烧成温度范围窄。 通常采取在烧成温度下延长时间保温，即低温保温，防止液相增加太快导致制品变形过大。 393）还原焰下烧成，灯光下淡绿色调；氧化焰下，纯白，色调柔和。 4）烧成方式：低温素烧，高温釉烧；高温素烧，低温釉烧。40四.镁质瓷 包括滑石质瓷、镁橄榄石瓷、尖晶石瓷和堇青石瓷。 41滑石质瓷 1.岩相组成：原顽火辉石为主晶相，少量的斜顽火辉石和方石英，少量的玻璃相。 422.配方：滑石6778%，粘土1520%，长石610% 化学组成：SiO2 : 64