陶瓷工艺学：第4章 传统陶瓷的生产-陶瓷坯料及表示方法

4.2陶瓷坯料及表示方法4.2.1坯料的概念坯料用于制备陶瓷成型坯的物料。

将各种陶瓷原料（各种粉末、成型剂等）按照一定的比例（配方）下料，经过加工后，得到的多组分的混合物。按照其中液体的含量多少，坯料可以是粉料、泥料、浆料。坯料在陶瓷中的位置各种原料→坯料→成型坯→烧结体（或称为毛坯、素坯）→陶瓷制品（经加工或上釉）。坯料的成分坯料中除了含有保证陶瓷制品成分的物质以外，还含有便于制造陶瓷的物质，如成型剂等。但成型剂等通常是水或/和碳氢化合物，在随后的烧结过程被去除，不会对陶瓷制品的成分产生影响。陶瓷制品的成分不同于坯料的成分。但坯料成分是实现陶瓷制品成分的保证。主料（瘠性的陶瓷粉料）+辅料（满足工艺性能的添加物）+改性料（提高主料性能的添加物）1）主料决定陶瓷材料主要结构和性质的主要原料。如满足高的结构强度需求可选用Si3N3、SiC等为主料。而选用BaTiO3等为主料，可满足陶瓷的介电、压电性能；以BeO为主料，陶瓷可获得高的热稳定形性。2）辅料为满足工艺要求而使用的次要原料。如各种助烧剂、成形用的粘结剂等。如在金红石瓷的生产中，为了获得高的介电性能，主料是TiO2。为了控制晶粒长大，调节介电性能，加入的辅料有：膨润土，以提高坯体的可塑性；有机增塑剂（甲基纤维素或亚硫酸纸浆废液等；萤石（CaF2）起助烧作用；钨酸（H2WO4）以阻止TiO2在烧结过程中的晶粒长大。3）改性料

在主晶相形成的前提下，对主晶相的某些性能进行改变的添加剂。如在制造低频高介电电容器时，为了满足其使用要求，主料选择介电常数较高的BaTiO3。为了使该陶瓷工作区域的的的介电常数增大、工作温度范围增大，加入少量的CaTiO3、MgTiO3。在传统陶瓷中，配方中一般都含有以下三种成分：即粘土、石英、长石。主料、辅料、改性料的角色并不明晰。4.2.2坯料组成的表示方法

不考虑成型剂的影响。1）原料百分比法列出各种原料的质量百分数，原料的名称和产地。例如：某厂刚玉瓷配方有工业氧化铝95.0%、苏州高岭土2.0%、海城滑石3.0%。2）化学组成法根据化学全分析结果，将各种化学物质用质量百分数反映出来。例如：某厂滑石瓷配方有SiO262.10%、CaO0.25%、Al2O33.52%、MgO29.04%、TiO20.08%、KNaO0.12%、Fe2O30.08%、ZnO3.35%。3)坯式表示法（化学式法）用分子式表示各种物质的组成。先进陶瓷

用化学式表示配方.例如：某厂压电陶瓷配方有Pb(Zr0.53Ti0.47)O3。传统陶瓷

用坯式表示配方。在传统陶瓷中，将各种氧化物按酸碱性分为；碱性氧化物（如K2O、Na2O、Li2O、CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO等）、中性氧化物（如Al2O3、Fe2O3等）、酸性氧化物（SiO2、TiO2、B2O3、P2O5等）。坯料的成分按照碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的顺序列出它们的分子数：xR2OyRO·R2O3·zSiO2以中性氧化物R2O3为基准，令其摩尔数为1。这种式子称为坯式。表示坯的成分。用类似方法，也可表示釉的成分：：

R2ORO·mR2O3·nSiO2

这里以碱性氧化物R2O及RO的摩尔数为基准，令其摩尔数为1。

则坯式又称为釉式，专门用于表示釉的成分。4）矿物组成表示法把天然原料中所含的同类矿物含量合并在一起，以纯理论的粘土、长石及石英三种矿物来表示坯料配方组成。表4－13不同制品的矿物组成4.2.3坯料配方的确定

确定配方，包括选择原料种类和其用量。1）考虑因素制品的物理化学性质和使用要求利用积累的数据与经验了解多种原料对产品性能的影响