2第一章原料石英长石全解.ppt

材料科学与工程学院材料科学与工程学院第二节第二节 石英类原料石英类原料一、石英类原料的种类和性质一、石英类原料的种类和性质自然界中的自然界中的SiOSiO2 2结晶矿物统称为石英，俗称玛瑙、水晶结晶矿物统称为石英，俗称玛瑙、水晶 在陶瓷、玻璃、耐火材料生产中采用得较多的石英类原料主要在陶瓷、玻璃、耐火材料生产中采用得较多的石英类原料主要有脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、硅藻土、隧石等有脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、硅藻土、隧石等 SiOSiO2 2存在的方式（地壳中丰度存在的方式（地壳中丰度6060％）：由于地质产状不同，％）：由于地质产状不同， SiOSiO2 2呈现为多种状态：呈现为多种状态： 1 1、以硅酸盐矿物的形式存在，构成矿物岩石、以硅酸盐矿物的形式存在，构成矿物岩石 2 2、以独立状态存在，单矿物实体，其中结晶态二氧化硅统、以独立状态存在，单矿物实体，其中结晶态二氧化硅统称为石英称为石英材料科学与工程学院材料科学与工程学院石英石英水晶－结晶良好的水晶－结晶良好的石英石英水晶－结晶良好的石英水晶－结晶良好的石英材料科学与工程学院材料科学与工程学院石英砂石英砂 硅砂，白色，淡黄色、浅灰色或红褐色。

硅砂，白色，淡黄色、浅灰色或红褐色优质的硅砂：玻璃工业原料成分主要是优质的硅砂：玻璃工业原料成分主要是SiO2,SiO2,并含有少并含有少 量的量的A1A12 2O O3 3、、K K2 2O O、、 Fe Fe2 2O O3 3等杂质，而等杂质，而FeFe2 2O O3 3、、CrCr2 2O O3 3和和TiOTiO2 2等等 是极其有害极其有害的成分是极其有害极其有害的成分 耐火度耐火度是指材料在高温作用下达到是指材料在高温作用下达到特定软化程度的温度，表征材料抵特定软化程度的温度，表征材料抵抗高温作用的性能抗高温作用的性能材料科学与工程学院材料科学与工程学院脉石英脉石英 致密结晶态，火成岩致密结晶态，火成岩 外观特点：纯白，半透明呈油脂光泽，断口呈贝壳状外观特点：纯白，半透明呈油脂光泽，断口呈贝壳状 SiOSiO2 2>99%>99%，是生产日用细瓷、耐火硅砖、釉料的良好原料是生产日用细瓷、耐火硅砖、釉料的良好原料材料科学与工程学院材料科学与工程学院砂砂 岩岩 碎屑沉积岩，石英颗粒由胶结物结合，根据胶结碎屑沉积岩，石英颗粒由胶结物结合，根据胶结物不同分为：物不同分为： 石灰质砂岩，粘土质砂岩，石膏质砂岩，云母质石灰质砂岩，粘土质砂岩，石膏质砂岩，云母质砂岩，硅质砂岩砂岩，硅质砂岩。

陶瓷中仅用：硅质砂岩陶瓷中仅用：硅质砂岩 SiO SiO2 2 含量含量 90 90～～ 95% 95%材料科学与工程学院材料科学与工程学院石英岩石英岩 硅质砂岩经变质作用，石英颗粒再结晶形成的岩石硅质砂岩经变质作用，石英颗粒再结晶形成的岩石 外观特点：灰白色，光泽鲜明，断面致密，强度大，外观特点：灰白色，光泽鲜明，断面致密，强度大， 硬度高 SiOSiO2 2 ＞＞ 97 97％ 用于制作高级玻璃和陶瓷用于制作高级玻璃和陶瓷材料科学与工程学院材料科学与工程学院其它其它 玉髓、燧石、玛瑙：硬度高，可作研磨材料，砌筑球磨机内玉髓、燧石、玛瑙：硬度高，可作研磨材料，砌筑球磨机内衬，研磨体球石用衬，研磨体球石用 球形石英（俗称鹅卵石）：杂质有限、硬度高和外形圆滑，球形石英（俗称鹅卵石）：杂质有限、硬度高和外形圆滑，用作研磨球石用作研磨球石 自然界中尚存在有无定形的非晶质自然界中尚存在有无定形的非晶质SiOSiO2 2，如外观为致密块状，如外观为致密块状或钟乳状的蛋白石（或钟乳状的蛋白石（SiOSiO2 2·nH·nH2 2O O），由硅藻的遗骸沉积所形成的），由硅藻的遗骸沉积所形成的硅藻土（含水硅藻土（含水 SiO SiO2 2）等。

等材料科学与工程学院材料科学与工程学院SiOSiO2 2物理性质物理性质 外观：外观：视其种类不同而异，大多呈乳白色，有的呈灰白色，视其种类不同而异，大多呈乳白色，有的呈灰白色，半透明状态，断面具有玻璃光泽或脂肪光泽半透明状态，断面具有玻璃光泽或脂肪光泽 硬度：硬度：莫氏硬度为莫氏硬度为7 7 密度：密度：晶型不同密度不同，变动范围晶型不同密度不同，变动范围2.22—2.652.22—2.65 化学稳定性：化学稳定性：具有强耐酸侵蚀力（除具有强耐酸侵蚀力（除HFHF外）；与碱作用，外）；与碱作用，生成可溶性硅酸盐；与碱金属氧化物作用生成硅酸盐与玻璃生成可溶性硅酸盐；与碱金属氧化物作用生成硅酸盐与玻璃态物质 熔融温度范围：熔融温度范围：14001400 C C—1770—1770 C C，由，由SiOSiO2 2的形态和杂质的形态和杂质含量决定含量决定材料科学与工程学院材料科学与工程学院莫氏硬度莫氏硬度1. 1. 滑石滑石 2. 2. 石膏石膏 3. 3. 方解石方解石 4. 4. 萤石萤石 5. 5. 磷灰石磷灰石 6. 6. 正长石正长石 7. 7. 石英石英 8. 8. 黄玉黄玉 9. 9. 刚玉刚玉 10. 10. 金刚石金刚石材料科学与工程学院材料科学与工程学院二、石英的晶型转化二、石英的晶型转化材料科学与工程学院材料科学与工程学院重建性重建性 位位移移性性 石英晶型转变温度和体积变化情况石英晶型转变温度和体积变化情况 材料科学与工程学院材料科学与工程学院高温型的迟缓转化（横向转化或一级转化）高温型的迟缓转化（横向转化或一级转化） 　　 由由表表面面向向内内部部逐逐步步进进行行，，结结构构变变化化。

因因为为形形成成新新的的稳稳定定晶晶型型，，所所以以需需较较高高的的活活化化能能；；转转变变速速度度慢慢；；体体积积变变化化较较大大，，所以需较高温度及较长时间所以需较高温度及较长时间低温型的迅速转变（纵向转变或二级转变）低温型的迅速转变（纵向转变或二级转变） 由表及里瞬间同时转化，体积变化小，结构不特殊变化，由表及里瞬间同时转化，体积变化小，结构不特殊变化，位移型转变（键之间的角度稍做变动为位移型转变），易进行，位移型转变（键之间的角度稍做变动为位移型转变），易进行，且转化可逆且转化可逆材料科学与工程学院材料科学与工程学院 自然界中石英大部分以自然界中石英大部分以 ——石英石英存在，很少以鳞石英或方石存在，很少以鳞石英或方石英英的介稳状态存在的介稳状态存在 石英多晶转变的体积效应：石英多晶转变的体积效应： 一级转变的体积变化大，但由于其一级转变的体积变化大，但由于其转化速度慢转化速度慢，体积效应小，，体积效应小， 且在高温下有液相存在，对坯体且在高温下有液相存在，对坯体影响不大影响不大 二级转变的体积变化小，但二级转变的体积变化小，但转化速度快转化速度快，瞬间完成，体积效，瞬间完成，体积效 应大，无液相，对坯体影响大，必须应大，无液相，对坯体影响大，必须严格控制严格控制。

材料科学与工程学院材料科学与工程学院 石英预烧，利于粉碎：石英预烧，利于粉碎：1000 1000  C C煅烧煅烧  急冷急冷  变松变松 ，，利用利用石英石英573 573  C C晶型转化时的体积变化效应晶型转化时的体积变化效应 陶瓷的烧成过程，必须注意升降温速度的问题，之所以要陶瓷的烧成过程，必须注意升降温速度的问题，之所以要控制升降温速度就是由于一些原材料在加热或冷却过程中伴随控制升降温速度就是由于一些原材料在加热或冷却过程中伴随着体积的膨胀或收缩如果控温不当，这些膨胀或收缩在极短着体积的膨胀或收缩如果控温不当，这些膨胀或收缩在极短的时间完成，会造成坯体或制品开裂的时间完成，会造成坯体或制品开裂 SiOSiO2 2晶型转化与生产应用晶型转化与生产应用 耐火材料中加入矿化剂耐火材料中加入矿化剂 材料科学与工程学院材料科学与工程学院三、石英类原料的作用三、石英类原料的作用 石英类原料的应用领域、主要作用和品质要求：石英类原料的应用领域、主要作用和品质要求：材料科学与工程学院材料科学与工程学院第三节第三节 长石类原料长石类原料 自然界中长石的种类很多，归纳起来都是由以下四种长自然界中长石的种类很多，归纳起来都是由以下四种长石组合而成：石组合而成：v 钠长石钠长石(Ab) Na[AlSi3O8]或或Na2O·Al2O3·6SiO2v 钾长石钾长石(Or) K[AlSi3O8]或或K2O·Al2O3·6SiO2v 钙长石钙长石(An) Ca[Al2Si2O8]或或Ca O·Al2O3·2SiO2v 钡长石钡长石(Cn) Ba[Al2Si2O8]或或BaO·Al2O3·2SiO2一、长石原料种类和性质一、长石原料种类和性质材料科学与工程学院材料科学与工程学院钠长石钠长石钾长石钾长石钙长石钙长石钡长石钡长石材料科学与工程学院材料科学与工程学院 钾长石钾长石 KAS KAS6 6 ：：1150±20℃1150±20℃分解为白榴子石，分解为白榴子石，1530 ℃1530 ℃全部熔融，熔融温度范围宽，高温粘度大，随温度升高粘度全部熔融，熔融温度范围宽，高温粘度大，随温度升高粘度下降慢。

下降慢 钠长石钠长石NaASNaAS6 6 ：：1120 ℃1120 ℃开始熔融，钠长石的开始熔融温开始熔融，钠长石的开始熔融温度比钾长石低，熔化时没有新的晶相产生，液相稳定，粘度度比钾长石低，熔化时没有新的晶相产生，液相稳定，粘度低，易引起产品变形；低，易引起产品变形； 钙长石钙长石CaASCaAS2 2：：熔点高达熔点高达1550 ℃1550 ℃，熔融范围窄，熔体不，熔融范围窄，熔体不透明，透明， 粘度小，冷却易析晶，化学稳定性差，配制的瓷料粘度小，冷却易析晶，化学稳定性差，配制的瓷料机械强度大机械强度大 钡长石钡长石 BaAS BaAS2 2：：熔点高达熔点高达1725 ℃1725 ℃，熔融范围不宽，普通陶，熔融范围不宽，普通陶瓷不采用，可人工合成，瓷不采用，可人工合成， 电学性能好电学性能好 混混熔熔特特性性：：几几种种基基本本类类型型的的长长石石，，由由于于其其结结构构关关系系，，彼此可混合形成共熔体，钾钙不共熔彼此可混合形成共熔体，钾钙不共熔材料科学与工程学院材料科学与工程学院钾长石钾长石+ +钠长石：钠长石：钾长石和钠长石常以固熔体存在钾长石和钠长石常以固熔体存在 钾长石和钠长石高温互溶，低温分离；据含量不同，晶钾长石和钠长石高温互溶，低温分离；据含量不同，晶体折射率不同；钾钠长石的固熔体，钠长石含量少时形成晶体折射率不同；钾钠长石的固熔体，钠长石含量少时形成晶斑；含量多时，形成条纹斑；含量多时，形成条纹 。

实际生产中，常用的为钾钠长石所谓的钾长石指以钾实际生产中，常用的为钾钠长石所谓的钾长石指以钾长石为主的的钾钠长石所谓的钠长石指以钠长石为主的钾长石为主的的钾钠长石所谓的钠长石指以钠长石为主的钾钠长石•钾钠长石的命名方法：钾钠长石的命名方法： 钠长石含量钠长石含量 50% 50% 透长石透长石 钠长石含量钠长石含量 30% 30% 正长石正长石 钠长石含量钠长石含量 20% 20% 微斜长石微斜长石材料科学与工程学院材料科学与工程学院钠长石钠长石 + + 钙长石：钙长石： 钠长石和钙长石高温下任意比互溶，低温下也不分离钠长石和钙长石高温下任意比互溶，低温下也不分离 钠长石和钙长石命名方法：钠长石和钙长石命名方法： 钠长石钠长石   90%90% 钠长石钠长石 钙长石钙长石   90%90% 钙长石钙长石 其余称其余称斜长石斜长石。

钾长石钾长石 + + 钙长石：钙长石： 钾长石和钙长石的固溶性差，小于钾长石和钙长石的固溶性差，小于10%10%，在任何温度下几乎，在任何温度下几乎不互溶材料科学与工程学院材料科学与工程学院长石的种类及性质长石的种类及性质材料科学与工程学院材料科学与工程学院二、长石的作用二、长石的作用 玻璃和陶瓷工业的主要原料之一玻璃和陶瓷工业的主要原料之一 玻璃中：引入玻璃中：引入NaNa2 2O O、、K K2 2O O，减少了纯碱用量；，减少了纯碱用量； 陶瓷中：熔剂性矿物，降低陶瓷产品的烧成温度；在釉料陶瓷中：熔剂性矿物，降低陶瓷产品的烧成温度；在釉料和色料中，它又是形成玻璃的主要成分和色料中，它又是形成玻璃的主要成分材料科学与工程学院材料科学与工程学院长石在陶瓷及玻璃工业中的主要作用和品质要求简表长石在陶瓷及玻璃工业中的主要作用和品质要求简表材料科学与工程学院材料科学与工程学院 长石是陶瓷、玻璃生产中主要熔剂性原料，一般用作坯料、长石是陶瓷、玻璃生产中主要熔剂性原料，一般用作坯料、釉料、色料熔剂等的基本成分，用量较大，是日用陶瓷的三大釉料、色料熔剂等的基本成分，用量较大，是日用陶瓷的三大原料之一。

长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用原料之一长石在坯料和釉料中做为主要成分，起熔剂的作用§为使坯体既易烧结，又不变形，则希望长石有为使坯体既易烧结，又不变形，则希望长石有较低的熔化较低的熔化温温度，度，较宽较宽的熔化温度的熔化温度范围范围 §为使釉料在坯料烧结温度下成熟，要求釉料具有较高的始熔温为使釉料在坯料烧结温度下成熟，要求釉料具有较高的始熔温度，较宽的熔融温度范围度，较宽的熔融温度范围 §这这就就要要求求在在烧烧成成过过程程中中，，长长石石既既具具有有良良好好的的熔熔剂剂作作用用（（即即较较高高的的溶溶解解其其它它物物质质的的能能力力）），，又又使使熔熔融融液液相相具具有有较较高高粘粘度度（坯体不易变形坍塌；釉料不易流釉）坯体不易变形坍塌；釉料不易流釉）材料科学与工程学院材料科学与工程学院通常在陶瓷配料中主要使用钾长石，玻璃中使用钠长石通常在陶瓷配料中主要使用钾长石，玻璃中使用钠长石材料科学与工程学院材料科学与工程学院第四节第四节 钙质原料钙质原料 1 1、钙质原料的种类和性质、钙质原料的种类和性质硅酸盐水泥、陶瓷和玻璃硅酸盐水泥、陶瓷和玻璃常见钙质原料的种类和性质下表：常见钙质原料的种类和性质下表：硅灰石的工艺特性硅灰石的工艺特性 硅灰石的工艺特性有：具有针状晶形，甚至细小的颗硅灰石的工艺特性有：具有针状晶形，甚至细小的颗粒也呈纤维状，纤维的长度与其直径之比通常为粒也呈纤维状，纤维的长度与其直径之比通常为7~8:17~8:1，有的可达，有的可达15~20:115~20:1；具有内在的助熔性质，是一种天；具有内在的助熔性质，是一种天然低温助熔剂；不含化学结晶水和碳酸盐，烧火量小，然低温助熔剂；不含化学结晶水和碳酸盐，烧火量小，在焙烧过程中可减少产生排气现象，具有稳定的物理在焙烧过程中可减少产生排气现象，具有稳定的物理化学性能，硅灰石的吸水率和吸油率低，化学性能，硅灰石的吸水率和吸油率低，100g100g吸收吸收20~60mg20~60mg；具有良好的介电性能和较高的耐热性能；具有良好的介电性能和较高的耐热性能材料科学与工程学院材料科学与工程学院表表1-1-7 1-1-7 常见钙质原料的种类和性质常见钙质原料的种类和性质材料科学与工程学院材料科学与工程学院二、钙质原料在生产中的作用及其品质要求二、钙质原料在生产中的作用及其品质要求 水泥：生产水泥：生产1t1t水泥熟料需要约水泥熟料需要约1.21.2～～1.3t1.3t石灰石干原料。

石灰石干原料方镁石膨胀造成的水泥安定性不良，石灰石中氧化镁的含量小方镁石膨胀造成的水泥安定性不良，石灰石中氧化镁的含量小于于3.0%3.0% 陶瓷：较纯，熔剂矿物，降低烧成温度硅灰石还可作陶瓷：较纯，熔剂矿物，降低烧成温度硅灰石还可作为日用瓷、低损耗无线电陶瓷、火花塞及磨具、釉料等的主要为日用瓷、低损耗无线电陶瓷、火花塞及磨具、釉料等的主要原料快速烧成快速烧成 玻璃：增加化学稳定性和机械强度玻璃：增加化学稳定性和机械强度CaOCaO含量大于含量大于50%50%，，有害着色物质有害着色物质FeFe2 2O O3 3的含量小于的含量小于0.15%0.15%材料科学与工程学院材料科学与工程学院三、钙质工业废渣三、钙质工业废渣 电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥等都可在水泥生产中使用电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥等都可在水泥生产中使用表表1-1-8 1-1-8 水泥工业钙质原料的质量指标水泥工业钙质原料的质量指标材料科学与工程学院材料科学与工程学院第五节第五节 镁质原料镁质原料 镁质耐火材料、镁质胶凝材料的主要原料，陶瓷和玻璃镁质耐火材料、镁质胶凝材料的主要原料，陶瓷和玻璃工业常用的熔剂原料之一。

工业常用的熔剂原料之一 常见种类和性质如下：常见种类和性质如下：材料科学与工程学院材料科学与工程学院表表1-1-10 1-1-10 常用镁质原料的种类和性质常用镁质原料的种类和性质材料科学与工程学院材料科学与工程学院§菱镁矿菱镁矿作用：作用： •用菱镁矿部分取代长石，可降低坯料的烧成温度，并减少液相量用菱镁矿部分取代长石，可降低坯料的烧成温度，并减少液相量 • 提高坯体的半透明性，机械强度提高坯体的半透明性，机械强度 • 釉料中，加入菱镁矿引入釉料中，加入菱镁矿引入MgOMgO，作用与滑石类似，可加宽釉料，作用与滑石类似，可加宽釉料的熔融温度范围，改善釉层的弹性，稳定性的熔融温度范围，改善釉层的弹性，稳定性 §应用：应用： 　　　　电子工业用的镁质瓷，其他陶瓷坯料很少用，常用滑石引电子工业用的镁质瓷，其他陶瓷坯料很少用，常用滑石引入入MgOMgO 陶瓷工业：熔剂原料、镁质瓷陶瓷工业：熔剂原料、镁质瓷材料科学与工程学院材料科学与工程学院白云石白云石 在陶瓷工业中，白云石的使用能同时引入在陶瓷工业中，白云石的使用能同时引入CaOCaO及及MgOMgO。

作用：作用： 一般起熔剂作用一般起熔剂作用, ,降低烧成温度，促进石英的转化与莫降低烧成温度，促进石英的转化与莫来石的形成，加入釉中可提高透光性，不易乳浊来石的形成，加入釉中可提高透光性，不易乳浊材料科学与工程学院材料科学与工程学院透辉石透辉石————在坯体中作用在坯体中作用——低温快烧低温快烧•降低烧成温度：降低烧成温度：降温幅度降温幅度150150～～200℃200℃•快速烧成：快速烧成：针状、柱状等晶型提供坯体水分快速逸通路针状、柱状等晶型提供坯体水分快速逸通路, ,，可，可快速干燥；不含有机物、结晶水、吸附水等，无明显吸热、放快速干燥；不含有机物、结晶水、吸附水等，无明显吸热、放热效应，不发生快速相变，膨胀系数小热效应，不发生快速相变，膨胀系数小, ,能够快速烧成能够快速烧成 •减少烧成收缩：减少烧成收缩：透辉石质面砖烧成收缩约为透辉石质面砖烧成收缩约为0.30.3％～％～0.50.5％，％，而普通釉面砖的收缩率为而普通釉面砖的收缩率为1 1％～％～1.51.5％左右 •提高机械强度：提高机械强度：透辉石质釉面砖主要以透辉石、石英为骨架，透辉石质釉面砖主要以透辉石、石英为骨架，钙长石、方石英及少量的莫来石与玻璃体填充空隙而构成交织钙长石、方石英及少量的莫来石与玻璃体填充空隙而构成交织结构，因而使制品具有较高的机械强度。

结构，因而使制品具有较高的机械强度•热稳定性好：热稳定性好：坯釉料结合较好坯釉料结合较好材料科学与工程学院材料科学与工程学院 熔剂：熔剂：降低烧成温度，在较低温度下形成液相，促进降低烧成温度，在较低温度下形成液相，促进莫来石的生长，同时扩大烧成温度范围莫来石的生长，同时扩大烧成温度范围 坯体中加入滑石，提高坯体白度，透明度，机械强度，坯体中加入滑石，提高坯体白度，透明度，机械强度，和热稳定性和热稳定性 釉中加入滑石，提高釉的弹性，热稳定性，加宽釉釉中加入滑石，提高釉的弹性，热稳定性，加宽釉的熔融温度范围的熔融温度范围 应用：应用：日用瓷，釉面砖，电瓷（滑石瓷），堇青石日用瓷，釉面砖，电瓷（滑石瓷），堇青石质陶瓷，或堇青石质窑具质陶瓷，或堇青石质窑具 滑石滑石 —— —— 作用作用 材料科学与工程学院材料科学与工程学院注意事项注意事项 由于滑石多数是片状结构，破碎时易呈片状颗粒，使得由于滑石多数是片状结构，破碎时易呈片状颗粒，使得挤压成型时，坯料中的滑石易按一定方向排列，烧成时不同挤压成型时，坯料中的滑石易按一定方向排列，烧成时不同方向收缩不一致而引起开裂。

针对原料这种特性，为了保证方向收缩不一致而引起开裂针对原料这种特性，为了保证产品的质量，工厂中常采用的办法是：产品的质量，工厂中常采用的办法是： 1) 1)采用几种不同类型或不同地区的滑石原料同时配料，利采用几种不同类型或不同地区的滑石原料同时配料，利用原料本身结构性质的差异，来补偿或抵消单一原料结构上的用原料本身结构性质的差异，来补偿或抵消单一原料结构上的缺陷 2) 2)将滑石预烧，再行粉碎这样可以破坏滑石原有的片状将滑石预烧，再行粉碎这样可以破坏滑石原有的片状结构，同时可减少收缩、降低介电损失、提高抗折强度预烧结构，同时可减少收缩、降低介电损失、提高抗折强度预烧的温度随原料组织结构而有不同，一般在的温度随原料组织结构而有不同，一般在1350℃1350℃左右材料科学与工程学院材料科学与工程学院 耐火材料工业：镁砖、镁质耐火制品、白云石耐火材料耐火材料工业：镁砖、镁质耐火制品、白云石耐火材料　　 玻璃生产中：白云石和菱镁矿引入玻璃生产中：白云石和菱镁矿引入MgOMgO的主要原料改善的主要原料改善玻璃成形性能，提高玻璃的化学稳定性和机械强度玻璃成形性能，提高玻璃的化学稳定性和机械强度。

水泥工业中：菱镁矿、白云石等镁质原料在适当温度煅烧水泥工业中：菱镁矿、白云石等镁质原料在适当温度煅烧分解后可获得活性较高的分解后可获得活性较高的MgOMgO，与水或氯盐作用，生成具有一定，与水或氯盐作用，生成具有一定强度的水硬性镁质胶凝材料强度的水硬性镁质胶凝材料材料科学与工程学院材料科学与工程学院第六节第六节 其它原料其它原料 地壳中的含量地壳中的含量15.3415.34％来源：铝土矿、高岭土等矿物来源：铝土矿、高岭土等矿物1.1.氧化铝氧化铝(Al(Al2 2O O3 3) ) 1 1、氧化铝的主要晶型、氧化铝的主要晶型 α- Al α- Al2 2O O3 3 ：三方柱状晶体：：三方柱状晶体：O O2-2-六方紧密堆积，六方紧密堆积，AlAl3+3+填充６填充６个个O O2-2-围成的八面体中心由于围成的八面体中心由于AlAl3+3+与与O O2-2-个数比例为个数比例为2:32:3，所以，所以AlAl3+3+只能填充只能填充O O2-2-八面体空隙的八面体空隙的2/32/3；高温稳定型，熔点高，硬度；高温稳定型，熔点高，硬度大（大（9 9），耐化学腐蚀，优良的介电性能。

耐化学腐蚀，优良的介电性能 β- Alβ- Al2 2O O3 3：含碱金属（碱土金属）的铝酸盐的总称用：含碱金属（碱土金属）的铝酸盐的总称用RO·6A12O3和和R2O·11A12O3表示材料科学与工程学院材料科学与工程学院2. 2. 助熔剂（碱金属氧化物）助熔剂（碱金属氧化物）3. 3. 含硼原料含硼原料(B(B2 2O O3 3) ) 4. 4. 辅助原料辅助原料 澄清剂澄清剂 着色剂着色剂 脱色剂脱色剂 乳浊剂乳浊剂 5. 5. 碎玻璃、稀土元素氧化物在玻璃生产中应用碎玻璃、稀土元素氧化物在玻璃生产中应用 材料科学与工程学院材料科学与工程学院目的：目的：原料预处理：原料预处理：预烧、破碎、筛分、除铁等第七节第七节 原料预处理原料预处理 一一 预烧预烧 1. 1.原因：原因：多种结晶型态多种结晶型态，晶型转变时，必然会有体积变化；，晶型转变时，必然会有体积变化；特殊结构特殊结构，不易磨细，片状结构，定向排列，收缩不一样，不易磨细，片状结构，定向排列，收缩不一样; ;原料原料灼减量灼减量较大则烧成时收缩较大，也会引起开裂、变形。

较大则烧成时收缩较大，也会引起开裂、变形 2. 2.预烧作用预烧作用ü 原料晶型稳定；原料晶型稳定；ü 破坏原来结构改变物性使之更符合工艺要求，提高产品质量；破坏原来结构改变物性使之更符合工艺要求，提高产品质量；ü 易于破碎；易于破碎；ü 提高原料的纯度；提高原料的纯度；ü 减少产品的收缩减少产品的收缩 材料科学与工程学院材料科学与工程学院 二、二、 原料的破碎原料的破碎 1. 1.目的目的 （（1 1））使使原原料料中中的的杂杂质质易易于于分分离离（（如如通通过过磁磁选选机机除除去去磁磁性性物物质质，，通过筛网除去片状云母矿物等）；通过筛网除去片状云母矿物等）； （（2)2)使各种原料能够均匀混合，使成型后的坯体致密；使各种原料能够均匀混合，使成型后的坯体致密； （（3)3)增增大大各各种种原原料料的的表表面面积积，，使使其其易易于于进进行行固固相相反反应应或或熔熔融融，，提高反应速度并降低烧成温度提高反应速度并降低烧成温度 根据原料的硬度和块度的不同，破碎设备和分级方式是不根据原料的硬度和块度的不同，破碎设备和分级方式是不同的。

长石、石英、石灰石、焦宝石等块状硬质岩石，要先同的长石、石英、石灰石、焦宝石等块状硬质岩石，要先粗碎、粗碎、中碎中碎，然后再与其他原料配合后送去，然后再与其他原料配合后送去细碎、混合细碎、混合 材料科学与工程学院材料科学与工程学院 粗碎粗碎 一般是采用颚式破碎机，出料块度约为一般是采用颚式破碎机，出料块度约为4040～～50mm50mm（有时用两级连续破碎来达到此块度）有时用两级连续破碎来达到此块度） 中碎中碎 一般采用轮碾机和反击式破碎机等使原料粒度小于一般采用轮碾机和反击式破碎机等使原料粒度小于0.5mm0.5mm也可采用雷蒙机（环辊磨机），使破碎后的原料也可采用雷蒙机（环辊磨机），使破碎后的原料进一步磨至进一步磨至0.0440.044～～0.125mm0.125mm，不经细碎直接可以用于造，不经细碎直接可以用于造粒 细碎细碎 一般采用间歇式球磨机一般采用间歇式球磨机, ,粒小于或等于粒小于或等于0.06mm0.06mm ；； 也可采用超细磨机（振动磨、搅拌磨、行星磨、气也可采用超细磨机（振动磨、搅拌磨、行星磨、气流磨等）。

流磨等） 材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院采用湿法球磨比干法球磨效果好：采用湿法球磨比干法球磨效果好： 主要是因为液体能渗透到固体颗粒缝隙之中，使颗粒胀大、主要是因为液体能渗透到固体颗粒缝隙之中，使颗粒胀大、变软而易于粉碎，此外，液体介质润湿粉料时能渗透到颗粒内部变软而易于粉碎，此外，液体介质润湿粉料时能渗透到颗粒内部（沿裂纹扩伸），加速粉料的劈裂沿裂纹扩伸），加速粉料的劈裂 对于普通陶瓷坯料：对于普通陶瓷坯料： 料球水比约为料球水比约为1：（：（1. 5～～2.0）：（）：（0.8～～1. 2）；）； 釉料的料球水比为釉料的料球水比为1：（：（2.3～～2.7）：（）：（0.4～～0.6）；）； 对难磨且细度要求高的粉料，研磨体的比例可适当提高；对难磨且细度要求高的粉料，研磨体的比例可适当提高； 对吸水多的原料（软质粘土较多时）可多加一些水，以免球对吸水多的原料（软质粘土较多时）可多加一些水，以免球石和料粘在一起，降低球石的研磨和冲击作用；石和料粘在一起，降低球石的研磨和冲击作用； 硬质料较多时，可少加水。

硬质料较多时，可少加水 材料科学与工程学院材料科学与工程学院三、过筛和除铁三、过筛和除铁 过筛过筛是控制原料（泥浆、粉料）粒度的有效方法一般采用是控制原料（泥浆、粉料）粒度的有效方法一般采用振动筛，其特点是产量高，不易堵塞振动筛，其特点是产量高，不易堵塞 滚动筛滚动筛材料科学与工程学院材料科学与工程学院 除铁除铁是减少产品色斑的重要措施例如含铁的矿物常产生褐是减少产品色斑的重要措施例如含铁的矿物常产生褐色或黑色斑点，在生产玻化砖时会影响其色差色或黑色斑点，在生产玻化砖时会影响其色差 一般采用磁选机和恒磁铁块除铁湿式除铁（即在泥浆状态一般采用磁选机和恒磁铁块除铁湿式除铁（即在泥浆状态下除铁）比在粉料状态下的干式除铁效果好高档日用陶瓷和高下除铁）比在粉料状态下的干式除铁效果好高档日用陶瓷和高强度电瓷对除铁过筛要求十分严格强度电瓷对除铁过筛要求十分严格。