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1、粘土概况 物。自然界中的粘土是多种含水铝硅酸盐矿物的混合物，外观多为土状或致密块状，呈白、黄、红、黑、灰等多种颜色，颗粒微小，大多数均不大于 2m，晶体呈片状、管状、球状以及六角鳞片状等。粘土的主体是由各类粘土的矿物组成，通常还含有杂质矿物，如未风化的岩石碎屑、石英砂、长石、云母、方解石、黄铁矿、有机物杂质等。风化、水解、热液蚀变等作用而形成的。例如：粘土的组成粘土的组成包含化学组成、矿物组成和颗粒组成等三个方面。化学组成由于粘土是由含水铝硅酸盐矿物组成的混合物，故粘土的主要化学成分为 SiO 、Al O223和H ，同时还含有碱金属氧化物K Na 、碱土金属氧化物Ca、Mg、着色氧222化物

2、Fe2O 、TiO3以及烧失成分机械结合水、化合水、有机质、碳酸盐、硫酸盐等。依据粘土的化学组成可以初步推断和估量粘土的一些性能。如粘土中 Al O含量较高，23杂质含量较少时，原料耐火度较高且难以烧结；当粘土中 SiO2较多时，说明该粘土中游离K O Na O 2%时，烧结温度22Fe O23含量大于 0.8%时，制品白度降低，呈灰白色、黄色，甚至暗红色。矿物组成自然粘土通常并不是单一矿物，而是由多种矿物的混合物，只是其中一种是主要矿物。依据主要粘土矿物的不同，可将自然粘土分为高岭石类、蒙脱石类和伊利石类三种。高岭石类Al O 2SiO2H Al O23222339.5%、SiO 46.54

3、%和H O 13.96%，构造式为Al Si O(OH) 。2244108高岭石是高岭土原料中的主要矿物成分。当高岭土中的高岭石矿物含量高，杂质较少，耐火度也较高，烧成后颜色较白，高温时莫来石发育较好，机械强度、热稳定性、化学稳定性均较好。但因其吸附力量弱，分散度较小，故其可塑性和结合性较差。蒙脱石类以蒙脱石为主要矿物的粘土 称为膨润土2.22.9，12。属于单斜晶系晶体，其理论化学通式 Al O4SiO nHn 通常大于，晶体构造式为Al (Si O)(OH) nH O。2322482042蒙脱石易于粉碎，颗粒细小，可塑性较强，遇水体积膨胀，枯燥收缩率较大，枯燥强度5%以下，否则，产品易消灭

4、变形、开裂等质量缺陷。伊利石类 晶系，晶体呈厚薄不等的鳞片状，有时有劈裂、折断痕迹，也有呈板条状。纯的伊利石多呈2.62.912。伊利石类粘土一般可塑性较差，枯燥强度低，枯燥和烧成收缩均较小，烧结温度低，烧结范围窄。颗粒组成2m 以下。固然，粘土种类不同，颗粒大小亦有区分，蒙脱石、伊利石类粘土的颗粒比高岭石类粘土细小一些。 因此，粘土中的细粒矿物较多时，可塑性较强，枯燥收缩大，枯燥强度高，易于烧结成致密的坯体，有利于提高坯体的机械强度、白度、半透亮度以及釉面光滑度和平坦度。粘土的工艺性能粘土的化学组成、矿物组成和颗粒组成打算着粘土的工艺性能。可塑性粘土与适量的水混合后形成泥团，在外力的作用下，

5、泥团发生变形但不开裂，外力散去后，仍能保持原有外形不变，粘土的这种性质称为可塑性。粘土的可塑性通常用塑性指数或塑性指标表示。依据粘土的塑性指数或塑性指标的大小，可将粘土分为以下四类：强塑性粘土：塑性指数15 或塑性指标3.6；中塑性粘土：塑性指数 715 2.53.6；弱塑性粘土：塑性指数 17 或塑性指标2.5；非塑性粘土：塑性指数1。 适当掺入高塑性粘土；增加适量的有机或无机塑化剂，如糊精、胶体 SiO2、羧甲基纤维素钠等；当需要降低粘土或坯料的可塑性时，可适量引入非可塑性物质，如石英、瘠性粘土、熟料等。结合性粘土的结合性是指粘土结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团并且有肯定的枯燥强度 的力

6、量。粘土的结合性对于半成品的枯燥、修坯和上釉存在着重要的影响。粘土的结合性由相关。一般来讲，可塑性强的粘土，其结合力也大。触变性粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低，而其流淌性则会增加，静止后渐渐恢复原状。此外，泥浆放置一段时间后，在保持原水分不变的条件下也会消灭变稠和固化的现象。粘土的这种性质称为触变性。影响粘土的触变性的因素主要有粘土的矿物组成、颗粒大小及外形、水分含量、吸附离子的种类、水化性以及泥料或泥浆的温度等。在陶瓷生产中，期望泥浆有适当的触变性。当泥浆触变性大时，在管道中输送时会很不便利，注浆后的产品易发生形变；当泥浆触变性过小时，则生坯强度较差，影响脱模以及精坯的质量。

7、收缩距缩短而引起的体积收缩，称为枯燥收缩。枯燥后的粘土泥料经过高温煅烧时，由于发生诸如脱水作用、分解作用、莫来石的生成、石英的晶型转化、易熔杂质的转化以及各类熔融物填充质点间空隙等一系列物理化学变化，使得粘土泥料进一步收缩，称为烧成收缩。成型粘土样品经过枯燥和煅烧后的尺寸总变化称为总收缩。影响粘土的收缩的主要因素包括粘土的组成、颗粒外形、含水重量、离子交换力量以及2.4 所示。粘土的收缩通常以线收缩和体收缩来表示，一般而言，体收缩约为线收缩的 3 倍大小。 表2.4各类粘土的收缩范围线收缩%粘土种类枯燥收缩烧成收缩高岭石类310217伊利石类411915蒙脱石类1223610烧结粘土是由多种矿

8、物混合而成的，没有固定的熔点，而是在肯定的温度范围内渐渐软化。当粘土在加热煅烧的过程中，到达肯定温度800900后，连续上升温度时，粘土中低共熔物质开头熔化，液相消灭并渐渐增加，填充在固体颗粒之间，由于液相外表张力的作用，使得未熔颗粒进一步靠拢，引起体积急剧的收缩，气孔率下降，密度提高，这种对应体2.2 t 所示。当温度连续上升时，收缩1将不断增大至最大值，气孔率降至最小值，密度到达最大值，粘土完全烧结，此时对应的温2.2 t 所示。从粘土烧结完全开头，连续上升温度，消灭一个体积2密度和收缩相对稳定的阶段，此时，假设连续上升温度，粘土试样中的液相不断增加，以至于使得试样发生形变而不能保持原有外

9、形，试样气孔率增大，体积膨胀，消灭这种状况的最低2.2 中t 所示。一般将烧结温度到软化温度之间的温度区间称为烧3t t 。23英较少时，易于烧结且烧结温度较低以及烧结范围较窄。因此，不同产地、不同组成的自然粘土矿物的烧结温度t2和软化温度t3以及烧结温度范围t2t 均有较大的变化。3图2.2粘土烧结时的收缩率和气孔率曲线摘自：曹文聪, 杨树森. 一般硅酸盐工艺学. 武汉: 武汉工业大学出版社. 1997粘土在陶瓷生产过程中的作用粘土所具有的工艺性能是陶瓷生产过程中陶瓷成型、烧结的根底。因此，粘土在陶瓷生产中起着格外重要的作用。粘土的可塑性是陶瓷制品得以成型的根底；粘土的结合性可以合理地将各种原料结合在一起，是设计和实现多种原料有效协作、成型的根底；参加适量粘土的注浆料以及釉料，呈现较好的悬浮性和稳定性，使得浆料组成均匀，不至于发生沉淀分层和成分偏析；粘土所具有的离子交换力量，使得可以通过添加电解质而